留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2021年  第52卷  第5期

显示方式:
研究报告
罗浮山土壤发生特性与系统分类研究
董玉清, 贾重建, 卢瑛, 唐贤, 王超, 邱竞驰
2021, 52(5): 1009-1019. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021030701
[摘要](380) [HTML] (218) [PDF](80)
摘要:
为了解我国南亚热带山地土壤的发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属,以罗浮山不同海拔高度的10个代表性剖面为研究对象,分析土壤发生特性,确定诊断层和诊断特性,对土壤进行系统分类,并在高级分类单元级别上进行了中国土壤系统分类、美国土壤系统分类和世界土壤资源参比基础之间的参比研究。研究表明:土壤干态色调主要为10YR,质地属壤土大类,粉黏比为0.42 ~ 2.62,多数剖面土壤粉黏比小于1.0;土壤酸性强(水浸提pH 3.69 ~ 4.94),CEC为4.43 ~ 25.68 cmol (+) kg−1,盐基饱和度(2.27% ~ 16.25%)低,交换性酸(1.35 ~ 6.41 cmol (+) kg−1)以交换性Al3+为主,多数土层铝饱和度超过了80%;土壤矿质元素以Si、Al、Fe为主,黏粒硅铝率(Sa)、黏粒硅铁铝率(Saf)均小于2.0,各剖面B层Al、Fe、P、Ti在黏粒中富集明显,Fe富集率稍大于Al;在土壤垂直带谱上,湿润富铁土一般分布于800 m以下,常湿富铁土介于800 ~ 1200 m,常湿雏形土在1200 m以上。罗浮山土壤具有明显的脱硅富铁铝化特性,具有有机碳累积明显、酸性强、盐基饱和度低、铝饱和度高等特点;归属为2个土纲、3个亚纲、4个土类和6个亚类。
基于耕地资源质量分类的辽宁省耕地土壤条件及空间分布特征分析
董秀茹, 刘浩洋, 刘洪彬
2021, 52(5): 1020-1027. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032404
[摘要](373) [HTML] (184) [PDF](105)
摘要:
耕地土壤条件是耕地质量高低的重要体现,研究辽宁省耕地土壤条件及其空间分布,可以明晰辽宁省耕地土壤质量情况,为该区域耕地质量的保护与提升以及耕地资源的合理利用提供科学依据。本文基于第三次全国国土调查辽宁省数据,借助ArcGIS和数理统计软件,从耕地质量分类自然地理格局和行政区划的角度,对辽宁省土层厚度、土壤质地、土壤有机质含量和土壤pH值数据进行处理、分析和空间表达。研究结果表明:辽宁省耕地总面积为531.10 × 104 hm2,耕地土层厚度以小于60 cm为主,所占比例达到46.58%;土壤质地以壤质土为主,占比达到82.39%;有机质含量在10 ~ 20 g kg−1之间的耕地较多,占比达到70.12%;耕地土壤pH值以弱酸性为主,在5.5 ~ 6.5之间的面积最大,占比达到36.67%。辽宁省土层厚度大体呈现“东、西部薄中部厚”的空间分布特征;以壤质土壤为主,大体呈现“东、西和北壤为主,南砂中黏占少许”的空间分布特征;土壤肥力属于中等水平,整体呈现“东北高西南低”的空间分布特征;耕层土壤pH值以弱酸性为主,大体呈现“东酸西碱中适宜”的空间分布特征。
耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准探讨
郝士横, 吴克宁, 董秀茹, 杨淇钧, 高先虎
2021, 52(5): 1028-1033. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021010801
[摘要](225) [HTML] (69) [PDF](61)
摘要:
目前我国尚未设立耕作层破坏认定国家标准,故而设立耕作层破坏认定标准十分迫切。本研究针对耕地“非粮化”现象,根据实用易操作、定性与定量相结合、对照法律与国家标准、因地制宜、理化生指标兼顾五个原则,运用土壤系统分类的诊断思想,拟定了包括耕作层厚度、人为侵入体含量、砾石含量、土壤环境质量、pH、有机质含量、容重、耕层质地、生物多样性、盐渍化程度十项指标的耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准。探讨了耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准的设立,并提出建立耕地破坏信用制度、考虑被破坏耕地的等别、开展试点工作、成立专门的鉴定机构、积极引导农户、完善种粮补贴政策等建议。
转型期土地利用效益对产业结构升级的响应程度及其影响机理
范树平, 刘友兆, 程久苗, 丁震, 张贝尔
2021, 52(5): 1034-1041. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021010101
[摘要](157) [HTML] (62) [PDF](23)
摘要:
综合运用土地利用效益评价模型、响应测度模型及影响机理计量模型,从时空分异视角揭示土地利用效益及其对产业结构升级的响应程度;采用三期面板数据测算响应程度影响因子,进一步揭示其影响机理。结果表明:①土地利用效益自改革开放以来整体呈现逐年增长趋势,且表现东部沿海省份普遍较高、中西部省份及资源禀赋型省份明显较低;②土地利用效益对产业结构升级的响应系数呈现逐年递增态势,表明产业结构基本适应土地利用效益提高,能够促进土地利用效益潜力挖掘,存在空间差异明显且变化呈现拉大趋势,也就是说高值仍较高、低值依旧较低,还有呈现明显“梯度差异”;③基于响应系数的影响因子分析,在产业结构发展不同阶段的作用差异明显,生态建设是唯一均存在于所有产业结构阶段的重要正向因子,区域投资和资源节约集约在产业发展不同阶段作用正负方向差异明显,用地规模及资源集聚在不同产业发展阶段下其对产业结构升级带来土地利用效益增减作用未能体现。
