土壤通报

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马重阳, 孙越琦, 巫振富, 张靖一, 牛银霞, 侯占领, 陈杰

2021, 52(6): 1261-1272. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020121501

[摘要](290) [HTML] (49) [PDF](77)

摘要:
研究不同模型对土壤有机质空间预测的性能差异对制定更加科学合理的采样策略、提升采样效率和提高土壤空间预测精度有着重要的指导意义。本研究将6496个土壤样点按8∶2的比例分层随机分成训练集与验证集，应用普通克里格、随机森林以及随机森林－回归克里格三种有代表性的数字化土壤制图（Digital Soil Mapping，DSM）模型，对河南省许昌市耕地表层土壤有机质含量及空间分布进行预测，对三种模型性能表现进行综合评价。三种模型输出的预测结果显示：研究区耕地表层土壤有机质含量水平一般，均值为18.70 ~ 18.81 g kg⁻¹，变异系数0.15 ~ 0.17，属中等强度变异；空间分布总体格局为西北与西南部分山地褐土区、东南部砂姜黑土区表层有机质含量高，中北部脱潮土、石灰性潮土区表层有机质含量低。验证结果表明：三种模型性能表现无明显差距，预测精度基本一致，输出结果对研究区耕地表层土壤有机质变异解释百分比在33% ~ 34%之间，在相同和相近尺度土壤有机质空间预测案例研究里属中等水平。在协变量有限且样点分布较为均匀的情况下，普通克里格模型便于快速获得研究区目标变量的空间分布；如果协变量比较丰富且易于收集利用，或是进行空间预测的同时还需要甄别不同因素对目标变量的影响大小，则建议采用随机森林模型；协变量有限，但样点密度较大时，随机森林－回归克里格模型可能是对目标变量进行空间预测的不错选择。

基于深度神经网络与热红外成像高光谱数据的黑土土壤全磷含量预测研究

李明, 朱玲, 杨越超, 秦凯, 张东辉, 赵英俊

2021, 52(6): 1273-1280. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020080903

[摘要](107) [HTML] (49) [PDF](24)

摘要:
土壤磷素含量是评价土壤养分的重要指标之一。利用热红外发射率数据对土壤全磷含量进行反演的研究较少且多使用常规线性回归方法，本文利用东北海伦地区采集的热红外航空成像光谱仪TASI（Thermal Airborne Hyperspectral Imager）数据，通过机器学习方法探究黑土土壤发射率与全磷含量关系，选出最优模型对研究区土壤全磷含量进行预测研究。结果表明：在8 ~ 11.5 μm范围内，土壤热红外发射率值随着全磷含量的增加而增加；除原始光谱10.792 μm这一波段外，发射率值及其数学变换与全磷含量相关系数均在0.5以下，相关性较弱；在DNN（Deep Neural Networks）训练集和测试集中，从模型精度和PSO（Particle Swarm Optimiazation）算法优化时间来看，弹性传播训练算法（RP）表现最佳，决定系数R²分别为0.51、0.7，均方根误差RMSE分别为0.0443、0.0301；激活函数对本次构建的网络精度影响非常有限，激活函数为Tansig和ReLU的深度神经网络模型训练集精度基本与偏最小二乘及逐步回归模型一致，测试集精度有所提高但稳定性较为欠缺；研究区土壤全磷含量整体较高，水田和旱田含量均大于0.8 g kg⁻¹，城镇及建筑群密集程度与土壤全磷含量呈负相关，与偏最小二乘模型对土壤全磷含量预测结果相比，神经网络模型对研究区土壤全磷含量小于0.6 g kg⁻¹和0.6 ~ 0.8 g kg⁻¹两区间做了更多划分，将更多人为活动密集区附近像元划分到该含量区间内，从而使得预测含量更加符合真实情况分布；总体来看，全磷含量最高值集中分布于研究区西部、西北及西南部，但在东部及其北部区域则呈无规律性分散分布，中部地区及其余地区含量值大多为0.8 ~ 1.0 g kg⁻¹。综上，合适调参的深度神经网络模型在反演土壤元素类问题中的表现与偏最小二乘及逐步回归等方法相比更加具有发展的潜力，在样本数据量足够的前提下，深度神经网络能够得到充分训练从而使得预测结果更加精确、稳定。

