专论与综述

• 中国水力侵蚀监测方法研究进展

  史文海，娄黔方，谢鑫杰，刘亮，宋若琪，任兆粲，刘明，唐铭君

  2024,56(5):921-927, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.001

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  摘要：

  水力侵蚀监测不仅是土壤侵蚀研究的难点，同时也是土壤侵蚀动态评估和防治的基础。本文系统回顾了中国水力侵蚀监测方法的主要发展历程，基于水力侵蚀监测方法的特点对其进行了分类，并针对水力侵蚀不同监测方法的适用性及局限性进行了分析总结。最后，结合近20年中国水力侵蚀研究的热点和前沿，对未来水力侵蚀监测方法进行了前景展望，阐明了目前中国水力侵蚀监测方法存在的问题以及发展需求。

• 耐低温纤维素降解微生物的研究进展

  赵丹，徐希媛，徐志辉，姚彦坡，褚海燕

  2024,56(5):928-937, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.002

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  摘要：

  纤维素是世界上最丰富的多聚糖，具有极高的利用价值。在当前能源需求面临严峻形势的情况下，纤维素的降解转化发挥着重要作用。然而，纤维素复杂的结构成为其降解的一大阻碍，导致利用率很低。利用微生物的协同作用进行纤维素的降解是实现资源循环利用的有效途径，但在寒冷的地区，低温会大大限制微生物活性，从而严重影响纤维素的降解效率。本文对纤维素自身结构及生物降解机理进行概述，将纤维素降解及耐低温降解微生物进行归纳总结，并作出展望，为后续该类菌株的筛选、寒区纤维素的资源化利用与未来该领域的研究提供科学借鉴。

• 农膜微塑料与酞酸酯在土壤中迁移的研究进展

  张蕾，孙东，张建强，朱艳宏，陆一新，李经涵，何杨

  2024,56(5):938-947, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.003

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  摘要：

  农膜长期大量使用且缺乏有效的回收处理导致了土壤中微塑料与酞酸酯污染不断加剧。本文系统地梳理了农膜微塑料与酞酸酯在土壤中的赋存特征及土壤理化性质、人为因素和自然条件的耦合影响，归纳了生物与非生物因子对微塑料与酞酸酯在土壤中迁移的共驱动效应，剖析了微塑料与酞酸酯的相互作用与协同迁移机制及向生物相转移的证据与潜在的生态风险与效应，并基于协同控制的视角，从联合检测、迁移模型与生态评估等方面对未来研究进行了展望。

研究报告

• 中国番茄土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量研究

  米春娇，孙洪仁，张吉萍，王尚波，张砚迪

  2024,56(5):948-953, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.004

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  摘要：

  为了给中国番茄测土施氮提供有效参考，使用“零散试验数据整合法”和“养分平衡–地力差减法新应用公式”，进行中国番茄土壤氮素丰缺指标与推荐施氮量研究。结果表明：中国番茄土壤碱解氮第1 ~ 7级丰缺指标依次为：≥303.1、189.5 ~ 303.1、118.5 ~ 189.5、74.1 ~ 118.5、46.3 ~ 74.1、29.0 ~ 46.3和 <29.0 mg/kg；土壤全氮第1 ~ 7级丰缺指标依次为：≥3.0、2.0 ~ 3.0、1.3 ~ 2.0、0.8 ~ 1.3、0.6 ~ 0.8、0.4 ~ 0.6和 <0.4 g/kg；土壤有机质第1 ~ 6级丰缺指标依次为：≥77.3、36.6 ~ 77.3、17.4 ~ 36.6、8.2 ~ 17.4、3.9 ~ 8.2和 <3.9 g/kg，其中，露地番茄土壤有机质第1 ~ 7级丰缺指标依次为：≥55.3、32.8 ~ 55.3、19.4 ~ 32.8、11.5 ~ 19.4、6.8 ~ 11.5、4.1 ~ 6.8和 <4.1 g/kg，设施番茄土壤有机质第1 ~ 4级丰缺指标依次为：≥43.4、14.6 ~ 43.4、4.9 ~ 14.6和 <4.9 g/kg。当氮肥当季利用率为40%、番茄目标产量为120 t/hm²时，土壤氮素丰缺级别第1 ~ 7级的推荐施氮量依次为0、81、162、243、324、405和486 kg/hm²。

• 不同粪肥与黄腐酸配施对设施菜地N₂O及CO₂排放的影响

  赵守强，刘源，孙玖明，刘春成，李晓彤，田婧婕，李中阳

  2024,56(5):954-962, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.005

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  摘要：

  为探究不同种类粪肥与黄腐酸配施对设施菜地N₂O及CO₂排放的影响，采用设施大棚小区试验，进行了两季上海青栽培，监测了不同肥料施加下蔬菜产量、土壤N₂O、CO₂排放通量和累积排放量及相关环境因子的变化。结果表明：土壤N₂O排放主要发生在施肥后的第2周，土壤CO₂排放主要发生在蔬菜生长的中后期；单施猪粪、鸡粪、羊粪处理在土壤N₂O、CO₂排放通量及累积排放量方面无显著差异，但粪肥配施黄腐酸增加了土壤N₂O、CO₂的排放；单施猪粪和羊粪处理的增产效果高于鸡粪处理，且粪肥配施黄腐酸增加了蔬菜产量。在环境因子方面，土壤含水率、pH、铵态氮、硝态氮是影响N₂O和CO₂排放的重要因素。综合考虑温室效应及蔬菜产量，羊粪配施黄腐酸的效果最佳。

