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植物源有机物料添加对农田土壤抗生素抗性基因扩散影响研究进展
2025,57(1):1-8, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.001
摘要:
抗生素作为新污染物在环境中的行为引起了人们的关注。一方面,土壤环境中存在大量天然抗生素;另一方面,随着我国畜牧养殖业的发展,畜禽粪便中携带的大量外源抗生素及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)随粪肥施入土壤,通过食物链的循环,进入人体,严重危害人体健康。近年来,我国提出了“种养结合”循环农业,促进农业可持续发展。有机物料添加是种养结合循环农业的重要一环,能够改良土壤性状、改变土壤微生物群落结构,进而直接或间接影响土壤抗生素及ARGs的迁移扩散。为明晰植物源有机物料添加对农田土壤ARGs扩散的影响,本文总结了近年来国内外的相关研究成果,阐述了植物源有机物料添加对农田土壤中ARGs扩散的影响机制,不仅能为有机物料资源化利用提供科学依据,也能进一步完善农田生态系统ARGs风险评价体系。
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丁香酸对不同类型土壤硝化作用与N2O排放的影响和因子分析
2025,57(1):9-16, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.002
摘要:
通过室内培养试验,研究不同用量生物硝化抑制剂丁香酸对3种典型农田土壤(潮土、水稻土和黄壤)硝化速率与N2O排放的影响及其主要因子。结果表明,丁香酸对中性水稻土和酸性黄壤的硝化作用和N2O排放具有抑制效果,对两种土壤硝化速率的抑制率分别为20%~55%和11%~60%,对N2O排放量的抑制率分别为55%~65%和13%~24%。但是,丁香酸对碱性潮土硝化速率与N2O排放均无显著影响。丁香酸在黄壤上对土壤硝化作用的抑制具有剂量效应,但对N2O的减排作用无剂量效应。双因素方差分析结果表明土壤类型与用量决定丁香酸的硝化抑制效能,且二者具有交互作用,但丁香酸用量对土壤N2O的减排作用无显著性影响。相关性热图分析进一步表明,土壤pH、有机质与黏粒含量是影响丁香酸对土壤硝化抑制与N2O减排作用的关键因子。本研究认为偏酸性和有机质及黏粒含量较高的土壤条件更有利于丁香酸硝化抑制与N2O减排效能的发挥,这为生物硝化抑制剂的精准应用提供了理论依据。
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一种多品种玉米脂溶性根系分泌物同步收集体系的构建及在生物硝化抑制剂研究中的应用
2025,57(1):17-23, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.003
摘要:
本文以玉米为例,设计了一种多品种玉米脂溶性根系分泌物同步收集的新体系。新收集体系包括一种新的玉米培养装置和相应的收集方法。培养装置主体由固持板和储水箱构成,玉米在固持板内部竖直生长,由板内部湿润滤纸提供水分。待板内玉米培养至12 d后通过二氯甲烷浸泡根部2 d的方法来收集其根系分泌物。研究发现,相比于传统水培收集体系,利用新收集体系能同时收集300株玉米苗期脂溶性根系分泌物,收集试剂改变后不仅显著提高根系分泌物的生物硝化抑制(BNI)活性,而且还大幅节省了收集空间88%、营养液用量99%以及人力94%。通过该新收集体系同步收集的我国10个典型玉米品种脂溶性根系分泌物均有显著的BNI活性,平均达55%,且超过半数品种抑制率超过50%。不同玉米品种间也表现出明显的差异,其中先玉335和郑单958抑制率均超过75%,吉单33、金玉188、瑞普909和北育851抑制率在30%~40%左右,两个批次收集的试验结果重复性好。上述结果表明,本新收集体系可用于多品种玉米等旱作作物脂溶性根系分泌物的同步收集,并有望应用于玉米BNIs的鉴定及BNI遗传位点解析等研究中。
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土壤pH和有机物料碳氮比对强还原处理去除设施土壤硝酸盐效果和途径的影响
2025,57(1):24-34, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.004
摘要:
为探究不同pH和有机物料碳氮比(C/N)组合优化调控下强还原土壤灭菌(Reductive soil disinfestation,RSD)处理去除土壤硝酸盐的效果和途径,以20年连作大棚土壤为研究对象,通过14 d培养试验,测定了RSD处理过程中不同pH和有机物料C/N组合对土壤、土面水硝态氮(NO3--N)含量以及温室气体排放的影响。结果表明:pH变化对土壤NO3--N去除无显著影响,pH 5、pH 7、pH 8、pH 9处理土壤NO3--N含量在41.94~44.33 mg/kg。不同有机物料C/N对土壤NO3--N去除的影响并非递减关系,C/N 60处理土壤NO3--N去除效果最差,且N2O排放量最高;C/N 90处理土壤NH4+-N含量显著高于其他处理。不同处理土壤及土面水NH4+-N、NO3--N含量和温室气体排放动态变化趋势较为一致,但不同pH条件下最佳有机物料C/N处理的NO3--N去除效率并不相同。综合来看,低pH土壤环境下,高有机物料C/N有利于土壤NH4+-N存蓄和NO3--N去除,且能兼顾温室气体减排;调高pH后,适当改用低有机物料C/N有利于减少NO3--N去除过程中的温室气体排放。