城中村宅基地低效利用成因研究—以广州X区为例

查理思, 周为吉, 朱孟珏, 张瀚文, 袁定欢

2021, 52(6): 1281-1289. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021031202

[摘要](131) [HTML] (30) [PDF](10)

摘要:
城中村的宅基地盘活利用已成为社会热点与共识，本研究选取广州市X区3个宅基地改革试点村作为研究对象，探究宅基地低效利用成因。研究采用地理空间分析和实地调研法，研究发现：（1）低效宅基地面积占比约为12%，主要原因是报建不合要求。一户多宅的村民占比约20%，主要原因为继承或私下购买。（2）X区宅基地管理前期主要问题为管理手段落后于社会发展，后期为管理政策强度高压于社会需求。（3）多数村民认为没有必要分配宅基地给新增本村成员，并且认为资格权以及分配面积落实到个人更为合理。经济发达地区的村民易接受超标宅基地有偿使用制度，经济落后地区的村民更愿意自由交易房屋。多数村民不愿意退出闲置宅基地，但是分到地却没钱建房的愿意置换退出。因此，提高城中村宅基地利用效益，需从微观层面上加强围绕宅基地的人地、供需等关系的疏通，宏观层面上探索围绕城中村可持续发展的社会经济、自然人文环境等制度的构建。

深翻－旋耕轮耕与有机肥配施对黑土农田土壤物理性质的影响

杨佳宇, 谷思玉, 李宇航, 何婉莹, 汤玉, 翟成, 都琳

2021, 52(6): 1290-1298. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021041403

[摘要](189) [HTML] (33) [PDF](48)

摘要:
针对东北松嫩平原中南部黑土区玉米带农田长期旋耕导致耕层变浅、容重增大等问题，开展深翻-旋耕轮耕模式改善土壤物理性质的研究。试验设置连年旋耕配施化肥（RT）、连年旋耕配施化肥与有机肥（RM）、深翻－旋耕轮耕配施化肥（DT）和深翻－旋耕轮耕配施化肥与有机肥（DM）4个处理，分析0 ~ 45 cm土壤含水量、容重、紧实度、团聚体的变化及10 cm、20 cm、30 cm各深度处土壤温度变化情况。结果表明，与RT处理相比，DT处理能够显著提高玉米苗期和拔节期20 cm、30 cm深度土壤温度，增加玉米各生育时期15 ~ 45 cm土层土壤含水量，并且显著降低土壤容重和紧实度，提高了30 ~ 45 cm土层 > 0.25 mm水稳性团聚体的比例；同时DM处理能够增加苗期、收获期各土层含水量，且对0 ~ 45 cm土壤容重均有显著降低作用；而RM处理仅使0 ~ 15 cm土层容重有降低，但并不显著，且对深层土壤容重无明显影响。相关分析表明，在0 ~ 15 cm土层中，土壤含水量、紧实度、容重与温度呈负相关关系（P < 0.05）；在0 ~ 45 cm土层中，土壤容重与土壤紧实度呈极显著正相关关系（P < 0.05）。DM的耕作模式能降低土壤容重和紧实度，有效提高土壤温度、土壤含水量以及 > 0.25 mm 水稳性团聚体的比例，能够较好的改善土壤耕层物理性质。

不同管理模式对废弃宅基地复垦杨树林地土壤的粒径分形特征的影响

孟婷婷, 刘泽鑫, 刘峰, 刘金宝, 张国剑, 吉亚飞

2021, 52(6): 1299-1307. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021052701

[摘要](83) [HTML] (73) [PDF](13)