• 长期施氮加剧亚热带米槠天然林不同深度土壤磷限制：基于土壤胞外酶活性及其化学计量比角度

  李欣冉，林浩，曹平丽，林伟盛，刘小飞，钟羡芳，郭剑芬

  2024,56(5):963-974, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.006

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  摘要：

  以福建三明格氏栲自然保护区内的米槠天然林为研究对象，通过设置对照(CK)、低氮(LN，N 40 kg/(hm²·a))、高氮(HN，N 80 kg/(hm²·a))处理模拟氮沉降，研究不同施氮年限(4、8 a)、不同深度(0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm)土壤理化特性和土壤酶活性及其化学计量比的变化，探究长期氮沉降是否加剧亚热带地区土壤磷限制。结果表明：①不同年限施氮后土壤pH下降，0 ~ 10 cm土层可溶性有机氮(DON)含量随施氮量增加而增加；施氮4 a，0 ~ 10 cm土层微生物生物量氮(MBN)含量随施氮量增加显著下降，10 ~ 20 cm土层则相反，两土层土壤硝态氮含量均随施氮量的增加而增加；施氮8 a，HN处理下各土层土壤微生物生物量碳(MBC)和MBN含量均最低，0 ~ 10 cm土层铵态氮含量随施氮量的增加显著降低。②不同年限HN处理提高了各土层土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性，但HN处理8 a明显降低0 ~ 10 cm土层β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性；LN和HN处理4 a显著提高0 ~ 10 cm土层酸性磷酸酶(ACP)活性，但显著降低10 ~ 20 cm土层ACP活性。③不同施氮年限下，不同深度土壤酶化学计量比向量角度均大于45°，而且施氮8 a的向量角度要显著大于施氮4 a的向量角度，表明长期施氮加剧了土壤微生物磷限制；不同施氮年限下，0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层土壤酶C∶N∶P化学计量比分别为1∶1∶2和1∶1∶3，与全球生态系统土壤酶C∶N∶P的比值1∶1∶1相比偏离。④冗余分析(RDA)表明，DON、MBN和NH₄⁺-N是调控不同施氮年限各土层土壤酶活性和化学计量比变化的主要因子。总之，长期氮沉降明显加剧了亚热带地区土壤磷限制。

• 长期施用粪肥对红壤固氮菌多样性和群落组成的影响

  苏先楚，叶桂萍，邓米林，冯蒙蒙，韩风毅，樊剑波，贺纪正，林永新

  2024,56(5):975-981, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.007

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  摘要：

  为了探究长期施用猪粪对红壤固氮菌群落的影响，依托中国科学院鹰潭红壤生态实验站长期施用猪粪的定位试验地，利用高通量测序，测定4种施肥处理土壤(不施用猪粪的对照(CK)，施用9 Mg/hm²猪粪(M9)、18 Mg/hm²猪粪(M18)和27 Mg/hm²猪粪(M27))的固氮菌多样性和群落结构。结果表明：长期施用猪粪显著提高红壤固氮菌多样性，且多样性与土壤有机碳、全氮和有效养分显著正相关，但与土壤pH无显著相关性；非度量多维尺度分析(NMDS)结果表明，与对照相比，长期施用猪粪处理的固氮菌群落结构明显不同，且差异程度随猪粪施用量的增加而增加；曼特尔检验(Mantel test)分析表明，固氮菌群落结构主要受土壤可溶性有机碳、速效钾和有效磷影响；长期施用猪粪显著提高了蓝藻门和厚壁菌门的相对丰度，降低了α-变形菌门和β-变形菌门的相对丰度，这与土壤养分的变化有关。综上，长期施用猪粪显著提高红壤固氮菌多样性，改变固氮菌群落结构和组成，土壤养分含量的变化是重要影响因素。