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黄土母质典型农田土壤无机碳与有机碳的关系及影响因素
2025,57(1):35-46, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.005
摘要:
针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数据,开展了对黄土母质农田SIC和SOC的空间分布特征、二者之间关系及影响因素的分析。结果显示,两个区域0~100 cm土层的SOC储量相近(华北平原6.6 kg/m2,黄土高原6.7 kg/m2)。但SIC储量存在明显差异:在0~40 cm土层中,华北平原的SIC储量(5.9 kg/m2)显著低于黄土高原(8.9 kg/m2);相反,在40~100 cm土层中,华北平原的SIC储量(10.7 kg/m2)显著高于黄土高原(8.8 kg/m2)。华北平原表层SIC水平偏低的点位主要分布在耕作历史较长的河北平原,长期农作施肥引起上层土壤酸化导致SIC水解;黄土高原表层SIC水平偏高的农田多位于侵蚀程度高、肥力水平低的西部区域,侵蚀过程使得SIC含量较高的亚表层土壤露出地表。华北平原农田0~100 cm土层中的SIC与SOC呈显著正相关关系(P<0.01),黄土高原0~100 cm土层中的SIC与SOC呈负相关关系。综上,华北平原SIC储量及其与SOC的关系主要受施肥、灌溉等农田管理措施的影响,而黄土高原则与其不同程度的土壤侵蚀导致的土壤碳在空间上的重新分配有关。
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种植米槠、杉木土壤DOM浓度和光谱特征差异及其对短期增温的响应
2025,57(1):47-57, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.006
摘要:
为揭示不同树种土壤可溶性有机质(Dissolved organic matter,DOM)对全球变暖的响应,在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站采用根箱增温法,选取亚热带地区代表性植物幼苗米槠(Castanopsis carlesii.CC)、杉木(Cunninghamia lanceolata,CL)为研究对象,设置未种树作为对照处理,结合紫外可见光谱和荧光光谱分析,探究短期增温对种植米槠、杉木土壤DOM浓度和光谱特征的影响。结果表明:①种植不同树种的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量存在显著差异,其中种植杉木处理显著高于米槠和未种树处理;树种对根箱土壤DOM荧光指数(Fluorescence index,FluI)、生物源指数(Biological index,BIX)和腐殖化指数(Humification index,HIX)均无显著影响,但米槠根箱土壤DOM芳香性(SUVA254)、疏水性(SUVA260)均高于杉木根箱和未种树处理;②短期增温对种植不同树种根箱土壤DOC含量无显著影响,也未显著影响DOM的SUVA254、SUVA260、分子量大小(SUVA280)、BIX和HIX,但短期增温显著增加了种树根箱土壤DOM的FluI、溶解性微生物副产物组分的相对贡献率;③冗余分析和结构方程模型均表明,增温通过调节根系生长、土壤养分和土壤微生物生物量,对土壤DOM浓度及光谱特征产生不同程度的影响。总体上不同树种土壤DOM浓度及光谱特征对短期增温响应不明显,但短期增温后种植米槠、杉木土壤的DOM结构复杂性降低,微生物活动代谢来源增加。本研究可为理解亚热带区域森林土壤DOM的含量及组成提供基础数据,也可为全球气候变暖背景下造林树种选择提供一定的参考。
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杂卤石配方施肥对苹果产质量及土壤典型性状的影响
2025,57(1):58-66, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.007
摘要:
