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2023, 54(2): 253-262.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022306
摘要:
目的 对四川省阿坝藏族羌族自治州近30年居民点时空演变特征及影响因素的研究，为川西北生态脆弱区居民点的优化调整、生态环境保护以及区域可持续发展提供科学参考。 方法 基于1990 ~ 2020年的4期Landsat系列影像，借助Google Earth Engine云平台，采用随机森林算法、核密度分析、空间热点探测、地理探测器等方法开展研究。 结果 1990 ~ 2020年期间阿坝州居民点的规模不断扩大，且“冷”、“热”区分异明显，总体呈现“局部聚集－沿河分布”的特征；东南部峡谷区是全州居民点高密度聚集区和主要“热点区”，扩张速度最快；年平均气温、海拔以及人口数量是影响阿坝州居民点规模的最重要因素。 结论 自然地理条件对川西北生态脆弱区居民点分布的约束作用在逐步减弱。
2023, 54(2): 263-272.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030302
摘要:
目的 国土空间“三区”包含农业空间、城镇空间、生态空间，在“三区”视角下探讨山东省国土空间时空演变特征及均衡性差异，为优化区域国土空间开发保护格局提供有益的借鉴。 方法 选取1980 ~ 2020年8期土地利用数据，在土地利用转型图谱与转移矩阵、土地利用动态度、空间自相关、基尼系数与空间洛伦兹曲线等模型方法的支持下，从不同尺度对山东省国土空间时空演变特征及均衡性进行研究。 结果 ①山东省国土空间格局以农业空间为主，占国土空间的75%，城镇空间与生态空间的比重约为1∶2。国土空间演变总体上表现为农业空间、生态空间缩减，城镇空间扩容。②农业生产空间缩减，源自农村生活空间和城镇空间的侵占，且城镇空间侵占的时段更长；农村生活空间呈弱增态势，均衡性较为稳定。③城镇生活空间转入幅度较高，分布趋于均衡；工矿生产空间以外延增长为主。④生态空间受农业空间与城镇空间的挤压，规模不断缩减，不同类型生态空间的演变速度显著不同，空间分布异质性强，均衡性差。 结论 山东省“三区”矛盾较为突出，城镇空间的发展侵占农业空间、生态空间，导致农业空间破碎化、生态空间不断缩减，未来应在满足城镇空间合理需求的同时，促使农业空间提质，生态空间优化。
2023, 54(2): 273-285.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022020502
摘要:
目的 利用自然成土作用变量，预测并制作栅格化的土壤有机质分布图，对发展热带数字化精细农业具有重要意义。 方法 使用2006年云南省景洪市测土配方样点数据，应用BP神经网络（BPNN）、基于强分类器算法的BP神经网络模型（BPNN-Ada）、基于粒子群算法优化的BP神经网络（PSO-BPNN）、基于遗传算法优化的BP神经网络（GA-BPNN）和多元线性回归（MLR）对土壤有机质的含量预测并进行空间化制图。 结果 ① 土壤样点X、Y坐标值能够有效提高算法精度且充分表现环境因子与土壤有机质空间分布上的协同关系。② 4种神经网络算法预测结果土壤有机质空间分布基本类似，均呈现南高北低的趋势。③ 研究区域内4种神经网络模型的在建模集拟合程度从高至低依此次为：BPNN-Ada > GA-BPNN > PSO-BPNN > BPNN，在建模集中PSO-BPNN和GA-BPNN与BPNN拟合精度一致，BPNN-Ada的拟合精度R2最高为0.98。在验证集的预测能力由高至低依次为：BPNN-Ada > GA-BPNN > PSO-BPNN > BPNN。BPNN-Ada有着最高的预测精度和算法稳定性：RMSE = 4.47、MAE = 3.3、MRE = 0.05、R2 = 0.976。 结论 在景洪地区进行土壤有机质神经网络建模时加入地理坐标能够有效提高模型精度，且基于学习规则的神经网络优化算法效果要优于优化初始权重和阈值的神经网络算法及传统的BPNN算法。
2023, 54(2): 286-294.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022011003
摘要:
目的 为湖滨绿洲土壤高光谱估算土壤电导率值提供方法支持，实现区域土壤盐分快速估测。 方法 利用实测的土壤电导率值与土壤高光谱数据联合分析，采用竞争自适应重加权采样（CARS）、连续投影算法（SPA）、遗传算法（GA）筛选土壤电导率的特征波段，并基于全波段及特征波段构建BP神经网络（BPNN）、支持向量机（SVM）、极限学习机（ELM）三种机器学习算法模型，引入偏最小二乘模型（PLSR）进行对照，比较其模型精度。 结果 研究区土壤电导率值变化范围0.02～17.22 mS cm−1，平均值为2.61 mS cm−1，变异系数为134.87%，呈现强变异性；CARS、SPA、GA算法筛选的特征波段将建模输入量分别压缩至全波段数量的0.87%、1.68%、0.70%，减少建模输入量，提升建模速率，变量方法的选择CARS > SPA > GA；三种机器学习算法模型均优于PLSR模型，决定系数（R2）平均增加20.57%，相对分析误差（RPD）平均增加17.84%，土壤电导率高光谱估算模型以CARS-SVM最优，训练集与验证集R2分别为0.76和0.75，RMSE分别为1.79 和1.68 mS cm−1，RPD分别为2.04和2.00。土层深度20 ~ 30 cm的土壤电导率高光谱估算模型精度最高，训练集与验证集R2分别为0.83和0.84，RMSE分别1.37和1.77 mS cm−1，RPD分别为2.41和2.50。 结论 基于CARS-SVM的土壤电导率高光谱估算模型精度高，估算能力最优，可以为湖滨绿洲土壤电导率估算提供科学参考。