摘要:
探究废弃宅基地复垦为杨树林地在不同管理措施下的土壤粒径分布及其分形特征，为科学指导建设用地土壤修复提供理论依据。在陕西省咸阳市渭城区建立废弃农村宅基地复垦为杨树林地的试验区，试验设对照（未扰动）、灌溉、施肥灌溉和自然生长4个处理；自各处理区采集土样，测定土壤机械组成，探讨不同管理模式下土壤粒径分布的分形特征。结果表明，土壤黏粒、粉粒、砂粒含量对照分别为14.58%、81.21%、4.22%，自然生长处理为14.08%、79.92%、5.99%，灌溉处理为15.17%、81.19%、3.64%，施肥灌溉处理为16.75%、80.20%、3.05%；各处理土壤体积分形维数D取值在2.721 ~ 2.808范围内，且与黏粒含量、多重分形维数（D₀−D₁₀、D₋₁₀−D₀）呈显著正相关（P < 0.05），与砂粒含量呈显著负相关（P < 0.05）。土壤粗糙度按灌溉、施肥灌溉和自然生长、对照处理顺序逐渐降低，土壤质地均匀性按施肥灌溉、灌溉、自然生长、对照处理顺序逐渐减小，土壤整体分形结构按对照、灌溉、自然生长、施肥灌溉处理顺序逐渐简化。由此可以认为灌溉和施肥灌溉模式可使宅基地复垦为杨树林地后的土壤质地得到较好改善；而土壤体积分形维数D可作为土壤质地量变化的衡量指标使用。

喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征的影响

张艳, 刘彦伶, 李渝, 蒋太明, 白怡婧, 张萌, 张雅蓉, 黄兴成, 张文安

2021, 52(6): 1308-1315. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021042501

[摘要](96) [HTML] (21) [PDF](29)

摘要:
分析石漠化地区三种常见的土地利用方式（撂荒地，AL；玉米地，CF；果树地，FD）对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响，为喀斯特石漠化地区地力提升提供理论依据。采集同一区域不同土地利用方式土壤样品，采用干筛法和湿筛法进行团聚体分级，对比分析不同土地利用方式下土壤养分含量及土壤团聚体的粒径分布、结构稳定性、有机碳的分布特征。结果表明，FD各土壤养分均高于AL和CF，其中FD的土壤有机碳含量分别较AL和CF显著提高25.45%和21.86%，全氮含量显著提高22.42%和19.76%。FD > 5 mm机械性和水稳性团聚体组成均显著高于AL和CF，< 0.25 mm的水稳性团聚体组成则显著低于AL和CF。不同土地利用方式 > 0.25 mm团聚体组成（R_0.25）、平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均表现为FD > AL > CF，团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）则表现出相反趋势。FD不同粒径团聚体有机碳含量分别较AL和CF提高了4.39% ~ 36.69%和8.11% ~ 27.51%，且 > 5 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率分别较AL和CF显著提高了6.03%和9.64%，而 < 0.25 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率则显著降低了46.02%和57.42%。相关分析表明土壤有机碳含量与MWD、GMD、R_0.25 呈显著正相关，土壤有机碳含量是影响土壤团聚体稳定性最重要的土壤养分指标。在喀斯特石漠化较严重地区，采取退耕还林可提高土壤养分和改善土壤团粒结构，促进喀斯特石漠化生态环境的改善。

旅游干扰对太原万柏林生态园土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

田云国

2021, 52(6): 1316-1322. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041501

[摘要](79) [HTML] (61) [PDF](16)

摘要:
以太原万柏林生态园为试验对象，研究了旅游干扰对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明，随着旅游干扰强度增强，景区土壤< 1 mm粒级团聚体数量逐渐升高，而> 1 mm粒级团聚体数量、水稳性团聚体平均质量直径（MWD）和平均几何直径（GMD）则均逐渐降低；土壤总有机碳含量和各粒级团聚体有机碳含量均随旅游干扰强度增强而逐渐降低，且0 ~ 20 cm土层、> 1.0 mm粒级团聚体降低幅度高于20 ~ 40 cm土层、< 0.5 mm粒级团聚体；随着旅游干扰强度的增加，>2 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率逐渐降低，而< 1 mm粒级团聚体贡献率逐渐升高。综上所述，旅游干扰会显著降低景区土壤团聚体稳定性和有机碳含量，破坏土壤质量，建议相关部门合理制定旅游环境容量、提高游客环保意识，减轻负面影响。

新疆主要草地土壤容重与有机碳含量关系模型构建

狄晓双, 武红旗, 贾宏涛, 张文太, 谷海斌, 邵明轩, 盛建东

2021, 52(6): 1323-1329. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020101203

[摘要](93) [HTML] (74) [PDF](27)