在控制等量氮、磷、钾的前提下,在山东即墨开展连续2年田间试验,探究杂卤石配施硫酸钾对苹果生长及土壤质量的影响。结果表明:与单施硫酸钾(S)相比,杂卤石配施硫酸钾显著促进苹果生长,提升土壤质量。其中,基础施肥期16%杂卤石+84%硫酸钾配施(SP)处理产量最高,显著高于S处理(P<0.05),两年平均增幅达24.00%;与S相比,杂卤石配施硫酸钾处理一定程度上提升果实VC、可溶性固形物、花青苷、可溶性糖等品质指标含量,但处理间大多差异不显著(P>0.05)。与S处理相比,杂卤石配施硫酸钾处理有效缓解土壤酸化,增强土壤养分供应能力。其中,SP与SP1处理(基础施肥期16%杂卤石+84%硫酸钾肥配施、坐果期8%杂卤石+92%硫酸钾配施)土壤pH分别平均提升0.32、0.45个单位;SP1处理显著增加土壤交换性钙、镁含量(P<0.05),分别平均提高34.97%、32.10%。与S处理相比,SP处理根区土壤微生物丰富度提高,群落结构发生改变。其中,Chao1指数、Shannon指数分别提高12.15%、4.04%,酸杆菌门相对丰度提高7.53%,变形菌门相对丰度降低5.72%。综上,与单施硫酸钾相比,杂卤石部分代替硫酸钾对胶东苹果产区果实增产提质、改善土壤环境具有积极意义,且仅在基础施肥阶段以16%的杂卤石代替硫酸钾施用效果较好。
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重庆市植烟土壤交换性镁含量时空特征及其影响因素
2025,57(1):67-75, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.008
摘要:
通过大样本采样方法,采集了重庆市2 513份植烟土壤,应用传统统计学和地理统计学方法系统研究了土壤交换性镁时空分布特征及其影响因素。结果表明:土壤交换性镁平均含量为0.88 cmol/kg,缺乏比例为49.5%,偏高比例为37.3%,适宜比例仅为13.2%。土壤交换性镁含量在空间上呈现无规律的斑块状分布;与10年前相比,大部分植烟区县土壤交换性镁含量明显下降。土壤交换性镁含量具有中等强度的空间自相关性,其空间变异主要受到交换性钙、有机质、pH和土壤团聚体等指标的影响。重庆市烟区在指导镁肥施用时要注意其空间差异性,对土壤的镁素进行差异化的分区管理,可以通过含镁改良剂(如硅钙钾镁肥)调节土壤pH、施用有机肥调节土壤理化性状从而达到调节土壤镁素供应能力,该研究可为重庆市烟区土壤分区精准施用镁肥提供科学依据。
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生物质炭用量对新垦耕地土壤肥力、细菌群落结构和功能以及作物生物量的影响
2025,57(1):76-85, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.009
摘要:
以甘蓝为供试材料,采用盆栽试验和高通量测序技术,研究了0(B0,对照)、0.5%(B5)、1.0%(B10)、2.0%(B20)和4.0%(B40)五种不同生物质炭用量对新垦耕地土壤肥力参数、细菌群落结构和功能及甘蓝生长的影响。结果表明:不同处理的甘蓝生长和土壤肥力参数差异显著,其中B10处理可显著提高甘蓝株高、地上部生物量、根系质量,土壤中的有机碳、全氮、速效钾含量以及pH和CEC,并显著降低甘蓝根冠比。相较于B0处理,B5、B10、B20和B40处理均可显著提高土壤细菌群落Chao 1、Observed species和Shannon等α多样性指数,且细菌多样性指数与甘蓝地上部生物量、根系质量,土壤有机碳、全氮、速效钾含量以及pH和CEC均呈显著或极显著正相关。施用生物质炭也可通过调控土壤CEC和pH等途径,显著改变土壤细菌群落结构,且细菌群落及其代谢功能均与植物地上部生物量和根冠比呈显著相关。LEfSe分析结果显示,随着生物质炭用量的增加,土壤细菌群落差异的主要指示物种数量也随之增加,且多数指示物种与甘蓝生长指标之间呈显著相关。另外,B0处理中的指示物种主要以拟杆菌纲(Bacteroidia)、伪诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)等细菌为主,而在门水平上,不同施用量生物质炭处理中的指示物种则主要隶属于酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、黏细菌门(Myxococcota)、变形菌门(Proteobacteria)等细菌门下的富营养菌。其中,B10处理中指示物种以噬几丁质菌目(Chitinophagales)、Blastocatellia为主,而B40处理中指示物种主要以α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、根瘤菌目(Rhizobiales)等细菌为主。生物质炭处理显著影响了土壤微生物氨基酸、碳水化合物及脂类的代谢功能,其中B10处理显著提高了氨基酸和脂类代谢功能,并有效降低了碳水化合物代谢功能。综上,施用生物质炭可改善新垦耕地理化性质,丰富细菌群落,促进作物生长,综合考虑施用成本和改良效果,建议新垦耕地上生物质炭的用量为1.0%。
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有机肥部分替代化肥对皖北麦玉轮作区土壤细菌亚群的影响