• 核桃大豆间作土壤微生物生物量碳氮、氮素营养与酶活性特征

  刘小勇，任静，张锐，郭志刚，彭海，韩富军，刘馨蔚，徐小强

  2024,56(5):982-991, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.008

  摘要(3) HTML(0) PDF(819.88 K)( 0) 收藏

  摘要：

  为掌握旱作区核桃大豆间作下土壤质量变化，探明土壤矿质营养、微生物生物量碳氮和酶活性变化特征及其相关性，以元林核桃(Juglans regia cv. L.)为研究对象，测定分析了核桃硬核期、坚果成熟期和落叶期3个关键物候期核桃大豆间作、核桃单作两种栽培模式下土壤矿质营养、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)以及酶活性特征。结果表明：①间作显著提高了核桃生育期土壤有机质(SOM)含量，降低了核桃生育前期(硬核期和坚果成熟期)0 ~ 60 cm土层土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)含量和表层(0 ~ 20 cm)土壤速效钾(AK)含量，降低了土壤AN和AP的深层积累，加速了作物对营养元素的吸收利用，提高了养分利用效率；②间作提高了核桃生育期深层(40 ~ 60 cm)土壤MBC含量和硬核期土壤MBN含量，增加了坚果成熟期和落叶期0 ~ 40 cm土层土壤MBN含量，维持了深层土壤MBC含量；③间作条件下，土壤β-葡糖苷酶(BG)、磷酸单酯酶(AKP)、α-纤维素酶(CBH)、N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性均以坚果成熟期最高、硬核期最低，而硬核期5种酶活性均显著低于单作处理，坚果成熟期和落叶期均高于单作处理，表现出较大的波动性；④Pearson相关性分析表明，土壤MBC与全氮(TN)、AN和SOM极显著正相关(P<0.01)，间作下土壤MBC、MBN与AKP均显著相关(P<0.05)；土壤BG、AKP、CBH、NAG和LAP之间均极显著正相关(P<0.01)。综上可见，旱作区幼龄核桃园间作大豆，可以显著增加核桃生育期SOM、AN和AP含量，降低土壤AN和AP的深层积累，提高深层土壤MBC含量，增大坚果成熟期土壤酶活性，加速作物对营养元素的吸收利用。

• 福建省典型杉木人工林根际土壤氧化亚氮还原菌丰度特征

  左婷，孙其荣，陈婧涵，罗培傑，吴黄垒，郑勇，林永新，叶桂萍

  2024,56(5):992-998, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.009

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  摘要：

  为揭示福建省典型杉木人工林根际土壤中氧化亚氮(N₂O)还原菌的丰度及其关键环境驱动因子，选取3个典型林场的杉木人工林为对象，利用实时荧光定量PCR测定了根际土壤N₂O还原菌功能基因nosZ I和nosZ II丰度。结果表明：3个典型杉木人工林根际土壤的nosZ I基因丰度均显著高于nosZ II，表明nosZ I在酸性杉木人工林根际土壤中占主导，这可能与nosZ II型N₂O还原菌对低pH比较敏感有关；3个林场中，武夷山国家森林公园的杉木人工林根际土壤nosZ I基因丰度为2.53×10⁷ copies/g，显著高于三明国家野外科学观测研究站(9.27×10⁶ copies/g)和上杭白砂国有林场(8.90×10⁶ copies/g)，但3个林场之间的nosZ II丰度差异不显著；随机森林分析表明，土壤pH是调控N₂O还原菌nosZ I和nosZ II丰度的关键环境因子。综上所述，福建省不同区域典型杉木人工林根际土壤nosZ I基因丰度存在差异，土壤pH是最主要的调控因子。

• 基于高通量测序的土壤可培养有机解磷菌多样性研究

  夏围围，邹萌萌，张泽霖，陈晓芬，王玉芳，孙祥鑫，贾仲君

  2024,56(5):999-1006, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.010

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  摘要：

  采用常规细菌培养基(BPM)、无机解磷菌培养基(IPM)和有机解磷菌培养基(OPM)分别对土壤解磷菌进行平板培养，经3次传代富集，获得可培养微生物菌落集合，连同原位土壤，以phoD基因为分子标靶进行高通量测序分析，评价土壤本底和可培养解磷菌多样性差异，及其在不同培养基中的富集规律。结果表明：基于phoD基因的高通量测序结果能够较大程度覆盖土壤本底和菌落富集物中phoD相关解磷菌种群，Goods coverage指数大于98.3%。土壤可培养解磷菌phoD基因的α多样性显著低于原位土壤，其中Shannon和Simpson指数在IPM中最低，而在BPM和OPM中无显著差异；Chao 1指数在不同培养基富集物中均无显著差异，仅为原位土壤的5.3% ~ 8.4%。在微生物属水平对phoD基因序列进行分类注释发现，原位土壤共检测到34属可分类解磷菌，可培养解磷菌的比例约为26.5% ~ 41.2%。原位土壤和不同培养基富集物之间的phoD相关解磷菌共有属仅为6个，多为可培养的优势属，包括Pseudomonas、Bradyrhizobium、Cupriavidus、Sinorhizobium、Xanthomonas和Actinoplanes。进一步通过LEfSe(LDA effect size)差异分析显示，共有属中有4个在不同培养基中存在显著富集差异，Cupriavidus在IPM和OPM中显著富集，而Pseudomonas、Bradyrhizobium和Xanthomonas在BPM和OPM中显著富集。此外，Burkholderia仅在OPM中被检测。最后，在属水平上还存在大量phoD基因序列目前无明确分类，在所测序列中占比为0.13% ~ 59.6%。本研究通过将传统微生物培养技术与高通量测序技术相结合，定量评价了培养基成分对土壤可培养解磷菌phoD基因多样性的影响，揭示了phoD相关解磷菌的可培养特性和生理特点，为发掘和利用土壤解磷菌资源提供了参考。未来亟待培养技术创新，以定向分离和鉴定更多解磷菌，增强对环境解磷资源微生物的全面认识。