近35年来华北典型农业区土壤pH时空变化及其驱动因子分析
魏鑫涛, 赵彦锋, 牛银霞, 候占领, 李怡欣, 陈杰
2021, 52(5): 1042-1051. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020120201
[摘要](310) [HTML] (202) [PDF](78)
摘要:
土壤pH时空变化对评估区域土壤质量及其生态功能演变具有重要意义。较多研究报导了我国耕地土壤自1980s以来的酸化特征,但鲜见报道自2005年大规模推行秸秆还田和配方施肥等措施后土壤pH变化。本文基于3个时期的1287个土壤样本(0 ~ 20 cm),采用序贯高斯模拟方法研究华北典型农区土壤pH在1984—2007年和2007—2017年两个时期的变化,以评估秸秆还田和配方施肥措施对区域土壤pH变化的影响。结果表明,1984—2007年潮土、非黄土母质发育褐土、砂姜黑土均明显酸化。2007—2017年,潮土土壤pH有所回升,非黄土母质发育褐土酸化明显减缓,但砂姜黑土持续酸化;与其他区域不同,黄土母质发育的褐土区土壤pH在1984—2007年和2007—2017年两个时间阶段均有升高。不同类型土壤pH降低和恢复幅度的不同,部分归因于它们的质地和初始pH值差异;黄土母质区土壤pH的升高与该区亚表层土壤pH高于表层、而表层土壤易遭受侵蚀的特征契合。为更好调节华北土壤pH,除坚持秸秆还田和配方施肥外,还应结合土壤类型、土壤性质、母质和地形进行分类施治。
基于土壤肥力和重金属污染风险的农用地土壤质量综合评价研究—以山东省博兴县为例
李颖慧, 姜小三, 王振华, 伍少云, 张汝文, 樊平
2021, 52(5): 1052-1062. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020122401
[摘要](249) [HTML] (194) [PDF](73)
摘要:
对博兴县土壤质量综合评价,为当地土壤资源的科学管理和可持续利用提供重要依据。本研究以土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮和土壤重金属Cr、Pb、Cd、As、Hg含量数据为基础,采用指数和法对土壤肥力、内梅罗指数法对土壤重金属污染风险进行评价,再引入逼近理想解排序法(TOPSIS)对土壤质量综合评价。结果表明:研究区农用地土壤有机质平均含量为17.85 g kg−1,较为缺乏;土壤有效磷、速效钾、碱解氮的平均含量为36.89、192.46、98.47 mg kg−1,较为丰富;土壤综合肥力指数平均值为0.63,土壤肥力总体表现为中上等水平,在空间上呈现由南到北,由东到西逐渐降低的趋势;Cd的单因子指数Pi (1.03) > 1,表明部分地区土壤存在Cd的轻度污染,其他4种重金属虽有不同程度的积累,但均未超过土壤环境质量标准;博兴县农用地共分为优质区、良好区、中等区、一般区、较差区5种类型,分别占农用地总面积的23.53%、33.01%、15.82%、18.75%、8.89%。总体上看,博兴县大部分农用地无明显的重金属污染,且土壤肥力水平较高,土壤综合质量处于良好及以上水平。
蚁群算法在土壤质地高光谱预测建模中的应用
邓浩然, 吕成文, 陈东来, 徐伟
2021, 52(5): 1063-1068. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032901
[摘要](151) [HTML] (69) [PDF](16)
摘要:
为提高土壤质地高光谱预测模型精度,以巢湖流域177个土样光谱为基础数据源,运用蚁群算法选择特征波长,结合BP神经网络构建土壤质地光谱预测模型,并与全光谱构建的光谱预测模型进行比较。结果表明,运用蚁群算法选择特征波长构建的光谱预测模型精度优于全光谱构建的预测模型精度,土壤粉粒含量预测模型预测集决定系数R2为0.76,RPIQ为2.23,土壤砂粒含量预测模型预测集决定系数R2为0.72,RPIQ为1.94;全光谱土壤粉粒含量预测模型预测集R2为0.57,RPIQ为1.75,全光谱土壤砂粒含量预测模型预测集R2为0.48,RPIQ为1.82。运用蚁群算法选择光谱特征波长建模,减少了数据冗余,提高了预测模型精度。
利用改进温度植被干旱指数反演农田表层土壤水分的研究
蔡庆空, 李二俊, 陶亮亮, 王果, 陈超
2021, 52(5): 1069-1077. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021011202
[摘要](143) [HTML] (158) [PDF](21)
摘要:
土壤水分作为土壤的重要组成部分,是气候、农业和生态系统的关键组成要素。快速、大面积和实时地监测土壤含水量,对旱情预报、农田灌溉和作物估产有着十分重要的作用。本文主要结合Landsat 8光学影像数据对地表土壤含水量进行反演,在温度植被干旱指数(TVDI)的地表温度-植被指数特征空间基础上引入分形覆盖度,构建地表温度-分形覆盖度特征空间,从而计算得到改进温度植被干旱指数(ITVDI),采用研究区实测土壤含水量数据对计算的结果进行对比分析。为了分析TVDIITVDI与土壤体积含水量的关系,分别制作TVDIITVDI与土壤体积含水量的散点图并分析相关性。研究结果表明:在小麦拔节期内,研究区域大部分地区处于干旱状态,轻旱地区主要分布在研究区西部、北部以及中部的高植被覆盖地区;重旱地区主要分布在城市中心及部分裸露地面和小麦种植地区。TVDIITVDI与地表土壤含水量线性相关显著,两者均可表征研究区干旱的实际情况。但ITVDI引入分形植被覆盖度参数,在一定程度上避免干旱指数受到地表覆盖类型的限制,使得ITVDI与实测土壤含水量的相关性和反演精度都高于TVDI。因此,ITVDI能够更好地反映研究区域土壤含水量的状况,更适合高植被覆盖度地区土壤含水量反演。