摘要:
土壤容重是反映土壤质量和土壤生产力水平的重要参数。由于测定土壤容重的方法（环刀法）费时、费力及需要现场采样，导致土壤容重样本数量有限，影响了土壤碳氮等物质储量的估算精度和精准调控。本研究利用新疆主要草地437个野外采样点获得的土壤容重和有机碳样本，分析了容重值和有机碳值的统计特征，构建了全疆及6个分区的土壤容重值与有机碳值的关系模型。结果显示：（1）新疆主要草地土壤的容重和有机碳的变化范围、均值及变异系数分别为0.24 ~ 1.99 g cm⁻³和0.01% ~ 24.51%、1.24 g cm⁻³和1.86%、23.15%和129.96%；（2）全疆尺度土壤容重值与有机碳值的最优关系模型为SBD = 1.3861e^{−0.0704 SOC}（R² = 0.35，P < 0.0001）；（3）相比于全疆尺度，阿尔泰山、塔城盆地和伊犁河谷等分区的最优关系模型精度有所提高。本文结果可以为准确评估新疆草地土壤碳储量等研究提供重要参数。

生物炭固定解鸟氨酸拉乌尔菌对紫色土磷钾有效性的影响

魏巍, 李婷, 张廷锐, 金玮, 缪利, 李昌骏

2021, 52(6): 1330-1338. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020102001

[摘要](108) [HTML] (38) [PDF](20)

摘要:
筛选能为解鸟氨酸拉乌尔菌（Raoultella ornithinolytica，Ro）提供适宜生存空间的生物炭，探讨固定Ro的生物炭对不同性质紫色土磷（P）钾（K）有效性的影响。采用限氧裂解法分别在不同温度（300 ℃、500 ℃和700 ℃）和原材料下（玉米秆、小麦秆和稻壳）制备生物炭。利用噻唑蓝（MTT）比色法筛选固定载体，通过傅立叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）表征其性能和结构；采用室内土培试验探讨单施生物炭（BC）、Ro及固定Ro的生物炭（Ro-BC）对不同性质紫色土速效磷钾的影响。MTT结果表明，以热解温度500 ℃的玉米秸秆炭（MSC500）为最佳载体；红外光谱结果显示，500 ℃玉米秸秆炭表面官能团的C=C和－OH的伸缩振动峰较明显，C－O－C键伸缩振动峰加宽变深；室内培养试验表明，施入Ro和Ro-BC均可显著提高酸性、中性和石灰性紫色土速效磷、速效钾含量和细菌数量。以Ro-BC对土壤速效磷和细菌数量的提升效果最好，提升效果分别达61.1% ~ 276.3%和22.8% ~ 82.5%。但培养至168 h时，速效磷出现下降趋势；对速效钾而言，酸性紫色土以Ro处理对其提升效果最好（46.3%），中性和石灰性紫色土则以Ro-BC处理提升效果最好（29.8%和71.23%），针对不同Ro筛选适宜的固定载体可提高Ro菌株活性，改善土壤微环境，进而有助于提高土壤磷钾有效性。

秸秆和紫云英协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性及小麦产量的影响

戴伊莎, 成欣, 刘帮艳, 何鲜, 胡梦阳, 杨武魁, 王龙昌, 武海燕, 李茜, 吴进红

2021, 52(6): 1339-1347. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021041101

[摘要](110) [HTML] (30) [PDF](19)

摘要:
研究秸秆覆盖、紫云英覆盖及两者协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性以及小麦产量的影响，对于维持农田土壤养分平衡、优化西南旱地保护性耕作措施具有重要的理论和指导意义。以“小麦/玉米/大豆”旱三熟种植模式下的小麦农田为研究对象开展田间试验，共设置4个处理：玉米秸秆覆盖（S）、紫云英覆盖（A）、玉米秸秆 + 和紫云英协同覆盖（S + A）、对照（CK）。结果表明，与CK处理相比，S、S + A处理对土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、缓效钾含量均有显著促进作用；A处理对土壤有机碳、全氮、碱解氮影响明显，但是对磷、钾的促进效果不明显。S +土壤酶活性与土壤养分之间存在密切关系， A处理能够显著提高根际和非根际土壤的蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、淀粉酶和酸性磷酸酶活性，S处理和A处理对土壤酶活性的促进效果不如S + A处理。与CK处理相比，S、A、S + A处理的小麦增产率分别为5.14%、8.79%、13.34%，其中，S + A处理的小麦增产率最高。秸秆和紫云英协同覆盖能够显著提高土壤养分含量和酶活性、促进小麦增产，有利于在保护农田生态环境的同时提高农业生产效益，可以作为有效的西南旱地保护性耕作措施推广使用。

