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2023, 54(4): 757-767.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022062601
摘要:
目的 根据耕地质量等别差异及其空间特性，科学合理地划定具有空间调控与引导作用的耕地保护分区。 方法 将山东省133个区（县）耕地质量等别作为空间变量，采用自然断点法分析耕地质量空间分布，运用空间自相关的方法分析山东省耕地自然等、利用等、经济等的空间聚集关系，从而进行耕地空间分区。 结果 ①山东省耕地自然等、利用等、经济等平均等别分别为6.67、8.30、9.53，耕地质量总体较优，空间上呈现“西高东低”的特征。②山东省耕地质量呈现显著的空间集聚特征，耕地质量自然等、利用等及经济等的空间集聚性呈递增趋势。③基于农业区位理论、空间极化理论，统筹考虑耕地质量空间内在联系与现实需求，将全省耕地划分为核心保护区、综合重构区、重点改良区、优先提升区4个耕地保护区并提出了相应耕地保护方案。 结论 山东省耕地质量空间差异性显著，可以利用空间集聚特征与农业区位来确定耕地保护分区与保护方案。
2023, 54(4): 768-780.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022061405
摘要:
目的 分析衡阳市生态－生产－生活（“三生”）用地演变特征及其驱动因素，为该区域土地利用配置优化与可持续发展提供依据。 方法 通过结合变化成分和强度分析方法识别1995 ~ 2020年间衡阳市“三生”用地变化强度特征，并采用斑块生成土地利用模拟（PLUS）模型揭示该区“三生”用地变化驱动机制。 结果 生态用地和生产生态用地为研究区主要用地类型，其呈缩减趋势；“三生”用地变化成分呈现出数量为主转变成交换为主，且各类别变化成分差异明显；1995 ~ 2015年“三生”用地变化强度低于2015 ~ 2020年，后期呈现更快速的变化；生活生产用地和生态生产用地变化活跃；1995 ~ 2020年生活生产用地增加的主要来源于生态用地和生产生态用地，其转换强度表明生产生态用地稳定趋向转换为生活生产用地，相反，生态用地稳定避免转换为生活生产用地。 结论 衡阳市生活生产用地扩张强度持续上升，主要受交通基础设施建设因素驱动，致使大量生产、生态功能用地被侵占，该区未来应通过规划统筹与政策导向优化“三生”用地结构。
2023, 54(4): 781-787.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022502
摘要:
目的 为实现土壤剖面信息的快速采集，并保证数据的一致性与完整性。 方法 在土壤信息采集现状分析基础上，遵照MVC设计规范，采用SQLite数据库，基于iOS操作系统设计并开发了土壤剖面信息采集系统。 结果 土壤剖面信息采集系统设计了2个主表与83个查找表，方便用户快速录入剖面相关信息，增强交互界面友好性和数据规范化，开发了基于iOS系统的App程序，可以通过iPhone或iPad安装使用。 结论 通过系统测试及应用，表明利用该App进行土壤剖面信息采集系统切实可行，在土壤剖面信息采集方面具有很好的数据一致性，减少后期录入与整理的人工成本，可为科研工作者野外土壤剖面采样及第三次土壤普查等工作提供技术支撑，具有较强的应用价值。
2023, 54(4): 788-799.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022061001
摘要:
目的 以长沙及周边区域水田土壤为研究对象，从特征空间和样本空间角度优化建模数据集，以提升基于土壤高光谱数据估测有机质含量模型的精度。 方法 利用马氏距离(MD)优化土壤光谱特征空间、最小生成树(MST)分割样本数据集优化建模样本空间，结合交叉验证岭回归(RidgeCV)和支持向量机回归(SVR)构建土壤高光谱有机质含量估测模型。 结果 在测试集上，光谱优化建模方法MD-RidgeCV和MD-SVR的模型决定系数(R2)分别为0.876、和0.84，样本优化建模方法MST-RidgeCV和MST-SVR 的R2指标分别为0.847和0.815，而两种优化方法相结合的MD-MST-RidgeCV和MST-MD-RidgeCV模型 R2指标均高达0.9；对比基于原始数据集和建模集优化KS和SPXY方法的土壤有机质含量估测模型，提出的方法在测试集上具有更佳的模型预测性能。 结论 利用马氏距离和最小生成树，从光谱特征空间和样本空间优化建模数据集，并结合回归算法RidgeCV和 SVR构建土壤有机质含量高光谱预测模型，能显著提高模型精度和稳定性。
2023, 54(4): 800-811.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022071002
摘要:
目的 研究云贵高原地区烟田土壤肥力评价的尺度效应，为精准施肥和不同层级土壤管理决策提供科学依据。 方法 贵州省六盘水市钟山、水城和盘州3个烟区分别采集了100、180和220个典型烟田的耕层（0 ~ 20 cm）土样，选取pH、有机质（OM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、交换性镁（Mg2 + ）、水溶性氯（Cl−）、有效硼（B）和有效锌（Zn）9个肥力指标，分别基于市域（L，500个样点）尺度和烟区尺度（S，3个烟区各自样点），利用主成分分析法确定了各肥力指标的权重，采用加权和法计算了烟田土壤综合肥力指标（Integrated Fertility Index，IFI），采用简单克里格插值法形成了IFI空间分布图。 结果 ①土壤肥力指标受烟区、环境变量（海拔、年均气温和降雨量）、土壤类型和成土母质的影响。