• 不同岩茶产区土壤碳氮磷钾生态化学计量比及其对真菌多样性的影响

  王霖，廖亦阳，李先德，吴春梅，王佳娜，侯丽，吴琪梦，张永勋，沈长华，王维奇

  2024,56(5):1007-1017, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.011

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  摘要：

  本文以福建武夷山正岩茶、半岩茶和洲茶产区为研究对象，系统分析并阐明不同岩茶产区土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其生态化学计量比对真菌群落组成和功能的影响。结果表明：①不同岩茶产区土壤C、N含量差异不显著，半岩茶产区P含量显著高于正岩茶及洲茶产区(P<0.05)，正岩茶产区K含量最高，3个产区之间K含量均呈现显著差异 (P<0.05)；②在正岩茶、半岩茶和洲茶产区，子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉菌门(Mortierellomycota)分别是主要真菌门类，毛壳菌属(Chaetomium)是正岩茶产区真菌优势属，沙蜥属(Saitozyma)是半岩茶和洲茶产区的真菌优势属；③FUNGuild功能预测结果表明，在正岩茶产区中，动物病原-内生-附生-真菌寄生-植物病原-木质腐生真菌相对丰度最高；在半岩茶产区中，内生-凋落物腐生-土壤腐生-未定义腐生真菌丰度最高，而未定义腐生真菌在洲茶产区丰度最高；④Mantle检验结果显示，岩茶产区土壤真菌群落主要受C∶K、N∶K和P∶K的影响。K与毛壳菌属、镰刀菌属(Fusarium)和曲霉菌属(Aspergillus)，C∶K、N∶K、P∶K与沙蜥属呈极显著正相关 (P<0.01)；N与青霉菌属(Penicillium)，P与沙蜥属呈显著正相关(P<0.05)；C与镰刀菌属，K与沙蜥属，C∶N与毛壳菌属、青霉菌属和木霉属(Trichoderma)呈极显著负相关(P<0.01)；N与镰刀菌属，K与被孢霉属(Mortierella)，C∶K、N∶K与毛壳菌属、镰刀菌属和曲霉菌属呈显著负相关(P<0.05)。总之，不同岩茶产区土壤真菌群落主要受C、N、P、K计量比影响，而养分含量对真菌群落影响不显著。本研究对评估茶园土壤健康，提升茶园土壤生态系统功能具有重要意义。

• 添加膨润土对黄绵土有机碳积累的影响

  张咏琪，马东豪，谢越，霍亚文，杨熙，张佳宝

  2024,56(5):1018-1026, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.012

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  摘要：

  通过盆栽试验，设置单施有机物料、膨润土与有机物料配施两种处理模式，探究了膨润土添加对黄绵土土壤有机碳积累的影响。结果表明：①与CK处理相比，单施有机物料的秸秆还田(S)、施用有机肥(O)、秸秆还田+有机肥配施(SO)、木本泥炭+生物激发剂(WE)处理均可显著提升土壤有机碳含量，增幅分别为14.0%、30.5%、23.9%、30.8%，且在配施0.2% 的膨润土(B)后有机碳增加量可进一步提高到14.8%(BS)、35.1%(BO)、26.2%(BSO)、31.8%(BWE)；②添加膨润土的秸秆还田处理(BS)和秸秆还田+有机肥处理(BSO)较CK处理可以更有效地提高大团聚体(>0.25 mm)的质量分数(增幅分别为7.8% 和8.3%)，进而提高土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)，增强对有机碳的物理保护作用；③膨润土添加可以较为明显地提升矿物结合态有机碳(MAOC)含量，B、BS、BO、BSO、BWE处理下MAOC含量较CK、S、O、SO、WE处理分别提升了20.6%、28.2%、9.5%、9.6%、1.4%，且配施有机肥还可以同时提升颗粒态有机碳(POC)含量，其中BO和BSO处理分别比O和SO处理提升了16.9% 和11.7%；④膨润土的添加可以通过提高土壤矿物结合态碳饱和容量，降低土壤碳饱和亏缺量，提高土壤固碳速率。此外，通过随机森林分析发现，碳酸钙是碱性钙质土壤有机碳饱和亏缺的主要驱动因子，而膨润土的添加有利于缓解碳酸钙对有机质积累的负效应。总之，添加膨润土可以改善土壤结构，促进干旱半干旱地区土壤有机碳的积累。

• 玉米秸秆集中深还田对旱地土壤CO₂排放特征的影响

  李晓宇，李金，毕润学，金鑫鑫，范庆锋，邹洪涛

  2024,56(5):1027-1033, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.013

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  摘要：

  为探究秸秆深还条件下不同还田量对土壤CO₂排放的影响，于田间微区试验设置3个处理，分别为CK(无秸秆还田)、T1(全量还田，10 500 kg/hm²)、T2(倍量还田，21 000 kg/hm²)，通过LI-8100A土壤碳通量自动测定仪测定土壤CO₂排放速率并探究其影响因素。结果表明：①秸秆还田提高了CO₂排放速率，其中倍量还田与全量还田的CO₂累积排放量明显大于无秸秆还田(P<0.01)，分别增加了92.53% 和61.95%；②各处理CO₂排放速率在土壤温度为30 ℃、24% 含水量时达到最大，且土壤温度与水分的双因素拟合模型相较于单因素模型更好(R²为0.488 ~ 0.583)，说明CO₂排放速率受土壤温度和水分共同调控；③还田100 d后秸秆干物质残留量为25.54% ~ 28.21%，其腐解程度与CO₂累积排放量显著正相关，且秸秆腐解后，增加了土壤有机碳、微生物生物量碳、有效磷、速效钾含量，促进了CO₂排放。综上所述，土壤CO₂排放特征受土壤温度、含水量及其他土壤养分共同作用，且秸秆还田量的增加，能够提升土壤养分，增加CO₂排放，促进土壤呼吸。