2025,57(1):86-94, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.010
摘要:
采集7种经过不同长期处理的土壤样品,利用16S rRNA基因扩增子Illumina测序技术,探究在皖北麦玉轮作区农田有机肥替代部分化肥对土壤细菌亚群特性及理化性质的影响。结果表明:长期施用化肥显著降低了土壤pH,有机肥的应用则可以缓解土壤酸化现象,长期施用有机肥和秸秆还田可以显著提升土壤有机质和速效养分含量。在细菌亚群方面,有机肥替代部分化肥并未显著改变其多样性,但其组成却显示出显著差异。在各处理下,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi)均为丰度较高的类群,且当有机肥部分替代化肥后,变形菌门的丰度显著增加,而酸杆菌门的丰度则显著减少。通过Levins生态位宽度指数分析发现,丰富类群的生态位宽度显著高于稀有类群。Mantel检验及冗余分析结果显示,pH对于丰富和稀有细菌亚群均为显著影响因素,且稀有类群对环境因素的变化更为敏感。
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城市污水污泥-浒苔共热解生物质炭对滨海湿地土壤微生物残体碳的影响及其机制
2025,57(1):95-106, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.011
摘要:
针对生物质炭在滨海湿地土壤改良应用过程中对土壤有机碳(SOC),尤其是对微生物残体碳(MNC)的影响及其微生物作用机制不清楚的问题,以城市污水污泥和浒苔为原料,在不同条件下制备了6种生物质炭,开展了为期100 d的室内土壤培养试验。结果表明:与对照相比,高温(700℃)热解污泥生物质炭(特别是经海藻酸钠改性的污泥‒浒苔共热解生物质炭,SA-SEB7)显著增加SOC含量,却显著降低MNC含量。利用磷脂脂肪酸(PLFA)法对不同处理微生物量和群落结构的分析发现,高温热解污泥生物质炭处理的PLFA总量较对照未发生显著变化,而低温热解污泥生物质炭(特别是经海藻酸钠改性的污泥‒浒苔共热解生物质炭,SA-SEB3)显著增加了PLFA总量,表明高温热解污泥生物质炭对MNC产生量影响较小,而低温热解污泥生物质炭则会增加MNC的产生量;高温热解污泥生物质炭处理中放线菌等K-策略菌群的相对丰度提高,而革兰氏阴性菌等r-策略菌群的相对丰度下降,微生物群落这一转变可能会使得K-策略菌群将r-策略菌群产生的MNC作为自身生长所需氮源而被再利用。总体上,SA-SEB7表现出更大的提高滨海湿地土壤SOC含量的潜力,其主要贡献来源于生物质炭自身稳定有机碳的输入,而不是通过促进MNC的累积。
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烟草根腐病不同抗性品种根际土壤真菌群落结构及功能对连作的响应
敖金成,秦树刚,邱学礼,周敏,周绍松,鲁耀,扶艳艳,孔垂思,毛妍婷,余小芬,罗以贵
2025,57(1):107-113, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.012
摘要:
采用盆栽试验,利用Ⅰllumina MiSeq高通量测序技术对连作条件下烟草根腐病抗病品种云烟87和感病品种红花大金元(以下简称“红大”)根际土壤真菌ITS序列进行测序分析。结果表明:长期连作(4 a和8 a)下,感病品种根际土壤真菌群落相对丰度、多样性及特有物种数高于抗病品种。门水平上,感病品种根际土壤优势菌群子囊菌门(Ascomycota)相对丰度高于抗病品种,被孢霉门(Mortierellomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)相对丰度低于抗病品种;属水平上,青霉菌属(Penicillium)、被孢霉属(Chrysosporium)、f_Chytridiaceaes优势菌属相对丰度低于抗病品种。MetaCyc功能预测结果显示,随连作年限的增加,感病品种根际土壤真菌脂肪酸延伸-饱和代谢途径相对丰度呈先降后升趋势,抗病品种呈增加趋势。不同连作年限下感病品种根际土壤真菌群落的脂肪酸氧化Ⅰ、乙醛酸循环、磷酸戊糖途径(非氧化支)、卡尔文循环、糖酵解Ⅲ(从葡萄糖)、血红素生物合成Ⅰ、辅酶A生物合成Ⅰ、糖异生Ⅰ代谢途径相对丰度均明显高于抗病品种,且随连作年限的增加呈增加趋势,抗病品种呈先降后升趋势。综上,长期连作条件下,降低真菌群落丰度、多样性、代谢途径相对丰度及特有物种类群,提高有益菌群丰度是烤烟品种云烟87抗烟草根腐病的微生物机制。
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不同产地三七皂苷累积差异及其与土壤病原真菌的关系
2025,57(1):114-123, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.013
摘要:
为研究不同产地三七主根中皂苷含量和累积量的差异及其变化规律,解析三七皂苷含量及累积量与土壤病原真菌数量的关系,以建立在传统产区(文山丘北)和新兴产区(昆明石林)的三七种植基地为研究对象,于2年生苗期、2年生根部生长期、3年生花期和3年生采收期分别采集三七植株和根际土壤样品,通过高效液相色谱、实时荧光定量PCR等技术,对三七主要皂苷(R1、Rg1、Rb1和Rd)含量以及土壤病原真菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、腐皮镰刀菌(F.solani)和毁坏柱孢霉(Cylindrocarpon destructans)数量进行了分析,同时测定了三七地上部和地下部的生物量。结果表明:产地对三七生物量累积具有显著影响,其中在3年生采收期时,丘北三七的总鲜重和总干重比同期石林三七高27.7%和31.1%。同样地,产地对三七皂苷含量及其累积量也具有重要影响,其中丘北三七主根中各皂苷单体、总皂苷含量及其累积量总体大于石林三七。特别地,3年生采收期时丘北三七每株主根中总皂苷累积量高达2 364.8 mg,是石林三七的1.56倍。在整个三七生长周期内,丘北三七根际土壤中腐皮镰刀菌的数量及其在真菌中的占比始终显著高于石林三七(P<0.05),但尖孢镰刀菌与毁坏柱孢霉的数量及占比呈现不同的变化规律。相关性分析结果表明,除2年生苗期外,根际土壤中腐皮镰刀菌的数量及占比与三七主根中大部分皂苷含量及其累积量呈显著正相关关系。综上,丘北和石林两地三七的皂苷累积差异显著,且这种累积差异与根际土壤中的腐皮镰刀菌数量及其占比密切相关,该研究结果从生物逆境胁迫和植物‒病原微生物互作视角为解析三七品质的形成机制提供了有益信息和科学依据。
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刈草种林对滨海湿地土壤氨氧化微生物丰度的影响
叶瑞超,叶桂萍,杨平,冯蒙蒙,韩风毅,成于恒,贺纪正,林永新
2025,57(1):124-131, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.014
摘要:
依托福建省闽江河口鳝鱼滩湿地建立的短叶茳芏本地植物、互花米草入侵和互花米草刈割种植红树林(刈草种林)样地,利用实时定量PCR方法,研究互花米草入侵和刈草种林对土壤氨氧化微生物丰度的影响。结果表明,植被类型和季节变化均显著影响土壤理化性质,互花米草入侵提高土壤硝态氮含量,刈草种林则降低硝态氮含量。冬季土壤pH、有机碳、全氮和铵态氮含量均显著高于夏季,盐度则显著低于夏季。植被类型显著影响氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度,主要表现为刈草种林显著降低AOA丰度,但显著增加冬季AOB丰度。虽然植被类型对完全氨氧化菌的影响相对较小,但互花米草入侵显著降低冬季完全氨氧化菌clade A丰度。季节变化仅显著影响AOB丰度,主要表现为3种植被类型冬季的AOB丰度均高于夏季。综上,刈草种林生态恢复措施显著降低AOA丰度,提高冬季AOB丰度,且降低土壤硝态氮含量,可能对土壤的硝化过程产生重要影响。
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过氧化物对连作花生土壤化学性质和微生物群落的影响
2025,57(1):132-140, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.015
摘要:
通过田间试验,设置CK处理(不添加试剂)、过氧化钙处理(400 g/m2)以及过氧化氢处理(2 L/m2)3种土壤处理方式,采用Illumina MiSeq高通量测序方法,探究过氧化物处理对土壤化学性质以及微生物群落的影响,以明确过氧化物的应用效果。结果表明:过氧化钙处理提高了土壤pH,而过氧化氢处理则相反,过氧化钙和过氧化氢处理均显著降低了土壤养分含量,有效磷含量分别下降了46.80%和42.81%,速效钾含量则分别下降了45.94%和43.13%,土壤硝态氮含量分别下降了44.32%和21.48%,但对土壤有机质及铵态氮含量无显著影响。过氧化钙处理增加了土壤细菌和真菌群落的多样性和丰富度。在门水平上,过氧化物处理增加了变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)等有益菌门的相对丰度,而降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度;在属水平上,过氧化物处理促进了芽单胞菌属(Gemmatimonas)、新赤壳菌属(Neocosmospora)等有益菌属相对丰度的增加,而降低了茎点霉属(Phoma)等有害菌属相对丰度。冗余分析表明,土壤pH、硝态氮以及速效钾是影响细菌群落组成的关键土壤因子,而土壤pH、速效钾、有效磷以及硝态氮则是影响真菌群落组成的关键土壤因子。综上,过氧化物处理可通过改善连作花生土壤微生物环境而缓解花生连作障碍,结合培肥措施,此方法可有效应用于实际生产。
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磷化工区农田土壤中丰富和稀有细菌群落构建过程及功能差异