不同尺度计算出的土壤肥力指标权重之间存在明显差异，土壤肥力指标权重的相对差异随样点数量的增加而升高。②L和S尺度下，3个烟区IFI均值大于0.5。钟山和盘州L尺度的IFI显著高于S尺度（P < 0.05），水城无显著差异。在IFI较高级别以下（< 0.6）范围内，3个烟区L尺度下的烟田数量均少于S尺度。③不同尺度下IFI的空间分布格局差异在不同烟区表现不同，相较于L尺度，S尺度下钟山东北部高值区（0.8 ~ 1）减少，西北部及东南部低值区（0 ~ 0.4）增加。水城和盘州分布格局较相似，水城S尺度下的图斑更为破碎，盘州S尺度下中值区（0.4 ~ 0.6）面积增加。④样点数量和密度影响着烟区L和S尺度下IFI的图斑数量差异，样点越多，越适合采用L尺度进行评价。 结论 云贵高原烟田土壤肥力评价过程存在明显的尺度效应，进行土壤肥力评价应考虑空间尺度，明确土壤肥力空间分异，服务于精准施肥和土壤改良。
2023, 54(4): 812-821.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022042607
摘要:
目的 茶叶产量和品质与茶园土壤养分状况及肥力质量密切相关。然而，目前针对茶园肥力状况的调查评价依旧不足。 方法 本研究对福建省安溪县13个主要产茶乡镇共38个铁观音生产茶园进行土壤样品采集与理化指标检测，并通过对土壤pH值以及关键营养元素分析，建立土壤肥力综合指数（IFI）。 结果 结果表明，茶园土壤pH值平均值为4.0，有近55%样点茶园土壤酸化严重；茶园土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾等指标相对优质标准较高；综合各评价指标，得到IFI值范围在0.52 ~ 1.00，平均值为0.84，有84%样点的茶园处于 Ⅰ 级优质标准。 结论 安溪县铁观音茶园土壤大半已严重酸化，但安溪茶园土壤整体养分状况优良，茶园土壤肥力综合指数IFI较高，表明安溪铁观音茶园土壤总体较健康。
2023, 54(4): 822-830.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022040807
摘要:
目的 为探索银杏树叶早衰变黄以及不同树之间差异原因。 方法 选择距离相邻、叶色差异明显的7组树（A组绿色、B组黄色），分别于5月和10月份采集叶片、10月采集对应的土壤样品，分析叶片色素、可溶性糖和氮磷钾含量，以及土壤容重、含水率、pH和有效氮磷钾含量。 结果 5月份银杏叶片A、B两组颜色及叶绿素总量没有差异，所有叶片中叶绿素占比均高于60%，A组叶片类胡萝卜素和花色素苷含量显著高于（P < 0.05）B组；A组银杏叶片全氮含量显著高于B组（P < 0.05）。10月份时银杏叶片A、B两组颜色差异明显，A组叶绿素a和b含量、及其总量均显著高于B组（P < 0.05），A和B组叶绿素总量占比分别为58.3%和48.8%，其余色素指标均无显著差异。A组叶片全氮含量平均值（14.07 g kg−1）高于B组（12.73 g kg−1），分别比5月份下降了34.4%和32.2%。A、B两组之间土层10 ~ 20 cm的容重和含水率差异显著，土壤养分差异不显著，但其含量丰富。 结论 叶片早衰变黄以及不同树个体之间差异的原因是植株氮、磷水平偏低，主要是土壤坚实影响植物养分吸收。建议校园管理处重点疏松土壤，增加氮素供应。
目的 为探索银杏树叶早衰变黄以及不同树之间差异原因。
2023, 54(4): 831-839.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022080303
摘要:
目的 为了对土壤资源的合理利用与管理提供指导，研究不同土地利用方式土壤有机碳组分和微生物群落对植物残体的响应。 方法 以枣树林、撂荒地和玉米地为研究对象，分别设置添加沙达旺、苦豆子、二者混合植物残体及空白共计12个处理，并进行室内培养试验，测定了土壤总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（ POC）以及微生物群落含量等指标。 结果 在三种土地利用方式下，沙打旺、苦豆子和混合植物残体输入后土壤TOC、DOC、MBC及POC均显著增加，枣树林地 > 玉米地 > 撂荒地。不同利用方式的土壤总磷脂脂肪酸、革兰氏阳性细菌（G+） 、革兰氏阴性细菌（G−）及放线菌含量在植物残体输入下均呈现不同程度的增加。三种植物残体对不同土地利用方式下PLFAs含量的影响表现为：枣树林地 > 玉米地 > 撂荒地。土壤G+/G−的比值范围为0.96 ~ 1.15。在三种土地利用方式下，植物残体输入并没有显著影响G+/G−的比值。 结论 植物残体输入改变了三种土地利用方式的土壤有机碳组分及微生物群落的含量，土壤TOC、DOC、MBC和POC等有机碳组分含量与土壤G+、G− 、放线菌和真菌数量呈显著正相关关系，而与土壤G + /G−无明显相关关系。本研究结果为不同土地利用方式的土壤肥力提升与绿色可持续利用提供了科学参考。
2023, 54(4): 840-847.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050906
摘要:
目的 弄清石门县耕地土壤硒含量特征及其空间分布规律，为当地富硒农产品的开发提供依据。 方法 采用野外调查与采样、室内分析、数学分析和模型模拟等方法，对全县2647个耕地样点的土壤全硒进行测定，分析石门县耕地土壤全硒含量特征及空间分布规律，并探究其影响因素。 结果 石门县耕地土壤硒含量高，平均含量为1.02 mg kg−1，是全国平均含量的3.52倍；石门县富硒耕地面积大，呈现中部高、南北低的特征，中部有富硒带；石灰岩风化物发育的土壤硒含量显著高于其它成土母质发育的土壤，石灰岩土硒含量显著高于潮土和紫色土；土壤硒与有机质呈正相关关系，当pH < 5.5时土壤硒随pH增大而减少，当pH > 5.5时土壤硒含量随pH增大而增加。 结论 石门县耕地土壤硒含量较高，有从中部往南、北两个方向逐渐降低的趋势；土壤硒继承于成土母质，受淋溶和堆积作用、有机质和pH等因素影响，分布有适合富硒农产品开发和发展的富硒带。