基于最小数据集的洞庭湖流域南部耕地土壤肥力综合评价

陈方正, 任健, 刘思涵, 胡克林

2021, 52(6): 1348-1359. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021040901

[摘要](85) [HTML] (97) [PDF](30)

摘要:
构建一套既能减少人力、物力和财力投入，又能保证原有信息丢失最少的土壤肥力综合评价体系，对于指导农业生产和土地利用规划具有重要作用。研究选取洞庭湖流域南部的四个行政市为研究区，综合考虑表征土壤立地条件、剖面构型、土壤物理性状、土壤养分四个方面的14项指标，通过主成分分析确定了最小数据集（MDS），对其土壤肥力指数（SFI）进行了综合评价，并分析了研究区耕地土壤肥力的主要限制因子。结果表明：1）研究区耕地主要偏酸性，土壤容重较紧实；氮素养分处于较高水平，磷素养分处于中上水平，钾素养分处于较低水平。2）选取的最小数据集包括成土母质、剖面土体构型、阳离子交换量、容重、有机质、有效磷和全钾等7项指标。全数据集与MDS的均值与标准差均十分接近，其Pearson相关系数达到0.788（P < 0.01）。3）土壤肥力的高值区主要位于洞庭湖南部附近集中连片的水稻种植区，低值区主要分布于海拔相对较高的丘陵部位或靠近城市建筑区的低植被覆盖率区，磷素与钾素为研究区内土壤肥力的主要限制因素。研究结果为洞庭湖流域南部土壤肥力综合评价和土壤培肥提供了理论指导。

广安区柑橘土壤养分状况及综合肥力评价

王杰, 张春燕, 卢加文, 陈书, 王棋

2021, 52(6): 1360-1367. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020111801

[摘要](115) [HTML] (60) [PDF](32)

摘要:
弄清柑橘土壤肥力状况，可为柑橘施肥管理提供科学依据。本研究在广安区柑橘种植区调查采集土样109个，以pH、有机质、大量营养元素为评价指标，分析其含量及分布状况，并应用模糊综合评判法对土壤肥力进行数值化综合评价。土壤pH中值为6.97，99.08%的土壤可以种植柑橘；有机质、全氮和碱解氮平均值分别为9.34 g kg⁻¹、0.97 g kg⁻¹和82 mg kg⁻¹，含量缺乏；有效磷和速效钾均值分别为36.22 mg kg⁻¹和133 mg kg⁻¹，有效磷含量丰富，速效钾含量中等。该区土壤综合肥力指数（IFI）平均值为0.43，综合肥力中等（3级），肥力等级为3级和4级的样点高达82.57%；各乡镇土壤平均肥力仅白马乡、花桥镇、崇望乡和东岳乡为4级，其余均为3级。主成分分析表明，有机质、全氮、碱解氮和pH是影响土壤综合肥力的最主要因素。结果表明广安区柑橘土壤综合肥力一般，有机质、全氮和碱解氮含量缺乏，需注重补充相应养分。

外源氮添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量的影响

潘飞飞, 唐蛟, 张伟豪, 陈碧华, 王广印, 李新峥

2021, 52(6): 1368-1376. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021042202

[摘要](66) [HTML] (62) [PDF](15)

摘要:
研究外源氮(N)添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量及最大固铵量的影响。选取4个不同种植年限（0年、2年、13年和21年）的设施菜田土壤，分别设置4个外源氮添加处理，进行为期36天的室内培养，测定不同种植年限和外源氮添加处理下的土壤固定态铵含量，并计算其最大固铵量。4个外源氮添加处理分别是：（1）CK，不添加任何氮肥，为对照；（2）CF，常规施氮，添加尿素态N 374 mg kg⁻¹干土；（3）RCF，减量施氮（减N 46%，添加尿素态N 200 mg kg⁻¹干土）；（4）RCF + OM，减量施氮配施有机氮（添加尿素态N 150 mg kg⁻¹干土并以鸡粪形式添加有机态氮50 mg kg⁻¹干土）。结果显示：随设施蔬菜种植年限的增加，土壤本底固定态铵含量呈逐渐增加的趋势，而最大固铵量却呈下降的趋势。同一种植年限下，各施肥处理在培养过程中的土壤固定态铵含量总体表现为CK < RCF + OM < RCF < CF，说明施肥可增加土壤固定态铵含量，但其增幅大小受施肥量的多少和施肥种类影响，其中CF处理土壤固铵量为最大（98.61 mg kg⁻¹），显著高于RCF和RCF + OM处理，而RCF处理的土壤固铵量（84.76 mg kg⁻¹）又高于RCF + OM处理（77.34 mg kg⁻¹）。设施菜田增施氮肥可提高土壤固定态铵的含量，且化肥较有机肥的效果更优。