2025,57(1):141-148, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.016
摘要:
运用高通量测序技术,研究了磷化工区盛行风向下方不同距离农田表层土壤中细菌丰富和稀有亚群的群落结构、构建过程和功能差异。结果表明:放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)是研究区表层土壤细菌丰富和稀有亚群中的优势菌门。靠近化工区的高镉含量土样中(D1)两种细菌亚群的多样性低于其他距离较远的低镉含量样品,且亚群群落组成不同,但功能组成无明显差异。相关分析表明,土壤pH和镉含量是影响两种细菌亚群的主要因素,其中前者更为关键。稀有细菌亚群的群落和功能多样性均高于丰富细菌亚群。中性模型分析表明,丰富细菌亚群和稀有细菌亚群的群落构建过程分别由随机性和确定性过程主导。
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不同吸水材料对镉溶液的吸收性能及对土壤镉的去除效果
2025,57(1):149-156, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.017
摘要:
以市场主流的吸水材料为对象,研究了不同吸水材料对镉溶液的吸收性能及对土壤镉的去除效果。结果表明:不同吸水材料对溶液的吸收量和对镉的吸收量存在明显差异,东洋纺明显高于其他材料,其对溶液的吸收量可达46.2~49.4 mL/g,对溶液中镉的吸收量可达0.009~0.016 mmol/g;不同吸水材料对镉离子溶液的吸收要优于对络合态镉溶液的吸收。结合活化剂EDTA和GLDA,东洋纺对土壤镉的去除率(30.4%~48.7%)均高于针刺棉(27.6%~43.1%),且处理后土壤pH略有上升,而土壤电导率则先上升随后逐步下降至与土壤原始电导率持平,不会对土壤造成负面影响。综上,与其他吸水材料相比,东洋纺具有最优的镉溶液吸收性能和土壤镉去除能力,这为重金属原位活化-表面吸附技术的研究和应用奠定了基础。
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高吸附量ZIF-67合成及其在水土体系三氯乙烯检测中的应用
2025,57(1):157-166, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.018
摘要:
在常温条件下合成金属有机骨架材料ZIF-67,制备固相微萃取涂层,建立了三氯乙烯(TCE)固相微萃取方法,并对水土体系中TCE进行了检测。结果表明:ZIF-67具有高比表面积以及微孔结构,对气态TCE最大饱和吸附量达626 mg/g。采用物理涂敷法制备ZIF-67固相微萃取纤维,在240℃的解吸温度下,涂层材料的色谱基线稳定,在水和水土体系中最佳萃取温度和萃取时间均分别为60℃和30 min;土壤的高吸附固定能力不利于水土体系中TCE的萃取。ZIF-67固相微萃取方法检出限低,样品测定重复性好,可应用于实际水土中TCE的微量检测。
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东北薄层黑土区根系抗土壤压实的覆盖作物品种筛选
2025,57(1):167-178, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.019
摘要:
为筛选出适宜薄层黑土区且具有消减下层土壤压实作用的覆盖作物品种,在吉林省典型薄层黑土区设置未压实与压实处理,分两个播期(春播、秋播)种植不同覆盖作物品种(苜蓿、毛苕子、草木樨、沙打旺、田箐、高丹草、萝卜、油菜、菊苣、松香草、鲁梅克斯、黑麦草、田箐+高丹草+萝卜+菊苣混播、草木樨+黑麦草+油菜+鲁梅克斯混播),分析覆盖作物根系对压实土壤的响应。结果表明:①春季机械压实处理显著增加了0~50 cm土层土壤容重,3个月后压实处理10~50 cm土壤容重、0~30 cm穿透阻力仍显著大于未压实处理。多种覆盖作物在不同深度土层内的根干重占比及根干重密度受压实影响显著,其中春播试验中在30~50 cm压实土层中根干重占比最高的作物品种为苜蓿,具有较大根干重密度的作物品种有高丹草、田箐、草木樨+黑麦草+油菜+鲁梅克斯等,而秋播中根干重占比最高的是黑麦草,具有较大根干重密度的有油菜、菊苣、田箐+高丹草+萝卜+菊苣等。依据本文提出的根干重占比比值(Ratio1)和根干重密度比值(Ratio2)两个参数判断根系在30~50 cm压实土层中的穿透能力,试验筛选出根系受压实影响相对较小、穿透30~50 cm压实土壤能力强的春播覆盖作物品种是高丹草、田菁和苜蓿,秋播覆盖作物品种是油菜、田箐+高丹草+萝卜+菊苣和黑麦草。
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土壤压实曲线参数模型的对比研究
高照,景元书,高晨,蒋一飞,贾仁浩,刘正国,张子杰,李晓鹏,刘建立
2025,57(1):179-186, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.020