2023, 54(2): 295-305.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022401
摘要:
目的 探明研究区土壤pH值空间变异特征，为当地区域农业酸碱调控提供基础依据。 方法 通过对土壤样品（0 ~ 20 cm、150 ~ 200 cm）分析，利用方差以及回归分析量化了不同因素对pH值的空间差异的影响程度。 结果 研究区表层土壤以酸性为主，pH均值5.66；深层土壤以中性为主，pH均值7.07。半方差分析表明，球状模型为研究区土壤pH值的最佳拟合模型，同时结构性因素为影响区域内pH值分布的主导因素。空间分布上，pH低值区主要位于研究区东北部，与传统农业分布区高度重合，高值区位于南侧山区，总体上呈现南高北低的格局。回归分析显示，成土母质是研究区表层土壤pH值空间变异的主控因素，可以单独解释24.8%的空间变异；土地利用类型和土壤类型分别有9.2%和8.8%的独立解释土壤 pH 值空间变化的能力。地貌类型的解释能力较低（5.6%）。 结论 土壤母质等结构因素对研究区表层土壤pH值的空间分布影响最大，与半方差分析结果相近；人为因素同样影响着区域内pH值的空间分布情况，长期不合理的施肥可能是主要原因。
2023, 54(2): 306-316.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022041101
摘要:
目的 明确施用膨润土和有机肥对紫色土秸秆还田下土壤肥力及经济效益的影响，探讨提高紫色土区秸秆还田转化效率的技术方法，实现秸秆资源的高效利用。 方法 应用田间小区试验方法并结合多元统计分析，比较玉米－油菜轮作模式下，紫色土秸秆覆盖还田时施用膨润土和有机肥对土壤肥力、作物产量及年均收益等方面的差异。 结果 施用膨润土和有机肥可分别使土壤容重降低12.31%和18.78%，土壤全量和速效氮、磷、钾含量分别增加27.42% ~ 71.39%和14.98% ~ 86.11%。同时，施用膨润土和施用有机肥对增加土壤有机碳及作物产量也具有较好的促进作用。在考虑产出－投入成本的情况下进行经济效益分析，发现施用膨润土和有机肥后玉米-油菜的年均产量当量分别提高了28.15%和28.73%，年均产值分别增加了0.31和0.81万元hm−2。通过灰色关联分析、主成分分析及聚类分析，发现土壤含水量和环境日均温差是施用膨润土和有机肥提升秸秆覆盖还田紫色土中作物产量的关键调控因子。 结论 在秸秆覆盖还田紫色土区，通过施用膨润土和有机肥可有效提高土壤有机质及养分库容，改善土壤结构，促进作物增产增收，其中以施用膨润土效果更佳。
2023, 54(2): 317-327.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022033002
摘要:
目的 研究果园土壤有机碳库及生化性质对小麦秸秆还田配施不同纤维素降解细菌的响应特点。 方法 以豫北碱性果园土壤为研究对象，采用室内培养法，以不添加麦秸及纤维素降解菌为对照（CK），研究仅添加麦秸（S）及麦秸分别配施尼氏芽孢杆菌（Bacillus nealsonii，S + B）、科恩氏菌（Cohnella，S + C）、灿烂类芽孢杆菌（Paenibacillus lautus，S + P）处理对土壤有机碳含量、酶活性、速效养分含量及盐碱性的影响。 结果 培养100 d内有机碳矿化速率呈现先升高后下降的趋势，且与一级动力学模型高度拟合。麦秸配施纤维素降解菌处理的土壤有机碳矿化速率、累计矿化量及潜在可矿化碳含量均高于S处理。S + B处理的土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性有机碳和易氧化有机碳含量分别比S处理提高10.14%、35.53%、26.27%和24.34%。麦秸配施纤维素降解菌提高土壤碳库管理指数和土壤酶活性，其中S + B处理的纤维素酶、碱性磷酸酶及脱氢酶活性均显著高于S处理。与仅添加麦秸相比，麦秸配施纤维素降解菌显著增加土壤速效氮、磷、钾及可交换性镁含量，降低可交换钙含量和pH值。土壤速效氮、磷及微生物量碳是影响有机碳矿化的主要因素。 结论 麦秸配施纤维素降解菌显著提高土壤有机碳库活度及含量，改善土壤生化性质，以尼氏芽孢杆菌的促进作用相对较高。
2023, 54(2): 328-335.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022601
摘要:
目的 为探明不同林分类型对圪秋沟流域土壤养分的影响。 方法 于2013 ~ 2021年在准格尔旗圪秋沟流域以8a生的樟子松林、山桃林、油松林、杨树柠条混交林、油松侧柏混交林和沙棘山杏混交林以及未种植植物的对照区域（CK处理）7个样地为研究对象，测定不同林分类型不同土层深度的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量，研究其土壤养分含量变化规律，探讨不同林分类型与土壤改良的效应关系。 结果 与CK处理相比，0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm深度不同林分类型土壤有机碳含量提升了11.11% ~ 53.55%和9.91% ~ 49.56%、土壤全氮含量分别提升了4.86% ~ 54.15%和10.38% ~ 59.73%、土壤速效磷含量分别提升了36.84% ~ 160.53%和45.71% ~ 117.14%、土壤速效钾含量分别提高了12.32% ~ 67.95%和19.50% ~ 66.32%。 结论 8 a生不同林分类型均在不同程度上提升了土壤养分水平；与杨树柠条混交林、油松侧柏混交林和沙棘山杏混交林相比，樟子松林、山桃林、油松林对土壤养分含量提升效果最好。今后可在保证森林生态平衡前提下，适当在圪秋沟流域加大对上述三种林分类型的种植力度。人工林的种植对圪秋沟流域土壤改良具有积极作用，为碳中和背景下人工林土壤养分循环研究和圪秋沟流域人工林选育提供了一定参考依据。
2023, 54(2): 336-345.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022050902
摘要:
目的 探究不同保护性耕作措施对黑土有机碳组分的影响，对于保持黑土生态稳定性及其高肥力水平具有重要意义。 方法 以农田黑土为研究对象，玉米为供试作物，采用随机区组设计，设置传统翻耕（CT）、传统翻耕 + 秸秆还田（CTSI）、免耕（NT）、免耕 + 秸秆还田（NTSI）、深松（ST）和深松 + 秸秆还田（STSI），共6个处理，采用密度分组法，研究不同保护性耕作措施对耕层土壤（0 ~ 20 cm）有机碳组分含量、结构特征及玉米产量的影响。 结果 与CT处理相比，不同保护性耕作处理土壤总有机碳含量均显著提高（P < 0.05）。ST处理轻组有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分含量均较CT处理显著增加（P < 0.05），与不还田相比，秸秆还田处理有机碳各组分含量均增加，NTSI处理较CTSI处理显著提高轻组有机碳含量，STSI处理较CTSI处理显著提高粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳含量。主成分分析表明，与CT处理相比，NT、NTSI、ST和STSI处理均能提高轻组有机碳多糖和碳水化合物官能团的相对含量；保护性耕作措施较CT处理不仅增加了粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分活性官能团相对含量，还增加了稳定性官能团相对含量，有利于土壤稳定性结构的形成，促进碳的固存。耕作与秸秆还田显著影响了玉米产量，ST较CT和NT处理分别显著提高了22.37%和21.42%（P < 0.05），秸秆还田处理有利于玉米产量提升，STSI处理增产效果最佳；相关性分析表明，粗颗粒有机碳能有效指示土壤有机碳的变化，其与细颗粒有机碳在维持和提升玉米产量中具有重要贡献。 结论 采用深松结合秸秆还田的保护性耕作措施对于稳定与提高黑土有机碳含量、固持土壤碳库和增加玉米产量具有重要作用。
2023, 54(2): 346-351.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021113003
摘要:
目的 探讨施用钙镁肥对稻田综合种养的稻虾品质及土壤养分的影响，以期为稻虾综合种养专用肥研发和高效种养技术模式提供支撑。 方法 共设5个处理，常规施肥（FP）、添加不同用量钙镁肥处理（OPT1, OPT2, OPT3）和控释肥处理（OPT4），其中OPT1 ~ OPT3钙镁总用量参考普通稻田钙镁的用量，分别为50.4，45.0和54.9 kg hm−2。 结果 与FP相比，在常规施肥中添加适量钙镁肥不能显著提高稻虾产量，不同处理条件下，水稻和小龙虾的产量分别为4176.11 ~ 4567.38 kg hm−2和1740 ~ 2055 kg hm−2。施用钙镁肥能显著提高稻米和小龙虾品质，其中OPT3稻米垩白度和垩白粒率分别降低了71.43%，50.74%（P < 0.05），胶稠度和蛋白质分别显著增加了9.21%和11.6%（P < 0.05）；同时，小龙虾镁、蛋白质和氨基酸含量分别显著增加了11.63%、15.42%和8.57%（P < 0.05）。另外，施用钙镁肥能显著提高土壤交换性钙含量，以OPT3最高，可达3.19 cmol kg−1，比FP提高29.15%。 结论 施用适量钙镁肥不能显著提高稻虾产量，但对稻虾的品质有显著影响，以OPT3效果最佳，其钙镁总用量为54.9 kg hm−2。
2023, 54(2): 352-363.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022505
摘要:
目的 通过大豆盆栽试验，研究了秸秆生物炭与磷肥添加对红壤团聚体稳定性、磷组分分布与植物磷吸收的影响。 方法 试验包括6个处理：P0（不施磷和生物炭）、P30（30 kg P hm−2，不施生物炭）、P90（90 kg P hm−2，不施生物炭）、BP0（不施磷，单施4%生物炭）、BP30（30 kg P hm−2，施4%生物炭）和BP90（90 kg P hm−2，施4%生物炭）。采用湿筛法分离得到粗大团聚体（> 2 mm）、细大团聚体（0.25 ~ 2 mm）和微团聚体（< 0.25 mm）并用连续浸提分级测定了不同团聚体中磷组分分布特征。 结果 ①与P0和P30相比，BP0和BP30处理显著促进粗大团聚体形成与稳定，同时促进大豆生长与磷吸收，且BP30处理增幅最大。②与不施生物炭相比，不同磷水平下添加生物炭均显著降低粗大团聚体全磷、总有机磷、NH4F-Po和NaOH-I-Po含量，同时增加细大团聚体HCl-Pi和NaOH-II-Pi含量与微团聚体总无机磷、HCl-Pi和NaOH-II-Pi含量。③植株磷吸收与粗大团聚体总有机磷、NaOH-I-Po和NaOH-II-Po显著负相关，但与微团聚体和细大团聚体NH4Cl-Pi、HCl-Pi和NaOH-II-Pi显著正相关。 结论 生物炭与低量磷肥配施可有效改善红壤团聚体结构与稳定性，同时促进大团聚体有机磷的活化与微团聚体无机磷的固持，保障作物磷素供应。
2023, 54(2): 364-373.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022010402
摘要:
目的 探讨宁夏引黄灌区日光温室集约种植区地下水硝态氮污染现状及其与土壤硝态氮含量之间的关系，为有效防治地下水硝态氮污染及土壤盐渍化提供理论依据。 方法 通过抽样调查方法，采集7个典型日光温室集约种植区不同时期的214个地下水样及102个0 ~ 20 cm土壤样品，分析了地下水和土壤的硝态氮含量及电导率等。 结果 地下水样本硝态氮含量超过Ⅲ类水标准的达53.3%；近80%的土壤样本呈现出不同程度的盐渍化，其中中度盐化土占57%。当地下水硝态氮含量大于40 mg L−1时，地下水电导率、土壤电导率和土壤硝态氮含量均随地下水硝态氮浓度增加而急剧增加。土壤电导率与土壤硝态氮含量之间呈极显著线性函数关系，决定系数达0.376。土壤硝态氮含量与地下水硝态氮含量之间呈极显著的指数函数关系，土壤电导率与地下水电导率之间呈极显著的线性函数关系。 结论 宁夏典型日光温室集约种植区的地下水硝态氮污染和次生盐渍化严重，并与土壤硝态氮含量和盐渍化密切相关。
2023, 54(2): 374-381.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022020402
摘要:
目的 为建立陇中半干旱区马铃薯土壤养分丰缺指标，确立土壤养分分级指标和推荐施肥量，指导马铃薯科学施肥，提高肥料利用率。 方法 通过对会宁县2015 ~ 2018年马铃薯“3414”田间肥效试验结果进行模拟，开展土壤有效养分含量与相对产量、经济最佳施肥量之间的相关性研究，提出马铃薯土壤养分丰缺指标及不同分级范围推荐施肥量。 结果 土壤全氮含量与马铃薯产量、N经济最佳施肥量相关性优于土壤碱解氮，因此以全氮、速效磷、速效钾作为陇中半干旱区马铃薯田丰缺指标及推荐施肥量评价指标，分5个、4个、4个等级，并建立了养分丰缺指标施肥区间调控、目标产量及施肥量定量微观调控模型。该区域马铃薯土壤全氮含量分为低（< 0.6 g kg−1）、较低（0.6 ~ 1.1 g kg−1）、中（1.1 ~ 1.8 g kg−1）、较高（1.8 ~ 2.2 g kg−1）和高（> 2.2 g kg−1）；速效磷分为较低（< 13 mg kg−1）、中（13 ~ 25 mg kg−1）、较高（25 ~ 31 mg kg−1）和高（> 31 mg kg−1）；速效钾分为较低（< 162 mg kg−1）、中（162 ~ 238 mg kg−1）、较高（238 ~ 271 mg kg−1）、高（> 271 mg kg−1）。 结论 根据地力等级从低到较高，推荐施肥方案分别为N > 158.0、134.5 ~ 158.0、113.7 ~ 134.5、105.9 ~ 113.7、0 ~ 105.9 kg hm−2；P2O5 > 136.7、90.4 ~ 136.7、75.7 ~ 90.4、0 ~ 75.7 kg hm−2；K2O > 82.2、56.8 ~ 82.2、47.0 ~ 56.8、0 ~ 47.0 kg hm−2。生产中通过检测任一地块土壤养分，代入相关函数模型即可输出该地块经济最佳施肥量。
2023, 54(2): 382-391.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021121002
摘要:
目的 探究西南喀斯特土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征和酶活性对不同土地利用方式的响应，有利于为西南喀斯特的土地利用调控与生态修复提供决策支持。 方法 本研究以喀斯特高原峡谷（贵州省关岭县花江研究区）亚热带森林（SUF）、疏林（SPF）、灌木林（SHF）、草地（GL）、玉米地（CL）、裸地（BL）及弃荒地（AL）的土壤为研究对象，通过采集其0 ~ 15 cm土层样品，分析土壤C、N、P化学计量特征及酶活性的差异。 结果 ①土壤有机碳含量（SOC）和全氮（TN）含量表现为SPF > AL > BL > SHF > CL > SUF > GL，土壤全磷（TP）含量表现为AL > BL > CL > SPF > GL > SHF > SUF。C∶N表现为SUF > AL > SPF > SHF > CL > BL > GL，C∶P表现为SPF > SUF > SHF > CL > AL > GL > BL，N∶P表现为SPF > SHF > SUF > CL > GL > AL > BL。土壤微生物量碳（MBC）含量则是SPF > SHF > CL > AL > SUF > BL > GL。