有机肥与控释复合肥配施对茶叶产量、品质和土壤化学性质的影响

孔晓君, 尚晓阳, 李玉胜, 刘泉汝, 滕怀泽, 郑海涛

2021, 52(6): 1377-1383. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020101901

[摘要](71) [HTML] (12) [PDF](16)

摘要:
合理施肥对于提高茶叶产量和品质具有重要作用。通过3年田间试验，对比研究了6种施肥模式（常规化肥、控释复合肥、常规化肥 + 有机肥、控释复合肥 + 有机肥、70%常规化肥 + 有机肥、70%控释复合肥 + 有机肥）对茶叶产量、品质和土壤化学性质的影响。结果表明，一次性施用茶树专用控释复合肥能够达到常规化肥1年4次施用的增产效果，并显著提高了夏茶茶叶品质。与单施常规化肥相比，增施有机肥处理的茶叶产量提高10.6% ~ 14.0%，达显著水平（P < 0 .05)，净收益增加8.0% ~ 18.3%，并显著提高了茶叶水浸出物和游离氨基酸总量，降低茶多酚含量和酚氨比。与常规化肥增施有机肥相比，控释复合肥增施有机肥茶叶产量提高了3.0%（P < 0.05)，净收益增加7.6% ~ 8.5%，夏茶水浸出物含量提高1.34% ~ 1.39%，茶多酚含量降低了2.7% ~ 4.7%，达显著水平（P < 0.05)。70%常规化肥 + 有机肥或70%控释复合肥 + 有机肥处理的茶叶产量及品质与全量施肥增施有机肥处理相比均无显著性差异。在培肥土壤方面，增施有机肥处理显著提高了茶园0 ~ 20 cm土层土壤pH、有机质、全氮和速效氮含量。因此，从施肥方便性、茶叶产量、经济效益、茶叶品质和培肥土壤方面综合考虑，与施用常规化肥相比，控释复合肥减少用量30%并增施有机肥是最优推荐施肥措施。

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

张海晶, 王少杰, 田春杰, 罗莎莎

2021, 52(6): 1384-1392. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020112601

[摘要](98) [HTML] (22) [PDF](20)

摘要:
以典型东北黑土为研究对象，连续3年（2016—2018）开展田间定点试验，研究生物炭施用量0、10、30和50 t hm⁻²（分别简称为B0、B10、B30和B50）对黑土理化性质和溶解有机质（DOM）含量及其光谱特性的影响。结果表明：与B0处理相比，施用生物炭显著提高玉米产量、土壤饱和导水率和DOM的生物利用度，显著降低土壤DOM的腐殖化指数；B10处理显著降低激发波长为355 nm时，发射波长为440 ~ 470 nm范围内最大荧光强度（Fn（355））和有色溶解有机质，降幅分别达18.7%和33.1%；而B30处理显著增加活性有机碳含量、碳库管理指数以及速效磷含量，增幅分别达35.6%、36.5%和39.9%。此外，B50处理显著提高土壤电导率、亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性以及（LAP + N-1，4-乙酰葡糖胺糖苷酶）/碱性磷酸酶比值，增幅分别为21.7%、22.7%和27.3%。总之，适当施用生物炭（即在本研究区域施用10 ~ 30 t hm⁻²）可以通过改善土壤透水性和碳有效性，提高作物产量和土壤质量，并且降低DOM芳香度和腐殖化程度，提高DOM活性；而过量施用生物炭（即在本研究区域施用50 t hm⁻²）则可能增加土壤盐分含量，促进氮素转化和限制土壤磷矿化。

有机无机肥与生物炭配施对烤烟生长发育和烟叶质量的影响

李青山, 王德权, 杜传印, 王毅, 高凯, 王刚, 王慎强

2021, 52(6): 1393-1401. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021012601