2023, 54(4): 848-855.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022063001
摘要:
目的 交换性钙含量是衡量土壤钙丰缺状况的重要指标，剖析耕地土壤交换性钙的空间分布特征及影响因子，可为耕地土壤钙肥管理提供重要参考依据。 方法 本研究以福建省耕地土壤为研究对象，收集了2016 ~ 2019年期间1900个土壤监测点数据，量化不同自然条件（海拔、年平均降水量）、土壤性质（土壤交换性镁、速效钾、pH、有机质、土壤类型和质地）以及作物类型对土壤交换性钙的影响，并通过随机森林模型分析这些影响因子对土壤交换性钙的相对重要性。 结果 福建省耕地土壤交换性钙平均含量为519 mg kg−1，49.3%的地区低于400 mg kg−1，31.6%的地区在400 ~ 800 mg kg−1之间。随着土壤交换性镁、pH和有机质的增加，显著提高了土壤交换性钙含量；海拔高度的增加显著降低了土壤交换性钙含量。水稻土和砖红壤交换性钙含量分别为650 mg kg−1和632 mg kg−1，显著高于黄壤。稻-菜轮作和蔬菜种植体系土壤交换性钙含量显著高于其他作物种植体系。随机森林分析结果显示，土壤交换性镁是影响交换性钙含量的最重要的因素，其次是海拔、土壤pH和作物类型，而年均降雨量、土壤质地、土壤速效钾、土壤有机质和土壤类型影响较小。 结论 福建省土壤交换性钙含量总体较低，建议通过增施钙肥提高土壤交换性钙含量。在钙肥施肥中，应充分考虑当地气候条件、土壤性质、作物类型等因素，提高钙利用效率，促进作物产量和品质提升。
2023, 54(4): 856-863.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022070601
摘要:
目的 探讨黑土中添加秸秆对团聚体稳定性及有机碳贡献率的影响，为东北黑土地保护提供依据。 方法 基于43年的黑土长期定位试验，选取不施肥（CK）、单施有机肥（M）、单施氮磷钾化肥（NPK）、常量有机肥配施氮磷钾化肥（MNPK）和高量有机肥配施化肥（M2N2P2）5种处理的土壤，添加等量秸秆（相当于实际生产的全量秸秆还田）后采用砂滤管法进行田间原位培养，在培养的第0、60和150 d取样分析土壤团聚体的稳定性、团聚体有机碳含量及添加秸秆对土壤有机碳的贡献率。 结果 添加秸秆促进了土壤大团聚体（> 250 μm）的形成，提高了大团聚体的比例，其中，常量有机肥配施氮、磷、钾化肥处理大团聚体含量增加效果显著，高于其它施肥处理；但随着培养时间的增加大团聚体含量减少，随之团聚体的稳定性呈现下降趋势。添加秸秆能够提高土壤大团聚体有机碳的含量，且高量有机肥配施化肥处理增加效果较好。单施有机肥、单施氮磷钾化肥、常量有机肥配施氮磷钾化肥处理中添加的秸秆对大团聚体有机碳的贡献率均达到80%以上（P < 0.05）；但随着培养时间的增加，秸秆对大团聚体有机碳贡献逐渐下降，而对53 ~ 250 μm和 < 53 μm团聚体有机碳贡献率呈上升趋势，有机碳在较小粒级的土壤团聚体中积累，进一步说明添加秸秆会影响团聚体分布的比例，进而影响团聚体有机碳的贡献率。 结论 添加秸秆提高了黑土团聚体稳定性和有机碳含量，高肥力（M2N2P2）黑土配合秸秆还田可以提高土壤有机碳的固存能力。
2023, 54(4): 864-871.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050802
摘要:
目的 稻草还田是黑土地保护的必然要求，但稻草富含木质素，单独腐解较难，能否借助美拉德（Maillard）反应底物对腐殖质形成的激发效应来加速稻草的腐解？ 方法 本研究采用室内培养法，以稻草为供试对象，加入适量MnO2粉末，分别添加葡萄糖（Glucose，Glu）、邻苯二酚（Catechol，Cat）和甘氨酸（Glycine，Gly）的单一、两两组合（Glu-Cat、Glu-Gly和Cat-Gly）溶液及其混合液（Ms），以添加等体积无菌水为对照，接种EM微生物菌剂，在28 ℃恒温条件下培养90 d，在0、30、60和90 d分别取样进行腐殖质组成分析。 结果 ① 无论是否添加美拉德反应底物，稻草经腐解后水溶性物质碳含量（CWSS）均有所上升，相比之下，3种美拉德反应底物混合液的添加更有利于CWSS的提升，其次为Gly；添加美拉德反应底物更有利于胡敏素（Hu）的分解。② 添加不同美拉德反应底物溶液及其混合液的影响下，稻草腐解产物可提取腐殖酸碳含量（CHE）的变化趋势不一。Glu-Cat处理对CHE含量的提升作用最大，其次为Glu，而Gly和Glu-Gly处理则不利于可提取腐殖酸（HE）的形成；（3）稻草腐解过程胡敏酸（HA）分子结构先简单而后渐趋复杂，重新缩合的HA分子结构更加简单，Cat-Gly处理更有利于HA的分解，使其分子结构简单化，除此之外的其他处理，与CK相比，均可有效抑制HA分子的简单化，其中，添加葡萄糖的效果最佳，更有利于HA分子结构的稳定性，且可提升CHA/CFA，使腐殖质品质得以改善，而Cat不利于腐殖质品质提升、却更易促进Hu的分解。 结论 添加美拉德反应底物更有利于稻草腐解产物CWSS的提升以及Hu的分解，添加葡萄糖更有利于提升稻草腐解产物HA分子结构的稳定性，进而改善其腐殖质品质。
2023, 54(4): 872-880.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022051601
摘要:
目的 水稻土中锰氧化物的氧化还原状态可随土壤水分干湿交替而变化，影响土壤氮素循环，进而影响氧化亚氮（N2O）的排放。以土壤水分条件和水钠锰矿（0.1%，w/w）对土壤N2O释放的影响为切入点，探究干湿交替下水钠锰矿影响土壤N2O释放的机制。 方法 以黄棕壤性水稻土为对象，设置不同水分条件和水钠锰矿（0.1%，w/w）进行微宇宙培养试验，探究土壤水分和水钠锰矿对土壤N2O释放的影响。 结果 培养14 d内，土壤水分在60%和100%田间持水量恒定条件下水钠锰矿显著促进了土壤N2O累计释放量，增幅分别为11.3%和25.3%；但土壤水分在干湿交替（100% ~ 60%田间持水量）条件下水钠锰矿对土壤N2O累计释放量影响不显著。水钠锰矿显著提高了恒定土壤水分条件下亚硝酸还原酶（nirK）/氧化亚氮还原酶（nosZ）基因拷贝数比；但水钠锰矿显著降低了土壤水分干湿交替条件的nirK/nosZ基因拷贝数比。 结论 土壤水分在干湿交替条件下不添加水钠锰矿处理和恒定条件下（60%和100%田间持水量）添加水钠锰矿处理分别促进黄棕壤性水稻土N2O的释放，但干湿交替条件下降低了水钠锰矿对土壤N2O释放的促进效应。土壤水分条件比水钠锰矿对黄棕壤性水稻土N2O释放的影响更大。
2023, 54(4): 881-888.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022051001
摘要:
目的 探讨长期不同轮作方式与施肥条件下对水稻产量、植株养分吸收利用及对土壤养分含量的影响，为黄壤地区合理轮作方式选择提供参考。 方法 依托25年的黄壤（稻田）长期定位试验，选取4种轮作方式：水稻单作（RM）、水稻-小麦轮作（RWR）、水稻－油菜轮作（RRR）、水稻－绿肥轮作（RMR），分析比较各轮作方式作物产量、植株氮磷钾养分吸收情况及土壤养分含量的差异。 结果 不同轮作方式2016 ~ 2020年水稻平均产量表现为RWR > RRR > RM > RMR，但各处理之间差异不显著。与RM处理相比，RWR、RRR和RMR处理水稻秸秆和籽粒平均氮磷钾养分含量分别提高10.9% ~ 37.0%、63.6% ~ 101.6%、11.9% ~ 17.6%和7.1% ~ 20.4%、19.7% ~ 37.6%、6.0% ~ 8.1%；秸秆和籽粒平均氮磷钾养分吸收量分别提高15.0% ~ 45.4%、69.7% ~ 113.9%、16.1% ~ 24.8%和3.7% ~ 22.6%、15.9% ~ 40%、2.6% ~ 10.1%；水稻植株平均氮磷钾养分总吸收量分别提高8.0% ~ 30.2%、22.3% ~ 44.8%、12.9% ~ 21.3%。各轮作处理水稻秸秆和籽粒氮磷钾养分含量、吸收量及吸收效率大小均表现为：RWR > RRR > RMR。与RM处理相比，各轮作处理土壤有机质提高37.0% ~ 41.1%、全氮提高1.7% ~ 28.6%、碱解氮提高24.4% ~ 47.5%、有效磷提高2.2% ~ 54.8%。 结论 在现有种植制度与施肥条件下，多种轮作方式均可维持水稻产量不降低，且能提高单位面积土地生产力、提高水稻植株氮磷钾养分吸收量、改善土壤肥力。
2023, 54(4): 889-896.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022063003
摘要:
目的 本研究通过对一系列物理、化学性质和微生物数量的测定，综合评价秸秆还田配施促腐菌剂对土壤质量的改善效果。 方法 采用大田小区方式，在秸秆还田条件下，设置不同菌剂施用量，考察水稻冬翻系统土壤理化性质及微生物数量变化，并通过灰色关联度分析综合评价得出秸秆配施菌剂最佳施用量。试验设空白处理（CK）、常规施肥 + 秸秆不还田处理（RT）、常规施肥 + 秸秆还田 + 7.5 kg ha−1菌剂处理（M1）、常规施肥 + 秸秆还田 + 15 kg ha−1剂处理（M2）、常规施肥 + 秸秆还田 + 30 kg ha−1菌剂处理（M3）和常规施肥 + 秸秆还田处理（ST）。 结果 秸秆还田配施菌剂有效提高了秸秆腐解率，秸秆腐解率比ST平均提升了53.49%。配施促腐菌剂改善了土壤理化性质、提高了土壤细菌真菌数量。但是菌剂处理对不同指标提升效果仍有差异。对比ST，仅M1显著提升0 ~ 20 cm土壤有效钾含量和20 ~ 40 cm土壤全磷、碱解氮、有效钾含量，分别提升了49.45%、19.80%、19.34%和25.65%。仅M3显著提升了0 ~ 20 cm土壤 R0.25（水稳性大团聚体数量）和真菌拷贝数，分别提升了16.34%和89.06%。M2和M3均显著增加了0 ~ 20 cm土壤 MWD（平均重量直径）和 GMD（几何平均直径），且以M3数值最高。M2和M3处理均显著提升了20 ~ 40 cm土壤 R0.25、MWD、GMD、有效磷和细菌基因拷贝数，除有效磷含量外，M3数值均为最高。采用灰色关联度分析，综合评价秸秆还田配施菌剂浓度的土壤改良效果，结果表明以M3处理效果最好。 结论 秸秆还田配施菌剂改善土壤质量的效果更好，且菌剂用量不同其效果各异，其中秸秆还田配施30 kg hm−1微生物菌剂综合改善 0 ~ 20 cm与20 ~ 40 cm土壤质量的效果最佳。
2023, 54(4): 897-912.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022061407
摘要:
目的 明确不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落特征，为古红土健康评价提供重要的生物性状数据，并为古红土资源的合理利用和科学管理提供指导。 方法 以疏林荒草地、荒草地、林地、耕地第四纪古红土和附近处于同一地层的埋藏第四纪古红土为研究对象，并以埋藏古红土作为对照组，利用高通量测序技术对不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落的丰富度、多样性和群落组成的变化进行分析，结合古红土理化性状，系统揭示不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌的群落特征。 结果 ①不同土地利用方式下第四纪古红土间微生物α 多样性指数存在显著差异，较埋藏古红土，疏林荒草地、荒草地、林地和耕地古红土的细菌丰富度指数和多样性指数以及真菌的丰富度指数均显著增加，耕地的真菌多样性指数显著降低。②埋藏古红土出露地表后不同利用方式下第四纪古红土细菌和真菌优势菌群的相对丰度发生显著变化。较埋藏古红土，其他不同土地利用方式下古红土中变形菌门的相对丰度均显著降低，酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度均显著增加；疏林荒草地、荒草地和林地的子囊菌门的相对丰度显著降低，疏林荒草地和耕地的担子菌门的相对丰度显著增加，林地的被孢霉门的相对丰度显著增加。③古红土细菌和真菌群落的主坐标分析以及层次聚类分析显示，不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落结构发生变化，其中，荒草地与林地的群落结构最为相近。 结论 埋藏古红土出露地表后不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌丰富度、多样性以及群落组成都发生显著变化。研究结果可为开展古红土健康状况评价提供重要的生物性状数据，并为科学地管理与利用古红土资源奠定基础。
2023, 54(4): 913-919.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022051803
摘要:
目的 通过分析攀西高原不同轮作模式对土壤肥力和phoD基因群落结构的影响，以期深入认识该生境下土壤磷素循环机制，建立合理的轮作制度。 方法 以攀西高原五种不同轮作制度下的休闲期土壤为研究材料，通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质以及土壤中phoD基因群落结构与多样性进行研究。 结果 不同轮作制度处理下，相较于撂荒处理，土壤有效磷含量显著提高，全氮、碱解氮、有机碳含量显著降低（P < 0.05）。土壤中酸性磷酸酶活性（Acid phosphatase, ACP）显著高于碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase, ALP）和中性磷酸酶（Neutral phosphatase, NP），且在大麦－烤烟轮作制度中最高（13358 U g−1）。就phoD基因的shannon多样性指数而言，在大麦－烤烟轮作制度下最高，而在苦荞－烤烟轮作下最低。不同轮作制度下phoD群落结构差异明显，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）是不同轮作模式的主要门类，慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)为主要优势属。冗余分析显示，有机碳、pH是该生境下驱动phoD基因群落结构变化的重要理化因子。 结论 与撂荒相比，轮作明显改变了土壤肥力和磷酸酶活性，形成了不同的土壤phoD基因群落结构。五种轮作制度中以苦荞－烤烟轮作对phoD基因多样性指数影响最为显著，大麦－烤烟轮作对土壤养分含量和碱性磷酸酶活性影响最大。
2023, 54(4): 920-929.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022060204
摘要:
目的 为评估云南省边境地区典型甘蔗地耕地土壤重金属的生态风险和人体健康风险，共采集281个耕层（0 ~ 30 cm）土壤样品和10个土壤背景样品，测定了镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、镍（Ni）、锌（Zn）、铬（Cr）、汞（Hg）和砷（As） 8种元素的含量。 方法 利用地累积指数法和健康风险评估概率模型，分析研究区土壤重金属含量特征、生态风险和人体健康风险水平。 结果 研究区土壤中绝大部分重金属元素（Cd、Cu、Ni、Zn、Cr和As）的背景值均显著低于云南省土壤背景值，但Hg高于全省背景值，Pb未见显著差异；蔗田土壤中8种重金属的变异系数介于27.5% ~ 82.5%之间，处于中等变异水平。蔗田土壤Cd和Cr的含量显著高于该研究区的土壤背景值，但所有元素的平均含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）的筛选值；人为活动造成了蔗田土壤Cd、Cr、Ni和Cu的生态风险。蔗田土壤重金属暴露导致的成人男性、女性和儿童的致癌风险和非致癌风险均处于可接受水平，致癌风险和非致癌风险的敏感性参数分别为土壤接触频率、土壤Cr浓度和体重，土壤接触频率、土壤Ni、Pb和As浓度和体重。 结论 土壤重金属评价反映该地区土壤质量处于清洁水平，建议今后加强施肥管理。
2023, 54(4): 930-936.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050402
摘要:
目的 探究纳米材料对农田土壤镉（Cd）的钝化效果及其对土壤酶活性、作物生长的影响，以期为Cd污染农田的生态修复和农产品安全、优质生产提供参考依据。 方法 通过盆栽实验，研究了添加纳米生物炭(nBC)、纳米羟基磷灰石(nHAP)和纳米零价铁(nZVI)对土壤化学性质、有效态Cd含量、酶活性以及小白菜体内Cd含量、生长和品质的影响。 结果 添加nBC、nHAP、nZVI后土壤pH分别提高了0.73、0.72、0.16个单位；同时，nBC显著提高了土壤速效磷和速效钾含量， nHAP显著提高了土壤速效磷含量。与对照相比，nBC、nHAP和nZVI显著降低了土壤DTPA和TCLP提取态Cd含量，降幅分别为46.4%和32.0%、67.9%和41.2%、54.8%和28.9%；而纳米材料显著提高了土壤酶活性，其中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别为对照的1.50 ~ 3.15倍、1.32 ~ 1.64倍和1.20 ~ 1.39倍。向土壤中添加nBC、nHAP、nZVI后，显著降低了小白菜中Cd含量，提高了小白菜干重和营养品质。其中，地上部、根系Cd含量较对照分别降低了68.4% ~ 78.7%、39.6% ~ 62.0%；可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量较对照的增幅分别为9.61% ~ 57.5%、36.7% ~ 116%、10.9% ~ 41.4%。 结论 3种纳米材料对土壤中Cd起到了良好的钝化作用，同时提高了土壤酶活性，改善了小白菜的生长状况和营养品质。
2023, 54(4): 937-946.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022032704
摘要:
目的 本研究从微生物（哈茨木霉菌）钝化与小白菜 (Brassica rapa L.Chinensis Group.）萃取重金属联合修复入手，结合配施有机肥，探究哈茨木霉菌和有机肥复配强化植物萃取修复强酸性重金属污染土壤的效果及机理。 方法 基于盆栽实验，设计哈茨木霉菌钝化与小白菜萃取单独修复及混合修复处理，同时配施有机肥，另设置空白对照，各处理设置3次重复，共计24组处理。 结果 与对照处理相比，哈茨木霉菌和有机肥处理下，土壤pH增加14.05% ~ 34.60%，有机质含量增加10.11% ~ 99.42%；哈茨木霉菌处理下，土壤速效钾和铵态氮含量分别提高51.02%和10.31%；有机肥处理下，土壤有效磷和速效钾含量分别增加451.84%和433.69%。哈茨木霉菌和有机肥复配下小白菜地上部分生物量较对照增加414.29%；小白菜地上生物量与土壤全镉（Cd）呈显著负相关，小白菜地上富集系数及转运系数较对照分别增大25.58%和21.29%；同时土壤全Cd含量降低43.83%，土壤酸可提取态Cd含量降低87.41%，小白菜地上及根系Cd均与土壤酸可提取态Cd呈显著负相关。 结论 本研究显示哈茨木霉菌和有机肥复配具有强化植物萃取重金属效率和对酸性Cd污染土壤修复的潜力，对于矿区重金属污染土壤的植物修复治理提供了理论依据和技术支撑。
2023, 54(4): 947-954.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050907
摘要:
科技是第一生产力，明晰中国耕地保护科技水平、国际差距及未来重点创新方向是落实“长牙齿”的耕地保护硬措施的关键。采用文献综述法系统梳理了中国耕地资源存在的问题、耕地保护科技创新成就及其与国际先进水平的差距。①当前中国耕地资源安全面临数量减少、质量退化、生态环境风险加剧、耕地后备资源短缺以及空间布局稳定性差等问题。②尽管中国在国土调查、国土信息化建设方面技术经验相对成熟，耕地质量调查、评价、监测技术日趋完善，耕地生态修复技术不断发展，但与全球先进耕地保护科技水平相比仍存在较大差距。③在全球科技创新战略背景下，中国应该通过建立耕地保护大数据平台，构建空天地网一体化监测技术体系，研发耕地质量提升技术体系，集成耕地生态修复技术体系，落地耕地保护科技创新工程，以及加强创新人才队伍建设来牢牢守住保障国家粮食安全的底线。立足新的时代背景和耕地资源现实问题，迫切需要加快推进耕地保护科技创新，助力中国耕地保护与粮食安全，助推国家稳定繁荣与高质量发展。
科技是第一生产力，明晰中国耕地保护科技水平、国际差距及未来重点创新方向是落实“长牙齿”的耕地保护硬措施的关键。采用文献综述法系统梳理了中国耕地资源存在的问题、耕地保护科技创新成就及其与国际先进水平的差距。①当前中国耕地资源安全面临数量减少、质量退化、生态环境风险加剧、耕地后备资源短缺以及空间布局稳定性差等问题。②尽管中国在国土调查、国土信息化建设方面技术经验相对成熟，耕地质量调查、评价、监测技术日趋完善，耕地生态修复技术不断发展，但与全球先进耕地保护科技水平相比仍存在较大差距。③在全球科技创新战略背景下，中国应该通过建立耕地保护大数据平台，构建空天地网一体化监测技术体系，研发耕地质量提升技术体系，集成耕地生态修复技术体系，落地耕地保护科技创新工程，以及加强创新人才队伍建设来牢牢守住保障国家粮食安全的底线。立足新的时代背景和耕地资源现实问题，迫切需要加快推进耕地保护科技创新，助力中国耕地保护与粮食安全，助推国家稳定繁荣与高质量发展。
2023, 54(4): 955-965.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050905
摘要:
基于Citespace工具，对碳中和背景下的我国矿山生态修复的文献进行知识图谱可视化分析。在中国知网和Web of science网站中检索2000 ~ 2022年国内相关文献，应用Citespace 5.8 R3软件对作者、机构、关键词绘制知识图谱并进行分析。结果中英文文献分别纳入844篇和75篇，以寿立永等为代表的研究学者765位；研究机构以中国科学院为代表；生态修复为关键词频次最高的关键词。突现关键词显示，废弃矿山是人们关注的重点对象，“碳中和”是矿山生态修复的重要背景，绿色矿山是未来矿山修复的目标之一。关键词时间图谱发现矿山的生态修复是一项因地制宜、政府企业合作的实现循环共赢的一项持久战。矿山生态修复的法律政策的改善、政府企业的加入、科技技术的创新和人民意识的强化是未来的研究趋势。