不同土地利用方式下第四纪古红土有机碳分布特征研究
段斯译, 孙仲秀, 王秋兵, 姜荧荧, 韩春兰, 张永威, 吕梦菲, 孙福军, 陈留美
2021, 52(5): 1078-1084. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021011001
[摘要](166) [HTML] (157) [PDF](32)
摘要:
以不同土地利用方式下(疏林荒草地、荒草地、林地和耕地)第四纪古红土和埋藏第四纪古红土剖面为研究对象,测定古红土各发生层全土及各粒级团聚体的有机碳含量,比较不同土地利用方式下第四纪古红土剖面及团聚体的有机碳分布特征。结果表明:(1)埋藏古红土有机碳含量较低,随深度分布均一,各粒级团聚体内有机碳含量随团聚体粒径减小而降低;(2)埋藏古红土出露地表后,由于受到人为活动影响,表层全土有机碳及各粒级团聚体有机碳含量均增加,呈现林地 > 耕地 > 疏林荒草地 > 荒草地 > 埋藏古红土的特征,其中,林地显著高于其他土地利用方式,说明林地是古红土分布区的一种较合理的土地利用方式;(3)耕地0 ~ 10 cm土层粒径 > 1 mm和 < 0.25 mm团聚体的有机碳含量均随团聚体粒径减小而逐渐增加,1 ~ 0.25 mm团聚体有机碳含量随团聚体粒径减小逐渐降低。其余土地利用方式下古红土均呈现 > 0.25 mm团聚体的有机碳含量随着团聚体粒径减小而逐渐降低,< 0.25 mm团聚体的有机碳含量随团聚体粒径减小而逐渐增加。
辽河口翅碱蓬湿地退化区土壤理化性质及生态阈值分析
钱凤魁, 周阳, 李婉宁, 郝赫阳, 柳圭泽
2021, 52(5): 1085-1094. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021011401
[摘要](270) [HTML] (115) [PDF](28)
摘要:
为了研究不同退化程度下辽河口翅碱蓬湿地土壤理化性质的变化趋势及特征,找到翅碱蓬生长最适土壤环境指标的生态阈值,为辽河口区翅碱蓬湿地土壤生境保护和植被恢复提供参考,本研究以辽河口区翅碱蓬湿地为研究对象,在翅碱蓬湿地退化分区基础上,采用土壤理化性质实验法分析不同类型退化区土壤理化指标的变化趋势及特征,运用高斯模型测算翅碱蓬适宜环境的土壤因素生态阈值。结果表明:随着退化程度的增加,土壤含水量和有机质含量大致呈降低趋势。土壤砂粒含量逐渐增加,黏粒含量逐渐降低,土壤机械组成向粗大颗粒转化;土壤全盐含量呈大致增加的趋势;地表植被覆被逐渐减少,表层土壤受风和河水的侵蚀而流失,土壤中的碱解氮、有效磷、速效钾等营养元素也随之流失,土壤性状逐渐趋于恶化。在不同类型退化区内,土壤可溶性盐基阳离子含量特征均表现为Na+ > Ca2+ > K+ > Mg2+,土壤可溶性盐基阳离子以Na+为主;研究区土壤pH介于8.26 ~ 8.76之间,呈碱性。通过高斯模型测算出翅碱蓬生长最适土壤全盐含量的生态阈值为11.56 g kg−1,最适生态阈值区间为8.734 ~ 14.386 g kg−1,一般生态阈值区间为5.908 ~ 17.662 g kg−1;翅碱蓬生长最适土壤含水量生态阈值为47.5%,最适生态阈值区间为31.8% ~ 63.2%,一般生态阈值区间为16.1% ~ 78.9%。不同类型退化区由于水盐条件的差异对翅碱蓬生长的适宜程度不同,但可以通过灌溉水源、建立良好的灌排水系统等水盐调控方式,因地制宜,为湿地翅碱蓬生长提供理论和方法指导。
外源钙对沙地樟子松幼苗生长及生理特性的影响
李香君, 张广岐, 李慧, 孙悦, 霍研, 黄盛岚, 张淞著, 刘丽颖, 周永斌
2021, 52(5): 1095-1103. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032903
[摘要](128) [HTML] (96) [PDF](13)
摘要:
为探讨沙地樟子松幼苗生长存在的最适钙浓度,本研究测定分析了不同外源钙浓度下沙地樟子松幼苗生长、光合参数、叶绿素荧光参数、水分利用效率等相关指标变化。本次试验的试验材料为三年实生沙地樟子松幼苗,设有6个钙浓度梯度,每个梯度设置6个重复处理,进行土培控制试验。结果表明:沙地樟子松幼苗叶片中植物钙含量随着钙浓度升高而增加,其叶片植物钙含量比未进行施钙处理的沙地樟子松幼苗大幅提升;施钙可以促进沙地樟子松幼苗的生长,最适钙浓度范围为50 ~ 100 mg kg−1,当浓度超过其最适值后,随着钙浓度的增加沙地樟子松幼苗生长量与生物量均出现下降趋势;施钙可以促进沙地樟子松幼苗光合色素的合成,使植株的光合参数提高,并促进可溶性糖和淀粉的积累。钙浓度在50 ~ 100 mg kg−1之间时,影响效果最为显著;施钙影响沙地樟子松幼苗叶绿素荧光特性,在钙浓度达到400 mg kg−1时,PSⅡ最大光化学效率小于0.8,产生胁迫现象;添加钙处理后沙地樟子松幼苗的水分利用效率得到显著提高,当钙浓度达400 mg kg−1时,水分利用效率达到最高值。综上可知,沙地樟子松幼苗最适钙浓度保持在50 ~ 100 mg kg−1之间,过高或过低的钙浓度都会抑制沙地樟子松幼苗的生长发育。
荔枝钾氮肥滴施比例及施肥方式对土壤pH和盐分的影响
白翠华, 周昌敏, 王祥和, 罗东林, 朱陆伟, 姚丽贤
2021, 52(5): 1104-1113. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020112501
[摘要](160) [HTML] (77) [PDF](25)
摘要:
灌溉施肥引起的土壤酸化和次生盐渍化问题是限制其可持续应用的重要因素。2013 ~ 2018年在海南省澄迈县进行了荔枝滴灌施肥试验,探讨在磷肥土施条件下以不同比例滴施钾氮肥(K2O/N = 0.6、0.8、1.0和1.2)及在K2O/N = 1.0条件下以不同方式施肥(磷肥土施而钾氮肥滴施、全部肥料滴施及全部肥料土施)对砖红壤荔枝园0 ~ 30和30 ~ 50 cm土层土壤pH和盐分的影响。结果表明,连续5年以不同比例滴施钾氮肥,土壤pH、盐分及盐分阳离子(K+、Ca2+和Mg2+)和阴离子(Cl、NO3、SO42−和HCO3)含量变化与钾氮肥比例之间均缺乏密切关系。然而,在试验结束时,偏施氮肥(钾氮肥滴施比例为0.6)由于促进Ca2+在两个土层的淋失而降低土壤pH,而合理滴施钾氮肥(钾氮肥比例为1.0)则稍提高土壤pH,对盐分及盐分阴阳离子含量影响则未达显著水平。全部肥料土施比全部肥料滴施有利于盐分阳离子的保存,对盐分阴离子的影响则不大,从而也有利于维持土壤pH。在荔枝滴灌施肥中,可将钾氮肥以1∶1的比例滴施且将磷肥土施,即使在降雨丰沛的荔枝产区长期应用,也可避免土壤酸化及次生盐渍化。
铅胁迫对黄褐土微生物区系和功能多样性的影响
王彦雨, 夏远巧, 葛高飞
2021, 52(5): 1114-1120. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021011102
摘要:
为了筛选出黄褐土中对铅污染敏感的指示微生物,本研究采用室内培养试验研究不同铅浓度对土壤微生物区系和功能多样性的影响。结果表明,向土壤中添加硝酸铅显著降低了可培养细菌、放线菌和真菌微生物的种群数量,这种抑制作用随着铅浓度的升高而增强,随着培养时间的延长而减弱。铅浓度、细菌、真菌和放线菌数量两两间呈极显著负相关关系。低浓度铅处理(100 mg kg−1)在培养初期(1 d)显著减少了可培养细菌和放线菌的数量,降低率分别为27.43%和30.89%;高浓度铅处理(2500 mg kg−1)在整个培养期内均对真菌数量产生显著抑制作用,且抑制率维持在90%左右。从培养初期到中期(1 ~ 14 d),随着铅浓度升高土壤微生物群落活性和功能多样性指数显著下降(中浓度铅处理除外),培养后期(28 d)各个浓度铅处理的土壤微生物的丰富度和优势度均显著增加。与对照、低浓度铅和高浓度铅处理相比,中浓度铅处理(500 mg kg−1)更有利于保持黄褐土较高的微生物的群落代谢活性和功能多样性。本研究中3 种可培养微生物功能群对黄褐土添加硝酸铅的敏感度依次是放线菌,细菌和真菌。研究表明,在黄褐土地区真菌可以用来指示较为严重的土壤铅污染状况,放线菌和细菌可以用来指示铅污染程度较轻的土壤环境状况。
稻虾共作模式对稻田土壤细菌群落结构与多样性的影响
朱秀秀, 彭成林, 佀国涵, 沙爱华, 袁家富, 赵书军, 徐大兵
2021, 52(5): 1121-1128. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021012201
[摘要](217) [HTML] (186) [PDF](41)
摘要:
通过研究稻虾共作模式下0 ~ 60 cm土层土壤细菌群落结构与多样性,明确该模式下稻田土壤细菌的群落特征,旨在为研究稻虾共作模式下稻田土壤养分循环提供理论依据。依托湖北省潜江市白鹭湖农场15年定位试验,采集0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm、30 ~ 40 cm、40 ~ 50 cm和50 ~ 60 cm土层土样,采用高通量测序技术分析土壤细菌群落结构和多样性,并研究土壤细菌群落特征与土壤理化性状的关系。与中稻单作模式相比,长期稻虾共作模式显著提高了0 ~ 10 cm和20 ~ 40 cm土层有机碳(TOC)含量、0 ~ 30 cm土层全氮(TN)含量、0 ~ 20 cm和30 ~ 40 cm土层全磷(TP)含量以及10 ~ 40 cm土层有效钾(AK)含量。长期稻虾共作模式后土壤细菌的群落组成发生了改变,显著提高了土壤中绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和芽单胞菌门的相对丰度,降低了蓝细菌门、放线菌门和疣微菌门的相对丰度;同时,稻虾共作模式显著提高了10 ~ 20 cm和30 ~ 50 cm土层细菌的物种丰富度和多样性,但降低了0 ~ 10 cm土层细菌的丰富度。相关性分析表明,TOC、TN、AP和AK是影响稻虾共作模式土壤中细菌群落结构及多样性的主要因素。长期稻虾共作模式改变了稻田土壤理化性状,改变了土壤细菌的群落组成,提高了深层土壤的细菌物种丰富度和多样性。
冻融期温带草地土壤呼吸和土壤异养呼吸的日变化特征及对水氮添加的响应
董茹月, 彭琴, 贺云龙, 孙小银, 齐玉春, 董云社, 李兆林, 国语
2021, 52(5): 1129-1139. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021011803
[摘要](282) [HTML] (161) [PDF](26)
摘要:
探讨冻融期土壤呼吸和土壤异养呼吸如何响应降雨变化和氮沉降增加,对于准确预估未来全球变化背景下陆地生态系统土壤碳动态有着重要意义。选择内蒙古温带典型草地开展增雨和氮沉降增加野外模拟实验,分析水氮变化条件下冻融期土壤呼吸及土壤异养呼吸的日变化特征。冻融期,土壤呼吸及土壤异养呼吸通量(CO2排放速率)最大值出现在温度最高的午后或是土壤发生冻融后的早晨,最小值则出现在昼夜内温度最低的时间段。在秋季和春季两个昼夜观测日期内,水氮增加对呼吸通量的促进效应均不显著(P > 0.05),但却促使土壤呼吸累积通量分别增加了约145 mg m−2和70 mg m−2。由于异养呼吸在土壤呼吸中占比高(> 70.3%),因此,这两个观测时段内,水氮增加促使土壤异养呼吸日累积通量增加的值与土壤呼吸增加的值十分接近。呼吸通量与土壤水分、氮含量以及5 cm和10 cm地温的相关性不显著(P > 0.05),与气温和表层地温的相关性显著,且呈现显著的一元二次非线性拟合关系(P < 0.01),其中,气温可以解释呼吸通量日变化的53% ~ 84%。温度是控制呼吸通量日变化的主要因子,水氮添加在昼夜观测尺度上对土壤呼吸和土壤异养呼吸的日累积通量的促进效应不容忽视。
CO2浓度和温度升高对谷子各生育期土壤氧化还原酶活性的影响