• 无定形铝氧化物添加对酸化土壤有机氮矿化的影响

  李小雪，孙晓，庄舜尧

  2024,56(5):1034-1041, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.014

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  摘要：

  通过采集不同种植年限(0、4、18 a)的雷竹林土壤，利用添加无定形铝氧化物的方法进行模拟试验，研究了土壤酸化条件下铝的活化对有机氮矿化的影响。结果表明：无定形铝氧化物的添加会抑制土壤有机氮矿化，且添加量与氮矿化抑制率呈显著线性相关；当添加量为20 g/kg时，0、4、18 a种植年限土壤有机氮矿化抑制率分别为22.42%、31.86% 和35.31%。不同无定形铝氧化物添加量处理时，土壤有机氮矿化后无机氮中铵态氮含量无显著变化，硝态氮含量则显著下降，矿化氮中铵硝比随添加量显著增加，由此说明无定形铝氧化物添加对土壤有机氮矿化抑制主要表现为对硝化过程的抑制。可见，土壤酸化会显著降低土壤氮的矿化，影响土壤养分循环。

• 水分胁迫下施用磷石膏改良滨海盐碱土对小麦生长影响与环境风险评估初探

  吴洪生，陈小青，马文舟，王晓云，周国华，丁军，程诚，李妍慧，迟金和，石陶然，段亚军，邸明春，李贞伟，石佑华

  2024,56(5):1042-1050, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.015

  摘要(4) HTML(0) PDF(739.80 K)( 0) 收藏

  摘要：

  在前期磷石膏改良效果试验的基础上，通过室内盆栽试验，采用滨海盐土种植小麦，磷石膏施用量45 000 kg/hm²，进行不同土壤持水量下水分与磷石膏的交互作用对小麦生长影响及环境风险试验，分别设置土壤饱和持水量的90%、80%、70%、60%、50%、40%、30% 共7个处理。结果表明，含水量为土壤田间持水量的30% 处理比持水量80% 处理的小麦株高减少32.06%，总鲜生物量减少44.17%，根生物量增加106.06%，根冠比提高，小麦叶片抗氧化酶活性提高，丙二醛含量增加98.37%；土壤Cd增加3.2%，Pb增加7.2%，Cu增加50.9%，水溶性F增加150%；小麦叶片Cd增加50%，Pb增加33.3%，F增加275%。虽然尚未达到土壤和地下水重金属污染环境质量标准，但是如果长期连续高量施用磷石膏，会导致土壤和地下水相应有害物质积累；小麦叶片中的重金属在灌浆时会逐渐向籽粒转移积累，有一定风险。水分胁迫影响小麦生长发育，导致土壤及小麦叶片中Cd和水溶性F含量提高，会带来小麦籽粒残留Cd和F增加的风险。在气象干旱及盐碱地盐胁迫引起的生理干旱条件下施用磷石膏改良盐碱土可能会引起土壤及地下水环境风险和农产品安全风险，需要加强专项研究和应用监测。

• 基于数字图像技术反演中国东北黑土有机质含量

  王亚丹，张凤，胡文友，于东升，迟凤琴，张超，徐英德，杨顺华，俞元春，姜军，徐仁扣

  2024,56(5):1051-1056, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.016

  摘要(5) HTML(0) PDF(1.42 M)( 1) 收藏

  摘要：

  以东北黑土为研究对象，利用数码相机获取黑土的数字图像，遴选与土壤有机质(SOM)含量相关的红(R)、绿(G)、蓝(B)颜色分量，并通过逐步多元回归(SMRM)和神经网络模型(NNM)建立基于数字图像的SOM含量预测模型。结果表明：黑土数字图像的各颜色分量原始值与SOM含量的相关系数绝对值(|r|)依次为：R>G>B，分别为0.67、0.65、0.50。原始值经对数和开平方数值变换后，|r|增加，而经倒数和平方变换后，|r|降低。据此，基于数字图像R、G、B颜色分量的原始值和各变换值建立了预测SOM含量的SMRM模型，训练集和验证集决定系数(R²)分别为0.43 ~ 0.50和0.46 ~ 0.50，均方根误差(RMSE)分别为1.28% ~ 1.39% 和1.31% ~ 1.39%(P<0.001)，其中基于对数和开平方变换值的模型拟合程度和预测精度更高。同时，利用NNM模型基于黑土R、G、B颜色分量的原始值反演SOM含量，发现多层感知器算法模型得到的黑土SOM实测值和预测值之间R²均为0.49，RMSE为1.31% 和1.28%(P<0.001)。因此，SMRM和NNM均能通过黑土数字图像的R、G、B颜色分量反演SOM含量，其是快速获取我国东北黑土SOM含量的一套可操作的预测方法