摘要:
为验证经验性土壤压实曲线参数模型的适用性,本文利用典型东北黑土的原状土和填装土室内单轴压缩试验数据,对比分析了10种土壤压实曲线参数模型的应用效果。结果表明,Fredlund-Xing、Logistic、Kosugi、Gompertz模型均能很好地拟合荷载压力-土壤孔隙比数据,其R2均大于0.998,RMSE均小于0.004,可用于拟合土壤压实曲线。其中5参数的Fredlund-Xing模型效果最佳,R2>0.998,RMSE<0.003,推荐在实际研究中使用。研究结果可为土壤压实过程定量模拟和压实风险评估提供参考依据。
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莱州湾南岸土壤盐渍化与养分特征
2025,57(1):187-194, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.021
摘要:
为研究土壤盐渍化水平对土壤养分指标的影响,以莱州湾南岸为研究区域,通过系统采样测试,获得了212件表层土壤样品的全盐量、pH、全氮、全磷、全钾、有机质等各项指标数据,结合地统计学和地理信息系统技术,采用相关分析、单因素方差分析等方法,探讨了土壤盐渍化对养分特征的影响。结果表明,研究区土壤全盐量均值为0.84%,空间变异性强,总体呈现北高南低的分布特征。土壤pH均值为8.28,主要为碱性土壤。土壤全氮、有机质均值分别为0.52、9.8 g/kg,处于缺乏等级;全磷、全钾均值分别为0.64、17.1 g/kg,处于中等等级。土壤养分综合等级以四等为主,样本数占比64.15%。土壤养分各指标含量互呈显著正相关,表现出较强的空间相关性。土壤养分指标与全盐量均呈显著负相关,除全钾外均与土壤pH呈显著负相关。滨海盐土的养分指标最低。本研究结果可为地区性的土壤改良和开发利用提供科学依据。
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典型黄绵土团聚体稳定性变化对植被演替的响应
2025,57(1):195-203, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.022
摘要:
本文选取黄土高原子午岭林区4种植被演替阶段(草地、沙棘、山杨和辽东栎)的土壤作为研究对象,以农田土壤为对照,采用高能水分特性法测定不同植被演替阶段下的土壤团聚体稳定性,探究其变化特征以及响应因子。结果表明:表层(0~15 cm)土壤团聚体稳定性指数(SR)表现为草地(0.43)<农田(0.46)<沙棘(0.49)<山杨(0.59)<辽东栎(0.70),亚表层(15~30 cm)土壤SR则表现为农田(0.36)<草地(0.46)<辽东栎(0.52)<沙棘(0.65)<山杨(0.68)。整体上随着植被的正向演替,土壤团聚体稳定性不断增强,表层土壤团聚体稳定性不完全高于亚表层。除土壤有机碳外,团聚体稳定性与土壤粒径组成的关系同样密切,其中有效砂粒为土壤团聚体稳定性最主要的响应因子。
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基于SHAW模型的长江源区水能平衡研究
2025,57(1):204-213, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.023
摘要:
基于长江源唐古拉地区2020—2021年土壤水热及气象数据,运用SHAW模型对土壤温湿度进行模拟,计算土壤水量平衡和地表能量平衡特征。结果表明:①土壤温度的模拟效果优于土壤湿度,温度模拟NSE (纳什效率系数)>0.93,R2>0.97,土壤湿度模拟NSE均值>0.61,R2均值>0.79,模拟结果具有一定可信度;②水量平衡各分项具有明显的冷暖季变化特征,降水和深层向上补给构成水分收入,分别占86.4%与13.6%,深层渗漏、蒸散发、土壤储水和地表积水构成水分支出,分别占36%、49.1%、14.4%、0.5%;③地表能量平衡冷暖季交替变化,净辐射、潜热通量与土壤热通量暖季增大冷季减小,感热通量呈现相反的趋势,季风活动与冻融作用成为影响净辐射收支的关键因素。模拟期内日净辐射均值为46.48 W/m2,32.7%转化为显热通量,65.1%转化为潜热通量,土壤热通量占比仅为0.3%。
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青海东部黄土区林地土壤系统分类及参比
2025,57(1):214-222, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.024
摘要:
为探讨林地土壤形成特征和在中国系统分类中的归属,以青海东部互助县黄土区9个典型林地土壤为研究对象,基于《中国土壤系统分类检索》(第三版),鉴定其诊断层和诊断特性,并将分类结果与中国土壤发生分类、美国土壤系统分类和世界土壤资源参比基础进行参比。结果表明:研究区林地土壤可归属为石质干润正常新成土、普通简育干润均腐土、斑纹简育湿润均腐土、普通钙积干润均腐土、钙积简育干润雏形土、普通暗沃干润雏形土和普通简育干润雏形土7个亚类。其中,3个灰褐土剖面分别归属于中国土壤系统分类的2个土纲、2个亚纲和2个土类;4个栗钙土剖面分别归属于中国土壤系统分类的2个土纲、2个亚纲和2个土类。与其他分类相比,中国土壤系统分类在设置上充分考虑了腐殖质分布的特征,更适用于天然林土壤类型的划分,也可有效减少发生分类中栗钙土同名异土情况。
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河南省潢川县第三次全国土壤普查成果的初步分析
2025,57(1):223-230, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.025
摘要:
基于第三次全国土壤普查(以下简称“三普”,2022年)河南省试点县潢川县的土壤数据,结合第二次全国土壤普查(以下简称“二普”,1982年)成果,介绍了“三普”对“二普”土壤发生分类系统的更新,分析了土壤主要属性(pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾)的变化及其影响因素。结果表明:①潢川县土壤发生分类系统的更新主要表现为“二普”有3个土类、10个亚类、15个土属和53个土种,“三普”变为6个土类、14个亚类、21个土属和43个土种,新增了紫色土(下设1个土种)土类,在黄棕壤下新续分出黄褐土(下设8个土种)和红黏土(下设4个土种)2个土类,以及一些土属和土种也进行了相应的调整(合并和新增);②1982年以来,该县土壤pH和有效磷含量逐年降低,有机质和全氮含量逐年提升,速效钾含量起伏不定,主要原因是长期施用酸性肥料、秸秆还田以及绿肥种植所致;③土地利用方式上,旱改水和水改园较为普遍,这是造成“二普”后该县土壤类型发生改变的根本原因,主要转变包括黄褐土、黄棕壤和潮土变为水稻土,以及水稻土变为黄褐土和潮土;④该县耕地土壤存在酸化趋势,养分含量总体上不高,应采取有针对性的措施控制土壤酸化和提升地力。
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第三次全国土壤普查土壤分类系统修订建议
2025,57(1):231-237, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.026
摘要:
针对《第三次全国土壤普查暂行土壤分类系统(试行)》(以下简称“《三普试行分类》”)中土类和亚类设置、命名,土属和土种划分依据、命名方式和分类系统表中各级分类单元的排列顺序等问题,提出后续修订建议:高级分类在《三普试行分类》基础上,取消灰化暗棕壤亚类,将灰化棕色针叶林土(漂灰棕色针叶林土)亚类改为漂灰棕色针叶林土亚类,增加漂灰土土类和典型漂灰土、暗漂灰土两个亚类。土属和土种划分依据按一定逻辑顺序尽量列全,对土属和土种用语进一步规范化并对每一个用语作简要说明;进一步对部分土属的命名方式加以说明;每一个土属下的土种划分指标依实际情况确定;在土种连续命名时,根据选用指标及其等级或类别排列顺序以对应规范化用语连续命名,最后接土属名称;土种简名前可加地名以避免异土同名。在土壤分类系统表中,《三普试行分类》中的高级分类单元,除了在灰化土土类前增加漂灰土土类及其亚类,新增的菜园土土类及其亚类排在灌耕土亚纲中灌漠土土类之后,人为工程土亚纲及其土类和亚类排列在灌耕土亚纲之后,其余排列顺序不变,但土属和土种需按拟定的指标及其等级或类别依次排列,避免出现同名的土属和土种。
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天山北坡经济带生态系统服务评估及权衡协同关系研究
2025,57(1):238-246, DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2025.01.027
摘要:
为探究近年来新疆天山北坡经济带生态系统服务功能变化及其变化原因,分析权衡协同关系的动态规律,助力新疆天山北坡经济带在新时期实现新发展,基于土地利用数据,综合运用InVEST模型,研究了2010—2020年天山北坡经济带土地利用变化与4种典型生态系统服务功能之间的关系,并对生态系统服务功能进行了权衡协同关系分析。结果表明:①研究区生态系统服务中的水源涵养与土壤保持功能先增加后减少,分别下降了31.93×108 m3与6.43×108 t,碳储量无明显变化,生境质量评分保持在0.3左右,优秀面积减少1 833 km2;②研究区整体空间分布为西北高、东南低,各项生态系统服务功能高值区分布于山脉附近,以林地为主要土地利用类型;③多年来权衡关系为主导关系,协同关系存在于水源涵养与土壤保持以及碳储量与生境质量之间。综上,天山北坡经济带生态系统服务功能整体呈下降趋势,下降的原因主要是林地面积的减少和气候条件的改变,未来应适当增加林地面积,建立林地面积预警红线,并建立气象动态监测机制,以应对极端气象条件,促进天山北坡经济带生态系统服务功能的可持续发展。
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