王雪松, 郑粉莉, 王婧, 焦健宇, 赵苗苗, 魏晗梅
2021, 52(5): 1140-1148. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021031602
[摘要](219) [HTML] (123) [PDF](21)
摘要:
研究CO2浓度和温度升高对作物各生育期土壤氧化还原酶活性的影响,有助于分析气候变化对土壤养分循环过程的影响。本研究结合人工气候室和盆栽控制实验,模拟3种气候情景(当前环境CO2浓度和温度、仅CO2浓度升高、CO2浓度和温度均升高)和2种水分条件(充分供水和轻度干旱),研究了谷子(Setaria italica)开花期、开花后10 d、灌浆期和收获期4个生育期土壤氧化还原酶活性对CO2浓度升高和增温的响应。结果表明,CO2浓度由400 μmol mol−1升至700 μmol mol−1显著抑制了土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,二者降幅分别为2.86% ~ 7.99%和8.63% ~ 27.00%;而温度由22 ℃增加到26 ℃显著增加了土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,二者增幅分别为2.10% ~ 9.83%和10.03% ~ 24.96%;CO2浓度升高和增温的交互作用对两种土壤酶活性的影响在谷子4个生育期均无显著影响。谷子生育期对土壤氧化还原酶活性有显著影响,CO2浓度升高与生育期的交互作用对两种土壤氧化还原酶活性均有显著影响,但增温与生育期交互作用仅对土壤多酚氧化酶活性有显著影响。冗余分析(RDA)结果显示,土壤NH4+和MBN对土壤多酚氧化酶活性的变化有较高的解释度。CO2浓度升高抑制土壤氧化还原酶活性,增温提高土壤氧化还原酶活性,两者在多数谷子生育期表现为拮抗作用;谷子生育期影响土壤氧化还原酶活性对气候变化的响应;土壤有效N含量是影响土壤多酚氧化酶活性的重要因素。
辽南葡萄主产区土壤养分特征研究
包红静, 邢月华, 刘艳, 李波, 蔡广兴
2021, 52(5): 1149-1155. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021021801
[摘要](146) [HTML] (177) [PDF](29)
摘要:
为了给辽南规模化葡萄园的养分管理和科学施肥提供依据,2016年在辽南葡萄主产区采集91个葡萄园土壤样品,分别测定土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量,对该葡萄主产区土壤养分状况进行研究。研究结果表明:辽南葡萄主产区土壤pH平均值为6.2;有机质平均含量为11.0 g kg−1,处于缺乏水平的样点占总样点的97.8%;土壤全氮、碱解氮平均含量分别为0.08 g kg−1和73.3 mg kg−1,处于缺乏水平的土壤样点分别占样本总数的85.8%和74.8%;土壤速效磷平均含量为70.4 mg kg−1,90.1%样点属于丰富水平,但变异系数较大;速效钾平均含量为158.0 mg kg−1,总体含量属于中等以上,处于中等以上和缺乏水平的样点占总样点的比例分别为68.2%和31.8%。不同地区、不同树龄和不同产量水平的葡萄园土壤养分状况存在较大差异;李官镇葡萄园养分状况好于许屯镇;随着种植年限的增加,葡萄园土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量均呈现显著升高趋势;不同产量葡萄园有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量变化趋势为高产园 > 中产园 > 低产园。建议根据产量和树龄情况,分区域进行葡萄园养分管理,适当减少磷肥和钾肥、增加有机肥用量,以保证养分的高效利用。
椰糠复合基质对番茄穴盘幼苗生长效应的综合评价
张婧, 吴慧, 程云霞, 陈奕琳, 燕存尧, 贾凯, 彭宇
2021, 52(5): 1156-1164. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021020803
[摘要](224) [HTML] (121) [PDF](15)
摘要:
为缓解草炭基质的使用压力及椰子果实外壳被焚烧丢弃造成的资源浪费和环境污染等问题。本试验以毛粉‘812’为试验材料,研究不同复合基质对番茄幼苗生长、叶片生理活性及光合特性的影响,通过对不同复合基质育苗效果的综合评价筛选出最佳的复合基质配方。结果表明:T9复合基质配方〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)=3∶2.5∶2.5〕的通气孔隙度、气水比、pH、叶绿素相对含量、可溶性糖含量、叶绿素总含量、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、根系活力、G值及壮苗指数相对较高,分别为10.46%、0.19、7.59、46.59、0.154 mg g−1、1.356 mg g−1、0.18 mol m−2 s−1、9.59 mmol m−2 s−1、11.44 μg(g h)−1、18.67 mg d−1、0.37。