• 氧四环素对稻田土壤铁砷形态转化的影响

  仝运平，谷成，高娟

  2024,56(5):1057-1066, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.017

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  摘要：

  为探究稻田土壤中抗生素和As复合污染的相互作用，选取湖南省湘潭市某稻田土壤进行微宇宙培养试验，通过模拟稻田土壤淹水–排干过程，探究氧四环素(OTC)在此过程中对Fe、As氧化还原转化的影响。结果表明，在淹水培养阶段，OTC能够促进土壤铁矿物的还原，使得溶解态、可交换态和吸附态/弱结晶型矿物态Fe(II) 含量显著增加，因此在排干阶段能生成更多的·OH自由基，促进溶解态As(III) 的氧化。OTC对Fe(III) 具有络合和还原作用，能够促进土壤含Fe物质的还原；同时，作为一种广谱的抗菌剂，OTC的选择作用提高了异化铁还原菌的相对丰度，同样能够促进铁矿物的还原溶解。此外在淹水阶段，OTC作用下硫酸盐还原菌相对丰度增加，这使得硫化物结合态As的生成量增加，因而溶解态As含量降低。总体而言，OTC在淹水阶段会促进土壤含Fe物质的还原溶解，但能够通过提高As硫化物的生成量减少As的溶出；在排干阶段则有利于生成更多的·OH，将溶解态As(III) 快速氧化，这能够降低水稻吸收和转运As的风险。

• 伴矿景天重金属吸收与土壤阳离子养分供应的关系——基于中国南方地区土壤大样本的盆栽试验

  黄玉峰，史自军，周嘉文，黄永杰

  2024,56(5):1067-1076, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.018

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  摘要：

  探究伴矿景天(Sedum plumbizincicola)镉(Cd)、锌(Zn)吸收与土壤阳离子养分元素供应的关系，以期从养分调控角度指导提高超积累植物的修复效率。采用盆栽试验比较了中国南方地区不同类型、不同耕作方式和不同污染程度的49个土壤上伴矿景天生长及重金属吸收情况，利用相关分析、广义梯度增强模型等手段挖掘限制植物重金属吸收的关键阳离子养分因子。结果表明：①土壤全量锰(Mn)和铁(Fe)是影响伴矿景天生长的主要养分因子，贡献率分别为34.61% 和16.31%；②有效态钙(Ca)、全量镁(Mg)与地上部Cd含量及吸收量显著正相关，其对地上部Cd含量的贡献率为16.90% 和10.39%，而有效Mg对地上部Cd含量的贡献率为14.21%；有效Mn对伴矿景天Zn吸收影响最大，其对地上部Zn含量和吸收量的贡献率分别为17.76% 和20.86%。土壤不同阳离子养分元素的供应对伴矿景天生长和重金属吸收能力有一定的影响，其中土壤Mg和Mn是影响伴矿景天Cd和Zn吸收的重要养分元素，今后可通过调控养分供应促进伴矿景天Cd和Zn的吸收，提高修复效率。

• 上海外环绿带典型绿地土壤质量综合评价

  于全波，仲启铖，李镕汐，张琪，马艳

  2024,56(5):1077-1083, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.019

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  摘要：

  为研究上海外环绿带土壤质量，推进植被功能提升，在上海外环绿带布设了94个点，从土壤肥力质量、环境质量和健康质量3个方面，综合评价了上海外环绿带土壤质量。结果表明：①上海外环绿带土壤肥力质量堪忧，土壤肥力质量指标主要分布在影响植被生长的四级、五级和六级，78.7% 的采样点土壤肥力质量分布在 “贫瘠”等级；②土壤环境质量较好，土壤环境质量指标主要分布在无污染的一级，88.3% 的采样点土壤环境质量等级为“清洁”；③土壤健康质量不容乐观，72.6% 的采样点土壤健康质量分布在“很低”等级；④容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、pH、有机质、碱解氮和有效磷是影响土壤肥力质量的主要因素，土壤肥力质量也显著影响着土壤健康质量。上海外环绿带应通过施用有机无机材料，全面提升土壤质量。

• 不同秸秆还田方式对典型砂姜黑土收缩特征的影响

  穆青，夏淑媛，李庆阳，王擎运，王翔翔，齐永波，马东豪，柴如山，彭新华

  2024,56(5):1084-1090, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.020

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  摘要：

  依托长期(2017—2022年)定位试验设置5个试验处理：氮磷钾平衡施用的对照(CK)，氮磷钾平衡施用下的小麦与玉米秸秆还田(SR)、小麦秸秆＋玉米秸秆生物质炭还田(WM_BC)、玉米秸秆＋小麦秸秆生物炭质还田(W_BCM)和小麦与玉米秸秆生物质炭还田(S_BC)，探究了长期不同秸秆还田方式对典型砂姜黑土理化性质及土壤收缩特征的影响。结果显示：SR处理利于土壤碱解氮、有效磷含量的提高，而秸秆+生物质炭还田更利于提高土壤速效钾及全量养分，其中W_BCM处理效果更为明显；秸秆还田促进了 >5 mm大团聚体的破碎(S_BC处理除外)，WM_BC处理大团聚体破碎形成了分布较均匀的土壤结构；长期秸秆+生物质炭还田能显著降低砂姜黑土容重，提高土壤孔隙度，W_BCM处理优于WM_BC处理；而SR处理的田间持水量最大，W_BCM处理次之。综上，秸秆+生物质炭还田不仅利于提高土壤养分，还能显著降低砂姜黑土容重，提高土壤孔隙度。长期秸秆还田缓解了土壤收缩程度，WM_BC处理效果最好，W_BCM处理次之。