[摘要](106) [HTML] (57) [PDF](30)

摘要:
为探究一种更利于提高山东烤烟种植区烟叶质量的施肥方式，采用盆栽和大田试验相结合的方法，对有机无机肥配施下增施不同量生物炭（3 t hm⁻²，OFB1；5 t hm⁻²，OFB2）的施肥方式和有机无机肥配施的施肥方式（OF）对烤烟生长发育和烤后烟叶质量的影响进行了比较。结果表明，OFB1和OFB2处理较OF处理更能促进烟株株高、茎围和叶面积的建成；提高烟株生物量，特别是叶干重，增加幅度为0.7% ~ 11.06%；增加中部烤后烟叶总糖、还原糖和钾含量分别为1.47 ~ 6.91个、1.02 ~ 4.33个和0.1 ~ 0.53个百分点，增加上部叶烤后烟叶总糖、还原糖和钾含量分别为0.42 ~ 6.55个、1.47 ~ 5.03个和0.07 ~ 0.31个百分点；显著增加中部烤后烟糖碱比和钾氯比分别为0.15 ~ 1.81和0.3 ~ 1.06，显著增加上部烤后烟糖碱比和钾氯比分别为0.41 ~ 1.55和0.82 ~ 1.49；显著增加中上部烤后烟上等烟比例，增加幅度分别为2.12% ~ 15.58%和4.83% ~ 11.79%；增加中上部烤后烟叶均价分别为0.30 ~ 1.90和0.50 ~ 0.73元 kg⁻¹。综合分析不同施肥方式对烤烟生长发育、烤后烟质量和经济性状的影响，初步认为在有机无机肥配施下增施3 t hm⁻²和5 t hm⁻²生物炭更有利于进一步提高山东植烟区烟叶质量。

不同土壤调理剂对土壤性质和烟叶产量、质量的影响

李亚飞, 张翔, 常栋, 毛家伟, 李亮, 程培军, 司贤宗, 索炎炎, 邱岭军, 李琦

2021, 52(6): 1402-1410. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020062902

[摘要](146) [HTML] (36) [PDF](23)

摘要:
为明确不同土壤调理剂对烟株生长发育和土壤性质的影响，在襄县和方城设置壳寡糖（chitosan oligosaccharide, 简称COS）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide，简称PAM）、纳米几丁质（Nano-chitin，简称NCT）、聚乙烯醇（poval，简称POV）4种不同土壤调理剂处理进行田间试验，研究对土壤性质、烟株生长、烟叶化学成分的影响。结果表明：土壤调理剂对土壤性质和烟株生长具有积极影响。施用不同土壤调理剂后，土壤容重下降，土壤含水率高。在成熟期，与对照CK相比，COS和PAM处理土壤速效钾分别显著提高21.81%和19.38%，COS处理烟株株高、茎围和叶片数以及根、茎、叶干物质积累数量显著增加，COS、PAM、NCT、POV处理烤后烟叶总氮和烟碱含量分别下降11.69% ~ 14.03%和12.26% ~ 33.70%，总糖和还原糖含量分别升高15.40% ~ 22.92%和11.43% ~ 27.68%，化学成分协调性增强，烟叶产量、产值和上等烟比例分别增加11.49% ~ 27.99%、16.44% ~ 37.07%和5.28% ~ 22.80%；在采收后，施用土壤调理剂COS、PAM、NCT、POV，土壤碱解氮含量有下降趋势，但土壤速效钾含量的变化规律不明显；不同处理间综合表现以COS和NCT最佳。施用COS和NCT是改善连作烟田土壤性质和烟叶产质量的有效措施。

水煤浆气化渣对毛乌素沙地土壤改良与菊芋生长的促进效应研究

尹春艳, 赵举, 刘虎, 李彬, 戚迎龙, 朱波, 张宇, 门果桃

2021, 52(6): 1411-1417. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020072401

[摘要](73) [HTML] (18) [PDF](10)