利用主成分分析将番茄幼苗的各项指标进行综合评价,结果显示:不同复合基质配方的综合排名由高到低为T9〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 3∶2.5∶2.5〕 > T8〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 4∶3∶1〕 > T6〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 5∶2∶1〕 > T5〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 5∶1∶2〕 > T7〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 4∶1∶3〕 > T1〔V(草炭)∶V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 3∶1∶2∶2〕 > T4〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 4∶2∶2〕 > T2〔V(草炭)∶V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 2∶2∶2∶2〕 > T3〔V(草炭)∶V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 1∶3∶2∶2〕 > CK〔V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 4∶2∶2〕。由此可见,T9复合基质配方〔V(椰糠)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)= 3∶2.5∶2.5〕可作为番茄适宜的穴盘育苗基质配方。
稻蟹生态种养模式对稻田土壤肥力及生产效益的影响
陈晓云, 孙文涛, 于凤泉, 李志强, 于永清, 孙富余
2021, 52(5): 1165-1172. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032202
[摘要](226) [HTML] (133) [PDF](21)
摘要:
试验通过对稻蟹生态种养田连续多年进行定位监测,探讨不同种植方式对稻田土壤基本理化性质以及生态系统经济效益的影响。试验设置在辽河三角洲中心地带,处理为稻蟹种养处理(CR)和单一稻田处理(FP),13年内连续监测土壤基本理化生物学性质、水稻与河蟹的产量,计算其经济效益。结果表明,相对于单一种稻模式而言,稻蟹生态种养模式土壤物理化学性质得到明显改善,尤其在最初的3 ~ 4年内变化显著,后续的10年内变化较小,达到了相对稳定的状态。总的来说,土壤容重降低了0.05 g cm−3,土壤孔隙度增加了2.1%。土壤有机质含量从25.5 g kg−1提高到了28.4 g kg−1,增加了2.90 g kg−1;土壤全氮含量增加了0.19 g kg−1,速效氮磷钾含量分别增加了21.2 mg kg−1、2.23 mg kg−1、29.0 mg kg−1;土壤微生物量碳增加了128%。从氮肥利用率来看,CR处理比FP处理氮肥利用率提高了10.3%,增幅显著。从水稻及河蟹经济效益来看,水稻产量无显著差异,稻米品质优化促使稻米价格上涨13.8%,加之河蟹的产出,每公顷纯经济效益增加18269元,实现了稻蟹双收的目的。综上所述,稻蟹生态种养模式不但使土壤性质得到明显改善,提高了氮肥利用效率,还保证了水稻产量和河蟹的经济效益,是兼顾经济效益和生态效益的最佳生态种养模式。
氮肥与有机肥配施对设施土壤净矿化氮动态变化的影响
方胜志, 高佳蕊, 王虹桥, 刘杰, 虞娜, 张玉玲
2021, 52(5): 1173-1181. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021031402
[摘要](228) [HTML] (112) [PDF](34)
摘要:
研究设施栽培条件下氮肥与有机肥配施对土壤净矿化氮含量及其速率的动态变化的影响,以评估净矿化氮在设施土壤供氮能力方面的作用,为设施番茄生产的合理施肥提供重要的理论依据。以设施番茄栽培连续7年定位施肥田间试验为依托,选择不同施氮量(N0、N1、N2、N3)和不同氮量配施有机肥(MN0、MN1、MN2、MN3)8个处理土壤,采用室内连续好氧培养方法,研究了各施肥处理土壤净矿化氮含量及净氮矿化速率,分析了土壤净矿化氮含量与可溶性有机氮、微生物量氮含量之间的联系。研究结果表明:在0 ~ 20 cm土层,氮肥与有机肥配施处理土壤全氮和无机氮含量均显著高于单施氮肥处理(P < 0.05),施氮量对土壤全氮含量无显著影响,但对土壤无机氮含量则有显著影响,随施氮量的增加呈显著增加趋势。在培养过程中,各处理土壤净矿化氮含量随着培养时间延长呈先逐渐增加而后下降趋势,各处理土壤净氮矿化速率在培养7 d时最大,7 ~ 70 d期间快速下降,70 d后呈缓慢下降趋势,氮肥与有机肥配施处理土壤净矿化氮量和净氮矿化速率均显著高于单施氮肥处理(P < 0.05),氮肥与有机肥配施处理土壤净矿化氮含量和净氮矿化速率随施氮量增加呈下降趋势;与单施氮肥相比,氮肥与有机肥配施显著提高土壤可溶性有机氮与微生物量氮含量(P < 0.05),但受施氮量影响不显著;土壤净矿化氮含量与可溶性有机氮、微生物量氮之间有密切联系,但与可溶性有机氮之间的密切程度更大。综合来看,MN1、MN2处理可显著提高土壤供氮能力(无机氮 + 净矿化氮)。在设施番茄栽培条件下,连续7年氮肥与有机肥配施可显著提高设施土壤供氮能力,也可较好地协调设施土壤氮素供应与固持的关系。
江汉平原稻区16个水稻品种对氮肥的响应及其利用率差异
卜东升, 刘冬碧, 肖依波, 代勋, 毛波, 高红兵, 王玲, 吴茂前, 张继松
2021, 52(5): 1182-1192. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021052101
[摘要](198) [HTML] (138) [PDF](18)
摘要:
研究不同水稻品种产量和氮肥利用率对氮肥响应的差异,可以为实施差异化施肥提供依据。以江汉平原稻区16个主推水稻品种为研究对象,通过田间小区试验,研究了施氮肥对水稻产量及其构成因素、氮素吸收和氮肥利用率的影响,比较了不同水稻品种对氮肥响应的差异。与不施氮肥(PK)相比,施氮处理(NPK)显著提高了水稻的产量和氮素吸收量,16个水稻品种增产量为882 ~ 3861 kg hm−2,增产率为9.7% ~ 64.8%;氮肥贡献率8.92% ~ 39.1%,农学效率4.5 ~ 19.8 kg kg−1,偏生产力35.3 ~ 56.6 kg kg−1,吸收利用率23.2% ~ 59.9%,生理利用率11.8 ~ 52.3 kg kg−1;16个水稻品种可大致分为3种类型,其中黄华占、荃优822、荃优丝苗和徽两优898等4个品种为氮肥高效敏感型,主要表现为氮肥贡献率、农学效率和吸收利用率较高;深两优3206、深两优828和泰优梦稻(两优S6)等3个品种为氮肥低效迟钝型,表现为氮肥贡献率、农学效率、吸收利用率和生理利用率均较低;其他9个品种为中间型,对氮肥的响应介于高效敏感型和低效迟钝型之间。实际生产中,高效敏感型品种可维持本研究氮肥用量,通过优化氮肥运筹方式,进一步发挥氮肥的增产作用;低效迟钝型品种需适当降低氮肥用量,以获得较高的氮肥利用率,减轻过量施氮的负面影响;中间型品种的产量潜力较高,建议通过田间试验研究确定最佳氮肥用量,以同时实现水稻高产和氮肥的高效利用。
氨基酸对三种石灰性土壤磷素有效性的影响及其作用差异机制
付文杰, 张荣, 张文辉, 薛亚男, 万亚珍
2021, 52(5): 1193-1202. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021012102
[摘要](158) [HTML] (124) [PDF](20)
摘要:
磷是农作物生长发育的必需元素,为了保证我国粮食安全,提高农作物的产量,提高磷肥有效性十分重要。本试验选取三种石灰性土壤(郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土)为研究对象,通过90天的室内埋土试验,在三种土壤中研究氨基酸与磷酸一铵配施对提高土壤中磷肥有效性的影响。研究结果表明:(1)氨基酸在三种石灰性土壤中均能够提高磷酸一铵的有效性,郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土的磷肥有效性与单施磷酸一铵相比分别提高了21.16%、10.87%和4.06%;(2)氨基酸的加入降低了土壤中Ca2-P向Ca8-P或其他难溶形态磷的转化,通过对三种土壤进行相关性和通径分析的得出在郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土中主要决策因子是Ca2-P,决策系数分别到达了0.836、0.946和0.712(P < 0.05),郑州潮土、周口褐土主要限制因子是Ca8-P,决策系数分别为−0.066、−0.401(P < 0.05),昌图风沙土主要限制因子是Ca8-P和Fe-P,决策系数分别为−0.080和−0.105(P < 0.05);(3)氨基酸的加入能够降低三种石灰性土壤的pH和CaCO3含量,有利于提高磷肥有效性;(4)通过对三种土壤的有效磷含量与土壤理化性质进行冗余分析,得出有机质(SOM)和碳酸钙 (CaCO3)是影响磷肥在三种土壤中固定速率差异的主要原因,SOM和CaCO3分别解释了有效磷含量全部变异的36.5%和25.6% (P < 0.05)。氨基酸在三种石灰性土壤中均能够提高磷肥有效性,主要途径是降低土壤的pH和CaCO3含量,抑制Ca2-P的快速转化。在三种石灰性土壤中,氨基酸作用有差异的主要原因是三种土壤中SOM和CaCO3含量的差异,提高SOM,降低土壤中CaCO3能够降低土壤对磷的固定,提高磷肥有效性。
土壤改良剂与叶面喷硒联合阻控对小白菜吸收镉的影响
郭大维, 胡艳美, 蔡世鑫, 张兴, 刘雨晴, 冯珊珊, 王京原, 宋子杰, 党秀丽
2021, 52(5): 1203-1209. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020112301
[摘要](149) [HTML] (88) [PDF](19)
摘要:
为探究改良剂与叶面喷硒(Se)联合阻控减轻农产品受镉(Cd)毒害的效果,采用土壤培养及盆栽试验的方法,筛选不同用量的牛粪(7.5、15 g kg−1)与石灰(1、2、3、4、5 g kg−1)配施钝化土壤Cd有效性的最优处理,并探讨改良剂与叶面喷Se(1、2、4、8 mg L−1)联合阻控对不同程度Cd污染土壤(0.5、3、6 mg kg−1)中小白菜吸收Cd的影响。结果表明:(1)与未施改良剂处理相比,7.5 g kg−1牛粪与 5 g kg−1石灰配施对土壤Cd的钝化效果最显著,土壤有效Cd含量降低了37.9%。(2)与单施改良剂相比,施用改良剂与叶面喷Se显著抑制了小白菜对Cd的吸收,其中在中轻度污染土壤中(0.5 和 3 mg kg−1 Cd)叶面喷施 4 mg L−1 Se使小白菜Cd含量分别降低了 12.9% 和 78.7%,丙二醛含量分别降低了29.9% 和 60.6%;在重度污染土壤中(6 mg kg−1 Cd)叶面喷施 8 mg L−1 Se使小白菜Cd含量降低了 81.4%,丙二醛含量降低了71.9%;叶面喷Se使小白菜的抗氧化酶活性和谷胱甘肽含量均有不同程度的增加。
不同水稻降镉技术对微量元素含量影响研究
任科羽, 夏卫生, 周浩, 杨云帆, 童星星, 王欣
2021, 52(5): 1210-1219. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020122901
[摘要](190) [HTML] (142) [PDF](17)
摘要:
探讨水稻降镉技术对微量元素含量的影响机理,是实现耕地污染治理与稻米安全的重要途经。以重金属污染耕地修复试点区的湘潭市雨湖区为试验区,分别选取镉低积累水稻品种(V)、淹水管理(I)、施用石灰(P)及其组合技术(VP、IP、VIP)等6种降镉技术,通过田间试验,对比分析不同水稻降镉技术对土壤、秸秆和稻米中微量元素含量的影响机理。结果表明:1)6种降镉技术中,施用石灰措施对微量元素含量变化和影响最为显著,包括增加和降低效果,且在各组合技术中起主导作用;2)从6种降镉技术的综合效果来看,土壤中钼(Mo)和铁(Fe)的有效性增强,锌(Zn)、铜(Cu)和锰(Mn)的有效态含量减少,而水稻体内Zn、Mn、Cu在稻米部位相对累积,Mo在秸秆中含量增加,水稻Fe的含量水平则总体上升。从作物正常生长所需与籽实营养价值的角度考虑,在水稻种植的过程中,宜采用VIP、VP、V、I降镉技术,最大程度降低对水稻吸收积累微量元素的影响,保证稻米安全高质产出。