• 宁夏枸杞种植适宜性区划

  洪云鹏，陈沂岭，苏燕燕，董刚强，宋效东，王涵，杨金玲，张甘霖

  2024,56(5):1091-1100, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.021

  摘要(4) HTML(0) PDF(1.06 M)( 1) 收藏

  摘要：

  于2023年7—8月对宁夏全境枸杞种植分布情况进行调查，记录了186个点位的枸杞适宜种植情况，测试了70份鲜枸杞样品，获取了可溶性固形物含量、百粒重、产量和果形指数的数据，同时收集了宁夏自治区的气候、地形、土壤等多种高分辨率环境变量。首先，基于枸杞种植分布信息与环境变量，使用最大熵模型(MaxEnt)识别了宁夏自治区可以种植枸杞的区域；其次，基于主观权重法建立了4项枸杞质量指标的权重和分级体系，使用随机森林(RF)分类模型完成了宁夏自治区枸杞种植适宜性区划，并使用相关性分析和主成分分析研究了各种环境因子对枸杞质量指标的影响。研究表明，枸杞潜在种植区主要分布在现有农田区(除南部六盘山两侧冷凉区)和农田与牧场交界边缘区，其中，适宜区占47%，较适宜区占35%，次适宜区占18%。气候因素是影响枸杞种植的主要因子，其次是土壤和地形因素；4项枸杞质量指标中，可溶性固形物含量、百粒重、果形指数主要由气候因素驱动，产量主要受土壤肥力影响。该研究对宁夏枸杞产业转型及种植发展规划具有参考意义。

• 东北典型黑土富硒区土壤与作物硒含量特征及影响因素——以海伦市为例

  马婧萱，崔晓丹，梁强，胡文友，黄标

  2024,56(5):1101-1110, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.022

  摘要(4) HTML(0) PDF(1.23 M)( 0) 收藏

  摘要：

  为探究东北典型黑土富硒区土壤-作物系统硒含量及影响因素，选择海伦市为研究区，调查分析了表层土壤的理化性质、全硒和有效硒含量，大宗农产品(水稻、大豆、玉米)可食用部分硒含量。结果表明，研究区土壤全硒含量水平相对较高，均值为0.303 mg/kg，有效硒含量均值为0.018 mg/kg，硒活化率(有效硒的占比)偏低；土壤全硒和有效硒含量都具有明显的空间分布特征，高值区主要分布在研究区的西北部和中部(永和乡、爱民乡、向荣乡和长发乡)；3种大宗农作物硒含量由高到低为水稻(0.028 mg/kg)>大豆(0.014 mg/kg)>玉米(0.007 mg/kg)；相关性分析表明，土壤硒含量的主要影响因素为土壤有机质、全氮、阳离子交换量和粉粒含量，高有机质含量抑制了水稻和玉米对土壤硒的吸收。本研究为研究区开发利用富硒土壤提供了从区域选择到作物类型选择的数据支撑。

• 西盟县土壤硒元素空间分异特征及影响因素

  刘志宗，王晟，刘奇，陈文，赵炫越，李润和，刘昱成，包立，张乃明

  2024,56(5):1111-1119, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.023

  摘要(2) HTML(0) PDF(1.19 M)( 0) 收藏

  摘要：

  为分析西盟县土壤硒元素空间分异特征及影响因素，采集了西盟县275个土壤样品，通过方差分析、相关性分析、地统计分析、GIS空间分析技术和地理探测器等方法，系统分析了西盟县土壤全硒和有效硒的含量、空间分异特征及影响因素。研究结果显示，西盟县土壤全硒和有效硒的平均含量分别为0.49 mg/kg 和 0.056 mg/kg，且土壤硒活化率为12.17%。土壤全硒和有效硒在空间分布上具有显著的相关性，热点区域主要分布在县东部。地理探测器分析显示，母岩类型、海拔高度以及有机质含量对土壤硒元素的空间变异具有显著影响。不同因子对土壤全硒和有效硒的空间变异并非独立的，而是相互作用的，它们共同增强了对全硒与有效硒空间变异的影响。综上所述，西盟县土壤硒元素丰富，同时土壤硒含量的空间分布受到地质条件等多种因素的综合影响，存在明显的硒资源富集区域。研究结果为西盟县开发富硒农产品提供了区域选择和种植管理上的科学依据。