基于Citespace工具，对碳中和背景下的我国矿山生态修复的文献进行知识图谱可视化分析。在中国知网和Web of science网站中检索2000 ~ 2022年国内相关文献，应用Citespace 5.8 R3软件对作者、机构、关键词绘制知识图谱并进行分析。结果中英文文献分别纳入844篇和75篇，以寿立永等为代表的研究学者765位；研究机构以中国科学院为代表；生态修复为关键词频次最高的关键词。突现关键词显示，废弃矿山是人们关注的重点对象，“碳中和”是矿山生态修复的重要背景，绿色矿山是未来矿山修复的目标之一。关键词时间图谱发现矿山的生态修复是一项因地制宜、政府企业合作的实现循环共赢的一项持久战。矿山生态修复的法律政策的改善、政府企业的加入、科技技术的创新和人民意识的强化是未来的研究趋势。
2023, 54(4): 966-977.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022040808
摘要:
生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）能够定量评估产品或技术造成的环境影响，并且识别关键环节从而优化工艺，是资源利用、能源消耗和可持续评估的重要工具。本文系统分析了国内外LCA研究现状和发展趋势，探讨了LCA的标准、数据库、模型和计算工具等内容，并详述了LCA在我国土壤修复领域的研究进展。LCA经历了萌芽、探索、快速发展和完善四个阶段，且已融入各行业领域。Web of Science数据库中有关LCA的发文量在1990年后迅速增多，截至2021年底，共计发表33114篇论文，其中环境领域为26254篇，占总发文量的79.3%；我国在LCA研究方面已有初步进展，相关年发文量由2000年的5篇增长至2021年的935篇，但尚未构建本土化完整的LCA基础数据库和研究模型，现阶段应统筹尽快建立具有我国特色的LCA体系。土壤修复作为国内碳减排工作的重要组成部分，加强LCA的相关研究和应用将促进低碳可持续修复技术和装备的研发。我国土壤修复领域的LCA研究多涉及复合污染场地、异位协同修复技术。原位修复技术渐成土壤修复主流，未来应加强对原位修复技术的LCA研究，以促进绿色可持续修复技术研发和碳减排任务的落实。
生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）能够定量评估产品或技术造成的环境影响，并且识别关键环节从而优化工艺，是资源利用、能源消耗和可持续评估的重要工具。本文系统分析了国内外LCA研究现状和发展趋势，探讨了LCA的标准、数据库、模型和计算工具等内容，并详述了LCA在我国土壤修复领域的研究进展。LCA经历了萌芽、探索、快速发展和完善四个阶段，且已融入各行业领域。Web of Science数据库中有关LCA的发文量在1990年后迅速增多，截至2021年底，共计发表33114篇论文，其中环境领域为26254篇，占总发文量的79.3%；我国在LCA研究方面已有初步进展，相关年发文量由2000年的5篇增长至2021年的935篇，但尚未构建本土化完整的LCA基础数据库和研究模型，现阶段应统筹尽快建立具有我国特色的LCA体系。土壤修复作为国内碳减排工作的重要组成部分，加强LCA的相关研究和应用将促进低碳可持续修复技术和装备的研发。我国土壤修复领域的LCA研究多涉及复合污染场地、异位协同修复技术。原位修复技术渐成土壤修复主流，未来应加强对原位修复技术的LCA研究，以促进绿色可持续修复技术研发和碳减排任务的落实。
2023, 54(4): 978-988.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022052602
摘要:
植物根际微生物主要以细菌为主，多样性高且活跃，分为有益菌（2 % ~ 5 %）、有害菌（8 % ~ 15 %）以及中性菌（80 % ~ 90 %）。从有益菌中筛选出的植物根际促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria，简称PGPR）具有促进植物生长、防治病害等功能，成为土壤科学领域的研究热点。本文目的是了解PGPR在国内外的研究现状，寻求高效、长效且安全的开发与利用方式对PGPR促生及生物防控功能具有重要意义。基于Web of Science核心合集数据库，采用CiteSpace、VOSviewer、HistCite等工具对PGPR研究领域的发文数量与学科分布、发文国家及机构间的合作关系、发文期刊、主要研究热点以及发展趋势等进行了计量分析。结果表明：① 印度、中国、美国、巴基斯坦、德国等国在该领域发文的引用频次较高，研究较为深入。②全球对PGPR研究的重视程度越来越高，主要集中于植物科学学科与微生物学学科。③ 发文主要期刊有Frontiers in Microbiology、Frontiers in Plant Science及Plant and Soil，关键文献中PGPR的促生、抗胁迫、污染修复等内容占据较高比例。④ 关键词聚类主要分为生物修复功能与措施、PGPR的促生及胁迫耐受性等、根际功能菌群的种类及系统抗性、根际菌群促生及生物防控功能等4类。生物防控是PGPR领域的一个研究热点，该领域未来研究趋势主要集中于PGPR及其它土著菌群与植物之间的互作关系以及PGPR高效应用的方式等。
植物根际微生物主要以细菌为主，多样性高且活跃，分为有益菌（2 % ~ 5 %）、有害菌（8 % ~ 15 %）以及中性菌（80 % ~ 90 %）。从有益菌中筛选出的植物根际促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria，简称PGPR）具有促进植物生长、防治病害等功能，成为土壤科学领域的研究热点。本文目的是了解PGPR在国内外的研究现状，寻求高效、长效且安全的开发与利用方式对PGPR促生及生物防控功能具有重要意义。基于Web of Science核心合集数据库，采用CiteSpace、VOSviewer、HistCite等工具对PGPR研究领域的发文数量与学科分布、发文国家及机构间的合作关系、发文期刊、主要研究热点以及发展趋势等进行了计量分析。结果表明：① 印度、中国、美国、巴基斯坦、德国等国在该领域发文的引用频次较高，研究较为深入。②全球对PGPR研究的重视程度越来越高，主要集中于植物科学学科与微生物学学科。③ 发文主要期刊有Frontiers in Microbiology、Frontiers in Plant Science及Plant and Soil，关键文献中PGPR的促生、抗胁迫、污染修复等内容占据较高比例。④ 关键词聚类主要分为生物修复功能与措施、PGPR的促生及胁迫耐受性等、根际功能菌群的种类及系统抗性、根际菌群促生及生物防控功能等4类。生物防控是PGPR领域的一个研究热点，该领域未来研究趋势主要集中于PGPR及其它土著菌群与植物之间的互作关系以及PGPR高效应用的方式等。