基于主成分分析的沈阳地区水稻土镉污染修复剂修复效果评估
赵宇浩, 杨玉红, 赵浩东, 杜立宇
2021, 52(5): 1220-1226. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021020602
[摘要](175) [HTML] (74) [PDF](33)
摘要:
土壤是人类赖以生存发展的重要资源,但目前我国的土壤重金属污染问题带来的威胁日益加重。为了比较不同类别的修复剂对于镉污染水稻土的修复效果,通过盆栽培养实验,研究了以含磷物质、碳酸钙、生物炭、贝壳粉以及巯基化天然矿物为主要成分的六类重金属土壤修复剂在不同的用量条件下对水稻土土壤特性、重金属镉的生物有效性及作物中重金属含量等三个方面的影响。利用主成分分析的多元统计学方法将具有较高相关性的众多评价指标在保证原始数据信息损失最少的情况下用三个综合评价指标取代,客观确定指标权重并进行综合得分排序分级。结果表明,六类修复剂均可显著降低水稻土镉的生物有效性,降低稻米中镉的含量。根据评价结果得出主要成分为碳酸钙的修复剂效果为最佳,主要成分为生物炭的修复剂与主要成分为含磷物质的修复剂次之,巯基化天然矿物的修复效果最差。
GLDA淋洗参数对污泥中重金属去除效率的影响及其动力学分析
曹阳, 王丹, 刘若琪, 杨燕, 徐小逊
2021, 52(5): 1227-1235. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020120101
[摘要](169) [HTML] (154) [PDF](23)
摘要:
采用GLDA作为淋洗剂对工业污水污泥进行淋洗,确定淋洗的最优参数,为治理工业污泥提供参考依据。通过振荡淋洗研究了GLDA浓度(0.5% ~ 20%)、pH(2 ~ 10)、液固比(10∶1 ~ 80∶1)和淋洗时间(0 ~ 24 h)对污泥中重金属去除率的影响,利用动力学方程对实验数据进行拟合。结果表明,降低pH、增加液固比和延长淋洗时间均可提升重金属的淋洗效率,在pH为2,浓度5%,液固比60∶1,淋洗时间480 min时,GLDA对污泥中的重金属淋洗率达到最优,镍(Zn)、镍(Ni)、镉(Cd)和铬(Cr)的去除率分别为91.21%、76.34%、69.56%和65.01%。准二级动力学方程可以较好的拟合GLDA对4种重金属的淋洗过程,说明重金属淋洗过程以化学淋洗为主。综上所述,在进行淋洗参数优化的基础上,GLDA可用于工业污水污泥中重金属的去除。
专题综述
中、低品位磷矿的机械化学活化技术及效果研究进展
房娜娜, 刘国栋, 杨泽, 依艳丽, 戴慧敏, 肖红叶
2021, 52(5): 1236-1243. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020121401
[摘要](181) [HTML] (137) [PDF](19)
摘要:
我国面临高品位磷矿日渐枯竭,中、低品位磷矿由于浮选技术难度较大、富集成本较高而开发不利等问题。机械化学活化技术是提高中、低品位磷矿磷有效性的一种重要手段,已成为我国磷矿资源可持续利用的热点问题,但由于该技术在国内的研究与应用起步较晚,目前尚未形成完整的理论与技术体系。因此,综述了国内外利用机械化学活化技术活化中、低品位磷矿研究与开发的进展,以期为我国中、低品位磷矿的开发与利用提供新的研究思路和手段。
场地土壤污染信息三维空间插值研究进展及展望
彭雨璇, 谢恩泽, 王美艳, 张秀, 赵永存
2021, 52(5): 1244-1250. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021031708
[摘要](325) [HTML] (120) [PDF](81)
摘要:
高分辨率、高精度的土壤污染物三维(3D)空间分布信息对于场地污染风险评估、场地修复及精准管控具有重要意义。本文首先介绍了场地污染物空间分布的特点及主要影响因素,系统总结了场地常用的3D空间插值方法及其主要进展,并基于空间变异性表达、辅助信息整合和不确定性评估三个方面分析了现有场地污染3D插值方法存在的问题,最后,针对钻孔布设方案设计、辅助信息获取、空间插值模型开发和插值技术流程的规范化提出了研究建议和展望。
植物修复多环芳烃污染土壤的根际效应机制研究进展
张昕怡, 田卓炎, 张成, 滕聪, 令狐绍阳, 沈祥波, 孙彩霞
2021, 52(5): 1251-1260. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021012604
[摘要](612) [HTML] (227) [PDF](96)
摘要:
多环芳烃类有机污染物在土壤中可长期存在,进而通过食物链对人类健康产生重大潜在风险。对多环芳烃污染土壤进行植物修复是一种环境友好且经济有效的污染补救策略。进行植物根际效应机制研究对于开发可持续性多环芳烃污染土壤的植物修复技术具有重要指导意义。对近年来的相关研究工作进行了总结,结果表明:多种禾本科植物具有较强的多环芳烃污染耐受性和较好的修复效能,利用多植物混植的联合修复方式表现出优于单一植物的修复优势。低分子量有机酸类根系分泌物通过与土壤中多环芳烃污染物形成反馈回路决定植物修复体系中多环芳烃的命运。修复植物根系分泌物可塑造特定的根际微生物区系,根际微生物可通过多种机制来降解土壤环境中的多环芳烃。针对在植物修复多环芳烃污染土壤研究过程中尚存在一些问题,提出了未来植物修复根际效应机理研究中应该关注的重点和方向,旨在为优化多环芳烃污染土壤植物修复技术提供科学依据与理论参考。