②脲酶（URE）活性表现为SUF > CL > SPF > SHF > AL > GL > BL，蔗糖酶（SUC）活性表现为BL > AL > SPF > CL > SHF > GL > SUF，碱性磷酸酶（ALP）活性表现为SUF > BL > SHF > SPF > AL > CL > GL，过氧化氢酶（CAT）活性则是CL > AL > BL > SHF > SPF > GL > SUF。③URE与C∶P、N∶P、MBC极显著正相关，与C∶N显著正相关，与TP显著负相关；SUC与TP极显著正相关，与SOC、TN显著正相关；ALP与C∶N、C∶P显著正相关；CAT与TP极显著正相关，与TN显著正相关，与C∶P显著负相关。④在前两个排序轴中土壤理化因子累计解释了土壤酶活性变化的84.83%，按重要性排序依次为pH > 土壤温度 > TP > C∶P > TN > 容重 > SOC > C∶N > N∶P > MBC。 结论 不同土地利用方式土壤C、N、P化学计量特征及酶活性存在显著差异，土壤N∶P < 14表明土壤养分主要受氮限制。影响酶活性的主要土壤理化因子为土壤pH、土壤温度和土壤全磷。
2023, 54(2): 392-399.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022011801
摘要:
目的 明确旱地红壤微生物活性及作物产量对花生壳及其生物炭的响应规律。 方法 本研究在江西旱地红壤区进行田间定位试验，根据“等碳量还田”原则设置7个处理。包括常规管理（CK），施用花生壳3000 kg hm−2（S1）、4500 kg hm−2（S2）、6000 kg hm−2（S3），施用花生壳生物炭1000 kg hm−2（BC1）、1500 kg hm−2（BC2）、2000 kg hm−2（BC3），各处理均种植红薯。通对红薯生育期内土壤基础呼吸强度、土壤微生物量碳、土壤酶活性的测定探讨花生壳及其生物炭对旱地红壤微生物活性及红薯产量的影响。 结果 施用花生壳及其生物炭均能提高土壤基础呼吸强度、土壤微生物量碳含量，花生壳及其生物炭的施用提高了土壤FDA水解酶和土壤脱氢酶活性，且均以苗期S2比CK增加最显著，增幅分别达54.78%和47.79%。花生壳及其生物炭的施用对土壤过氧化氢酶活性有促进作用，在块根形成初期S3增加最显著，达31.33%，土壤蔗糖酶活性以苗期S3增加最显著，达69.42%；施用花生壳及其等碳量生物炭均能提高红薯产量，红薯产量与土壤微生物量碳呈极显著正相关，与土壤基础呼吸强度呈显著正相关。 结论 适量的花生壳及其生物炭还田可以改善土壤肥力状况，增加红薯的产量。
2023, 54(2): 400-406.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022022501
摘要:
目的 为探讨炭基肥对烟田土壤生化特性及微生物的影响，达到化肥减施增效的目的。 方法 在褐土烟田采用田间小区试验，以常规化肥用量为对照，研究了不同减量氮肥（不减少、减少15%和30%氮肥）与炭基肥配施条件下烤烟现蕾期土壤微生物生物量、酶活性以及微生物多样性的变化。 结果 与对照相比，配施炭基肥处理显著提高了土壤有机碳（SOC）和微生物量碳（MBC）含量，分别提高了19.68% ~ 39.68%和20.09% ~ 36.14%，而配施处理之间差异不显著；不同处理间脲酶和蔗糖酶活性没有显著差异；常规化肥用量和减少15%氮肥配施炭基肥增强了Biolog平板的平均颜色变化率（AWCD），显著提高了对羧酸、酚酸和胺类碳源底物的利用强度，丰富了微生物群落结构；主成分和热图分析显示，在增施炭基肥的基础上，减少15%氮肥与常规化肥用量处理相比，微生物群落代谢功能改变较小。 结论 综合各处理对土壤生物化学特性的影响，减少15%氮肥配施炭基肥具有较好的土壤改良效果。
2023, 54(2): 407-415.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022101902
摘要:
目的 针对东北黑土区长期集约化耕作导致的土壤退化问题，开展不同秸秆覆盖还田量对土壤微生物碳代谢特征的影响及其驱动因素的研究。 方法 采用MicroRespTM方法结合土壤碳氮含量等理化性质，测定土壤微生物碳代谢能力及其影响因素，使用Past v2.16、Canoco 5.0等软件对微生物群落功能多样性、结构差异以及土壤理化性质和微生物群落碳代谢特征间的关系进行分析。 结果 秸秆连续覆盖还田14年后，土壤微生物对羧酸类与氨基酸类碳源的代谢活性显著降低，但对外源碳底物的代谢多样性显著增强。67%和100%秸秆还田显著改变了土壤微生物群落碳源代谢结构，100%秸秆还田下微生物对芳香酸类碳源的相对代谢活性提高。土壤微生物对碳源的代谢活性主要与土壤碳氮含量显著相关，土壤可溶性碳与碱解氮含量分别是影响土壤微生物碳源代谢多样性和结构的主要理化因子。 结论 长期秸秆还田可以通过降低土壤微生物对易利用碳源的代谢需求、提高对碳源的代谢多样性而改善免耕土壤微生物碳代谢功能。本研究可为优化东北黑土区保护性耕作管理模式、促进该地区农业可持续发展提供微生物学参考。
2023, 54(2): 416-423.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112301
摘要:
目的 研究复合肥分别配施商品有机肥、含腐殖酸有机水溶肥、氧化钙等对连作花生土壤可培养微生物数量、土壤酶活性、土壤养分含量及花生植株生长、荚果产量的影响，为连作花生合理施肥提供理论依据。 方法 在连作3年的花生田块，以施用复合肥600 kg hm−2（T0）为对照，分别在此基础上设置增施600 kg hm−2商品有机肥（T1）、75 L hm−2含腐殖酸有机水溶肥（T2）、600 kg hm−2氧化钙（T3）等3个施肥处理，测定不同施肥方式下连作花生土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分含量、花生植株长势及荚果产量。 结果 与单施复合肥相比，增施有机物料（T1，T2）能够显著提升全生育期下连作花生田块可培养微生物总数量，并使得成熟期土壤可培养细菌数量与可培养真菌数量比值由48.59（T0）分别提升至58.93（T1）和59.94（T2），缓解土壤向“真菌性”转变，显著提高土壤酶活性及土壤养分含量，促进花生植株生长，提高荚果产量。两种有机物料间比较，含腐殖酸有机水溶肥（T2）效果更佳，荚果增产达11.17%。増施氧化钙后，花生全生育期下土壤各项指标对照差异基本不显著，但花生植株仍表现出百果重、出仁率显著增加，荚果产量提升了5.12%。 结论 以复合肥配施含腐殖酸有机水溶肥（T2）对花生连作障碍缓解效果最佳，该施肥条件下，连作花生土壤微生物活力、土壤酶活性、土壤养分含量及花生荚果产量提高最为显著。
2023, 54(2): 424-431.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021110506
摘要:
目的 本文通过对辽宁省畜禽养殖产污系数测算及污染负荷空间分布特征的探讨，为降低畜禽养殖造成的环境污染风险和辽宁省农业的可持续发展提供理论依据。 方法 根据2019年辽宁省畜禽粪便及其主要养分参数的周年监测结果，估算各市区畜禽粪便及其主要污染物的产生系数以及单位耕地面积猪当量负荷量，氮（N）、磷（P）负荷量，并对环境承载力现状进行风险评价。 结果 辽宁省畜禽粪便总产量4.65千万t；产污系数最高的是COD，全氮次之。 结论 辽宁省多数市区畜禽粪便单位耕地面积磷耕地负荷低限额，对环境有尚未构成威胁，且负荷预警值在省内存在空间分布不均的特征。
2023, 54(2): 432-440.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022021502
摘要:
目的 探究水稻在不同土壤上的镉吸收转运动态特征。 方法 选择我国轻中度镉超标水稻土红砂泥（普通铁聚水耕人为土）和油泥土（普通铁渗水耕人为土），采用盆栽试验种植水稻，分别在水稻幼苗期、分蘖中期、孕穗中期和成熟期分析不同器官镉累积的动态特征。 结果 水稻种植前油泥土CaCl2提取态镉浓度（0.02 mg kg−1）比红砂泥（0.15 mg kg−1）低86.7%，导致苗期至分蘖中期油泥土水稻植株体内镉的平均累积速率（0.09 μg plant−1 d−1）比红砂泥（0.32 μg plant−1 d−1）低71.9% ，但分蘖中期至孕穗中期油泥土水稻植株体内镉平均累积速率（0.038 μg plant−1 d−1）比红砂泥(0.073 μg plant−1 d−1)低47.9%，表明分蘖中期之前是土壤类型影响水稻植株体内镉积累的关键期。到了成熟期，由于红砂泥上水稻植株体内镉向糙米的分配比率（11.0%）低于油泥土（16.6%），加之两种土壤上成熟期水稻植株体内镉累积量均下降，且红砂泥上水稻植株体内镉累积量下降率（28.9%）高于油泥土（18.2%）。油泥土水稻糙米镉累积量比红砂泥低44.4%。 结论 土壤差异除了通过影响土壤有效态镉浓度而影响水稻对镉的吸收外，也通过影响水稻植株体内镉的转运过程，进一步影响糙米镉含量。
2023, 54(2): 441-453.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022041501
摘要:
目的 研究油葵和苦荬菜根际土壤固、液相对镉（Cd）和锌（Zn）的活化机制，比较两种植物在轻、中度复合污染农田的修复潜力。 方法 通过大田试验种油葵和苦荬菜，测定成熟期土壤的pH值、有机酸、重金属总量及其生物有效性；测定土壤溶液中的溶解性有机质（DOM）、主要离子、水溶态重金属及其形态分布；测定植物各部位中重金属的浓度及形态，通过计算重金属在植物中的富集系数（BCF）和转运系数（TF），比较两种植物对土壤重金属污染的修复潜力。 结果 油葵和苦荬菜根系分泌的低分子有机酸均使根际土壤pH值下降明显，显著低于非根际土壤（P < 0.05）；苦荬菜根际土中低分子有机酸及DOM的浓度显著高于油葵根际土（P < 0.05）。两种植物根际土壤溶液中的Cd以离子态和DOM结合态为主，Zn以离子态为主；两种植物根际土壤中有效态的Cd差异不显著，油葵根际有效态Zn显著高于苦荬菜；两种植物根际土壤的Zn和Cd有效态与土壤溶液中Cd-DOM和Zn-DOM呈显著相关。苦荬菜根对重金属的富集能力较强，但油葵地上部分能吸收转运更多的Cd和Zn，并在叶中以毒性较低的不溶性磷酸盐结合态和草酸结合态富集。 结论 两种植物根际分泌的有机酸可以增加根际土壤中的Cd-DOM和Zn-DOM的浓度，提高土壤中的Cd和Zn的有效性，苦荬菜根际对重金属有较强的活化能力，但油葵地上部分对Cd和Zn的吸收转运能力更强。两种植物都具有较强的土壤重金属修复潜力，但从经济角度出发，油葵更适合现阶段我国农田重金属污染的修复。
2023, 54(2): 454-461.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112904
摘要:
目的 以生物炭单施及其与沸石复配为钝化剂，研究其对铅镉复合污染碱性土壤理化性质及铅镉有效性的影响，以期用钝化技术为碱性土壤重金属污染原位修复提供理论和实践支持。 方法 以河南某金属冶炼厂附近铅(Pb)镉(Cd)污染的碱性菜地土壤（Pb 227.75 mg kg−1、Cd 3.38 mg kg−1）为研究对象，采用盆栽试验，研究生物炭单施及其与沸石复配（生物炭∶沸石 = 1∶1）不同施入量（0、1%、2.5%、5%）对土壤理化性质、土壤Pb、Cd有效态含量、青菜根和叶中Pb、Cd含量以及青菜富集转运Pb、Cd的影响。 结果 与对照相比，生物炭单施及其与沸石复配处理，使土壤pH提高了0.03 ~ 0.17个单位，与对照无显著差异，但显著提高了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量（P < 0.05）。土壤有效态Pb、Cd含量随钝化剂施用量增加呈下降趋势，分别下降了10.69% ~ 32.75%和7.63% ~ 26.72%，相同施用量下复配处理效果优于单施处理。生物炭及其复配沸石促进了青菜生长，降低了青菜Pb的含量，根部和茎叶中Pb的含量比对照分别下降了2.79% ~ 64.90%和4.76% ~ 76.19%，5%施入量下降作用显著（P < 0.05），对青菜根部Cd含量也有降低作用，但没能降低茎叶中Cd的含量，Cd在青菜中有较高的富集和转运能力。相关分析表明，青菜Pb、Cd含量受pH变化影响较小，与土壤有机质含量显著相关（P < 0.05）。 结论 在铅镉复合污染碱性土壤中，生物炭及其与沸石复配都改变了土壤理化性质，与单施生物炭相比，复配处理降低土壤铅镉有效性作用较大，铅镉有效性受土壤pH变化影响较小，但受有机质含量影响较大，青菜对土壤中镉的富集和转运能力高于铅。
2023, 54(2): 462-472.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021112903
摘要:
目的 通过研究冀东平原水稻田土壤中重金属来源、污染现状、空间分布特征和潜在的生态风险，实现重金属污染农田土壤的安全利用管控。 方法 以实地采集的水稻田土壤表层样品（0 ~ 20 cm）为研究对象，测定土壤中铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）和砷（As） 8种重金属元素含量。采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和主成分分析、聚类分析等多元统计分析方法测算区域土壤重金属污染程度，并进一步分析重金属污染来源。 结果 以《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行) (GB 15618—2018)》中的风险筛选值为重金属污染评价基准，冀东平原水稻田土壤部分区域受到明显污染威胁，从单一的重金属元素来看，Cd污染不容忽视，其超标率达到了23.2%，是区域内土壤污染的主要元素。从土壤重金属元素的空间分布来看，重金属污染主要分布在研究区的中部和西部，其中Cd污染严重区主要分布在中部区域。重金属污染元素来源解析结果表明，冀东平原水稻田土壤污染主要受人为活动影响，其次是成土母质，其中Cr和Zn主要以成土母质影响为主，Ni、Pb、Cu、Hg和As是成土母质和人类活动共同导致的污染，属于常见的混合污染；而Cd受到人为活动的影响较为明显，污水灌溉、车辆尾气排放和大气沉降等因素是导致Cd含量升高的主要因素。 结论 冀东平原水稻田土壤重金属含量存在超标现象，应根据重金属污染土壤的潜在生态风险大小，结合重金属污染来源采取差异化的安全利用管控措施。
2023, 54(2): 473-480.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022021002
摘要:
目的 优化潜在生态风险指数评价标准，使其更适用于土壤重金属污染评价。 方法 参考瑞典学者Håkanson的方法，以城口县115件表层土壤中镉（Cd）、铬（Cr）、铜（Cu）、镍（Ni）、铅（Pb）和锌（Zn）等6种重金属为研究对象，基于重金属毒性系数，并结合内梅罗综合污染指数法（PN），以期验证潜在生态风险指数（RI）评价标准优化的适用性。 结果 ① 优化了土壤中6种重金属潜在生态风险评价分级体系：RI < 60，60 ≤ RI < 120，120 ≤ RI < 240，240 ≤ RI < 480，RI ≥ 480分别代表轻微、中等、强、很强、极强潜在生态风险。 ② 案例区6种重金属含量均值（算术均值，下同）分别为中国农用地土壤风险筛选值的5.0、0.39、0.52、0.44、0.23和0.76倍。③ 内梅罗污染评价显示，Cd处于重度污染[Pi(Cd) = 5.25]，其余重金属处于无污染水平，PN显示土壤重金属整体处于重度污染（PN = 3.94）。④潜在生态风险评价结果显示，RI介于22.9 ~ 1582，均值196。优化前，案例区土壤6种重金属处于中等生态风险（优化前分级，150 ≤ RI < 300），而优化后处于强潜在生态风险。 结论 案例验证研究表明，优化后的潜在生态风险评价分级体系适合土壤重金属污染潜在生态风险评价，能客观反映土壤重金属污染状况。
2023, 54(2): 481-488.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022020801
摘要:
以2007 ~ 2021年CNKI及Web of Science核心合集数据库共1874篇中英文文献为支撑，采用文献计量可视化方法，针对文献发表的时间分布、机构组成、代表团队、引用期刊、研究热点及技术手段等方面综述了生物炭对土壤性质、入渗和蒸发等水循环要素过程影响的现状研究进展及未来趋势。结果表明，相关研究发文量呈高速增长趋势；研究机构集中在中国科学院、美国农业部和西北农林科技大学等；高引期刊主要包括GEODERMA、CHEMOSPHERE和SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT；研究热点集中在量化生物炭添加对土壤物理和水力学特性要素指标的影响大小，并关注上述影响对入渗和蒸发等水循环过程及其对作物生长和产量的互馈作用；技术手段主要包括实验研究和Meta分析方法两种。未来亟需集成实验数据，关注尺度转换，将不同环境条件下生物炭添加对要素过程的影响，融入水文模型水循环模拟计算模块，完善模型功能。
以2007 ~ 2021年CNKI及Web of Science核心合集数据库共1874篇中英文文献为支撑，采用文献计量可视化方法，针对文献发表的时间分布、机构组成、代表团队、引用期刊、研究热点及技术手段等方面综述了生物炭对土壤性质、入渗和蒸发等水循环要素过程影响的现状研究进展及未来趋势。结果表明，相关研究发文量呈高速增长趋势；研究机构集中在中国科学院、美国农业部和西北农林科技大学等；高引期刊主要包括GEODERMA、CHEMOSPHERE和SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT；研究热点集中在量化生物炭添加对土壤物理和水力学特性要素指标的影响大小，并关注上述影响对入渗和蒸发等水循环过程及其对作物生长和产量的互馈作用；技术手段主要包括实验研究和Meta分析方法两种。未来亟需集成实验数据，关注尺度转换，将不同环境条件下生物炭添加对要素过程的影响，融入水文模型水循环模拟计算模块，完善模型功能。
2023, 54(2): 489-494.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022031902
摘要:
我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现，我国盐碱耕地面积呈增长趋势，而优质可垦资源呈减少趋势，但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据，底数不清问题突出。建议结合第三次全国土壤普查尽快摸清盐碱地“家底”，构建盐碱地资源合理利用长效机制，转变治理观念，推进以种适地，从而促进盐碱地有序开发和综合利用。
我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现，我国盐碱耕地面积呈增长趋势，而优质可垦资源呈减少趋势，但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据，底数不清问题突出。建议结合第三次全国土壤普查尽快摸清盐碱地“家底”，构建盐碱地资源合理利用长效机制，转变治理观念，推进以种适地，从而促进盐碱地有序开发和综合利用。
2023, 54(2): 495-504.
doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2023022102
摘要:
东北黑土地是世界主要黑土带之一，是我国粮食作物主产区，在保障国家粮食安全方面贡献极大。近几十年，东北黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等耕地质量退化问题严重制约了粮食产能的稳步提升。对东北黑土地资源进行合理、科学的认知，并采取有效措施对黑土地进行保护与利用成为该地区农业可持续发展的关键。然而，东北黑土地在地理位置、自然环境、农业生产和土壤资源组成的复杂性，阻碍了黑土地保护利用政策的科学制定和顺利实施。以此为背景，本文根据东北黑土地自然资源条件和农业生产特征，按照区别差异性、归纳共同性的原则，将东北黑土地划分成松嫩平原区、三江平原区、辽河平原区、长白山辽东区、西部风沙区和大小兴安岭区6个类型区，分别概述了不同类型区在气候、地理和土壤组成方面的特征；从气候、农业生产和土壤限制因素等层面探讨了不同类型区面临的主要问题；分析和归纳了当前不同类型区适用的黑土地保护利用模式，以期为协调黑土地保护与产能提升矛盾和合理利用黑土地提供参考。
东北黑土地是世界主要黑土带之一，是我国粮食作物主产区，在保障国家粮食安全方面贡献极大。近几十年，东北黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等耕地质量退化问题严重制约了粮食产能的稳步提升。对东北黑土地资源进行合理、科学的认知，并采取有效措施对黑土地进行保护与利用成为该地区农业可持续发展的关键。然而，东北黑土地在地理位置、自然环境、农业生产和土壤资源组成的复杂性，阻碍了黑土地保护利用政策的科学制定和顺利实施。以此为背景，本文根据东北黑土地自然资源条件和农业生产特征，按照区别差异性、归纳共同性的原则，将东北黑土地划分成松嫩平原区、三江平原区、辽河平原区、长白山辽东区、西部风沙区和大小兴安岭区6个类型区，分别概述了不同类型区在气候、地理和土壤组成方面的特征；从气候、农业生产和土壤限制因素等层面探讨了不同类型区面临的主要问题；分析和归纳了当前不同类型区适用的黑土地保护利用模式，以期为协调黑土地保护与产能提升矛盾和合理利用黑土地提供参考。