2023, 54(4): 989-997.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050903
摘要:
农田管理措施可显著改变土壤动物群落结构和多样性，影响生态系统服务功能的发挥，并最终影响土壤健康和土壤安全。本研究通过对近20年国内外有关农田管理措施对土壤动物影响的相关报道进行梳理，系统总结了施肥方式、种植方式、耕作模式和喷洒农药4种管理措施对土壤动物群落组成和多样性的影响。在现有分析的基础上，提出了未来对于农田管理措施如何影响土壤动物多样性的研究中需要关注的方向，强调未来应在物种水平上加强农田管理措施对土壤动物多样性影响的认知，应重视农田管理措施下土壤食物网结构与功能的研究，应不断完善基于土壤动物群落的农田土壤健康评价指标，以期为农业土壤健康维持提供理论参考。
农田管理措施可显著改变土壤动物群落结构和多样性，影响生态系统服务功能的发挥，并最终影响土壤健康和土壤安全。本研究通过对近20年国内外有关农田管理措施对土壤动物影响的相关报道进行梳理，系统总结了施肥方式、种植方式、耕作模式和喷洒农药4种管理措施对土壤动物群落组成和多样性的影响。在现有分析的基础上，提出了未来对于农田管理措施如何影响土壤动物多样性的研究中需要关注的方向，强调未来应在物种水平上加强农田管理措施对土壤动物多样性影响的认知，应重视农田管理措施下土壤食物网结构与功能的研究，应不断完善基于土壤动物群落的农田土壤健康评价指标，以期为农业土壤健康维持提供理论参考。
2023, 54(4): 998-1008.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022042502
摘要:
梳理国内外农田土壤重金属污染修复的研究热点及最新进展，总结有效的修复治理技术及实际效果，为我国重金属污染农田的安全利用提供依据。利用COOC和VOSviewer文献计量工具，以中国知网（CNKI）全文数据库和Web of Science核心合集数据库（WOS）为数据检索源，对2010 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复与治理领域的相关文献进行知识图谱的可视化分析。在2010 ~ 2021年间，国内外对农田土壤重金属修复研究文献数量呈快速增长态势，且英文文献的增长率明显高于中文文献。我国在农田土壤重金属污染修复领域的研究占有绝对领先地位（发文量占比率最高，达26.8%），对全球重金属污染治理工作的贡献最大。国内外在该领域发文期刊（TOP 3）有：《农业环境科学学报》《安徽农业科学》《环境工程学报》《Environmental Science and Pollution Research》《Chemosphere》《Journal of Hazardous Materials》。关注的重金属种类主要是镉、铅、砷等。国内外的研究学者呈“小聚体、大分散”的特点，合作关系有待进一步加强。通过关键词分析表明，固化/稳定化技术和植物修复技术在中英文献中的研究比重均较高（约80%），是目前研究的重点和热点。从田间试验的修复效果来看（以镉污染为例），低积累作物品种种植（籽粒降镉率达67.9%）、无机－有机组配（42.7%）以及叶面阻控技术（39.9%）在降镉方面表现出较好的效果，未来还需将其与农艺措施（如间套作、水分调控）、微生物菌剂等联合配施，以实现更好的田间修复和治理效果。
梳理国内外农田土壤重金属污染修复的研究热点及最新进展，总结有效的修复治理技术及实际效果，为我国重金属污染农田的安全利用提供依据。利用COOC和VOSviewer文献计量工具，以中国知网（CNKI）全文数据库和Web of Science核心合集数据库（WOS）为数据检索源，对2010 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复与治理领域的相关文献进行知识图谱的可视化分析。在2010 ~ 2021年间，国内外对农田土壤重金属修复研究文献数量呈快速增长态势，且英文文献的增长率明显高于中文文献。我国在农田土壤重金属污染修复领域的研究占有绝对领先地位（发文量占比率最高，达26.8%），对全球重金属污染治理工作的贡献最大。国内外在该领域发文期刊（TOP 3）有：《农业环境科学学报》《安徽农业科学》《环境工程学报》《Environmental Science and Pollution Research》《Chemosphere》《Journal of Hazardous Materials》。关注的重金属种类主要是镉、铅、砷等。国内外的研究学者呈“小聚体、大分散”的特点，合作关系有待进一步加强。通过关键词分析表明，固化/稳定化技术和植物修复技术在中英文献中的研究比重均较高（约80%），是目前研究的重点和热点。从田间试验的修复效果来看（以镉污染为例），低积累作物品种种植（籽粒降镉率达67.9%）、无机－有机组配（42.7%）以及叶面阻控技术（39.9%）在降镉方面表现出较好的效果，未来还需将其与农艺措施（如间套作、水分调控）、微生物菌剂等联合配施，以实现更好的田间修复和治理效果。