• 藏东南地区农田土壤功能营养元素分布研究

  谢程，侯磊，林文，许晨阳，赵刚，葛佳存，安维江，王张民

  2024,56(5):1120-1128, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.024

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  摘要：

  硒(Se)、锌(Zn)、钙(Ca)、铁(Fe)等元素对人体健康具有积极作用，这些功能矿物质营养在土壤中的含量一定程度上影响作物中对应元素的含量。为了解藏东南地区农田土壤功能营养元素分布及可能的影响因素，本研究以西藏自治区林芝市5个县(区)的农田土壤及作物为研究对象，分析土壤及作物中全量Se、Zn、Ca、Fe的含量水平。研究表明：研究区农田土壤Se、Zn、Ca、Fe含量范围分别为0.00 ~ 0.48 mg/kg、37.96 ~ 194.17 mg/kg、2.41 ~ 7.30 g/kg、10.20 ~ 34.35 g/kg。供试土壤样品中，64% 尚未达到Se适量水平，85% 的Fe含量未达到中等水平，76% 的Zn含量达到中等及丰富水平。农田土壤Se、Zn、Ca、Fe含量有随海拔升高而减少的趋势。作物籽粒中Se、Zn、Ca含量与土壤中对应元素含量间无显著相关性，土壤Fe含量与作物籽粒Fe含量显著正相关(P<0.05)。综上，藏东南地区农田土壤整体上缺Se、Fe，但存在较多富Zn土壤。部分区域的富Zn农田可进一步跟踪研究，充分利用土壤资源开发地方特色农副产品。

研究简报

• 氮添加对土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响:基于Meta分析

  裴志福，红梅，尚星玲，沈钦国，郑飞宇

  2024,56(5):1129-1136, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.025

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  摘要：

  通过收集氮添加条件下土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)以及相关环境因子数据，共纳入86篇文献和1 910对观测数据，运用Meta分析方法量化了土壤DOC和MBC对氮输入的响应及其潜在的驱动过程。结果显示：氮输入显著改变土壤化学性质，促进植物地上和地下生物量增加，显著降低土壤微生物生物量(包括真菌、细菌及放线菌)；土壤DOC和MBC对氮输入响应并不一致，氮输入显著提高土壤DOC(7.48%)，显著降低土壤MBC(4.03%)，随试验地点累积氮输入量的增加，土壤DOC显著增加，土壤MBC显著降低。随机森林预测结果表明，氮添加条件下地上生物量和pH是DOC最重要的预测因子，而pH、总微生物生物量和真菌生物量是MBC最重要的预测因子。综上可见，氮输入条件下土壤DOC增加主要与植物源碳输入增加有关，而土壤MBC的下降则由于氮富集对微生物生长的抑制作用，这可能与土壤pH显著下降有关。氮输入对土壤DOC和MBC的不同驱动途径是导致其表现出差异化响应的根本原因。

• 厨余垃圾沼渣堆肥施用对城市搬迁地土壤质量的影响

  伍海兵，何小丽，梁晶

  2024,56(5):1137-1143, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.026

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  摘要：

  以上海典型搬迁地土壤为研究对象，研究了厨余垃圾沼渣堆肥、化学改良剂(β-环糊精、硫酸钙和氧化铁)单施以及混施对土壤物理性质、化学性质的影响，并对各处理土壤质量进行了综合评价，以探究最佳土壤改良配方。结果表明：沼渣堆肥能显著降低土壤容重，提高土壤毛管孔隙度、总孔隙度、饱和持水量、田间持水量和入渗率等物理性质(P<0.05)；显著降低土壤pH，提高土壤电导率和有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量等化学性质；随着沼渣堆肥施加量的增加，其对土壤理化性质的改良效果越显著(P<0.05)，其中，20% 沼渣堆肥+3 kg/m³化学改良剂混施改良效果显著优于单施20% 沼渣堆肥、单施3 kg/m³化学改良剂(P<0.05)。土壤质量评价综合得分大小关系为：30% 沼渣堆肥处理> 20% 沼渣堆肥+3 kg/m³化学改良剂处理> 20% 沼渣堆肥处理>10% 沼渣堆肥处理> 3 kg/m³化学改良剂处理>对照，各改良配方对搬迁地土壤质量均有改良作用，其中30% 沼渣堆肥改良效果最佳。

• 无患子联合EDTA-2Na协同洗脱高细粒土壤中Pb和Cd

  何苏祺，李正，陈建学

  2024,56(5):1144-1150, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.05.027

  摘要(4) HTML(0) PDF(780.65 K)( 3) 收藏

  摘要：

  利用振荡淋洗试验探讨不同浓度的无患子(WHZ)和EDTA-2Na用量对重金属Pb、Cd的去除效果，并选择合适的淋洗方式，探究其最佳淋洗参数，分析淋洗前后重金属形态变化。结果表明，“WHZ+EDTA-2Na”淋洗参数中固液比为1∶3，优选的用量为EDTA-2Na为1 g，无患子粗提液浓度为5 g/L，淋洗2 h对Pb和Cd的去除率分别达到76.50% 和73.40%。无患子粗提液联合低浓度EDTA-2Na复合淋洗效果均优于单独淋洗，其中两者混合淋洗组合效果最好。形态分析结果表明，复配淋洗剂对土壤中重金属Cd的可交换态和Pb的铁锰氧化物态有较好的洗脱效果。