摘要:
我国水煤浆气化渣生产量巨大，农业利用是提高其综合利用水平的重要途径之一。本文通过大田试验研究了水煤浆气化渣用于改良砂土、栽培菊芋的效果；大田试验设计施用水煤浆气化渣（10500 kg hm⁻²）和不施用施用水煤浆气化渣（对照）2个处理。结果表明：播种前，与对照处理相比，施用水煤浆气化渣处理的0 ~ 20 cm土层土壤pH值提高2.09%、全盐含量降低9.5%，速效钾、碱解氮、全氮、有效磷的含量分别提高了31.91%、254.2%、108.00%、52.74%，土壤含水量增加显著；种植菊芋结束后，施用水煤浆气化渣处理的0 ~ 20 cm土层土壤速效钾、全氮、有效磷含量分别比对照处理提高了26.19%、440%、29.8%和416%，pH值和全盐含量降低6.38%和27.8%；同时施用水煤浆气化渣，土壤pH值升高了8.65%，全盐含量下降13.04%，碱解氮降低了83.90%，土壤全氮、有效磷分别提高了211.86%和64.00%；施用水煤浆气化渣处理的菊芋株高、根深、茎粗、地上生物量和产量比对照提高18.56%、26.77%、3.54%、12.57%和6.21%。说明施用水煤浆气化渣和种植菊芋具有改良沙化土壤的作用，且施用水煤浆气化渣能够明显促进菊芋生长。

基于二分类Logistic回归模型土壤Cu污染风险预测

张子健, 李湘凌, 卢新哲, 徐景烨, 魏迎春

2021, 52(6): 1418-1426. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021020701

[摘要](85) [HTML] (70) [PDF](22)

摘要:
土壤重金属来源广泛，其污染风险受到多种因素综合影响，常与影响因素存在非线性关系。Logistic回归法可克服普通线性回归法的应用限制，对土壤污染风险的影响因素识别和污染风险预测中具有良好的应用潜力。以浙江某人类活动强烈影响区域土壤为研究对象，选择坡度、坡向、海拔、人口密度、道路距离、非矿工业加权距离和到矿区距离为自变量，以土壤Cu污染风险分类为因变量，采用二分类Logistic回归模型，识别土壤Cu污染风险影响因素并预测污染风险。结果表明：土壤Cu污染风险受到人口密度、矿点距离、道路距离和非矿工业加权距离的影响显著，但土壤Cu污染风险与人口密度、矿点距离和道路距离均无简单线性关系，密集矿点的叠加作用显著改变了距离对土壤污染风险的影响。区内土壤Cu污染高风险区主要位于铜矿采选及其尾矿库影响区域，中风险区位于破碎带金矿、铁矿区及交通运输影响范围内，低风险区位于低密度人口和高密度人口区域。

不同原料生物质炭复配对土壤镉的赋存形态及小白菜镉吸收的影响

康亚鑫, 陈敬龙, 周怡, 罗梓维, 田丰华, 陈山国, 李恋卿, 潘根兴

2021, 52(6): 1427-1435. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021022101

[摘要](129) [HTML] (43) [PDF](14)

摘要:
通过生物质炭复配，降低治理成本，为提高秸秆生物质炭对镉污染土壤的治理效果，将秸秆生物质炭（大豆秸秆炭（SSB）、油菜秸秆炭（RSB））与动物屠宰废弃物炭（SWB）复配，设置2.22 g kg⁻¹（B1）、4.44 g kg⁻¹（B2）两个施用量，通过小白菜盆栽试验，研究生物质炭对原位污染土壤镉赋存形态及小白菜镉吸收的影响。研究表明，与对照（CK）相比，生物质炭显著降低小白菜根系和地上部的镉含量。在4.44 g kg⁻¹施炭水平下，SSB2和RSB2处理的小白菜根系镉含量较SWB2处理显著降低、降幅分别达 33.40%和 20.49%。SSB2处理小白菜根系镉的富集系数较SWB2处理显著降低、降幅达31.68%。与 SSB2处理相比，SSB与SWB复配（SSWB2）处理根系和地上部镉含量分别降低22.57%和 36.14%。生物质炭显著降低土壤中镉的生物有效性，其中RSB2和SSB2处理的土壤交换态镉占比（F2）较SWB 2处理分别降低 9.31%和 3.63%，强有机结合态镉占比（F6）分别提高 16.11%和 9.74%。复配生物质炭SSWB2 处理的F2较SSB2 处理降低 11.05%，铁锰结合态镉占比（F5）提高13.50%。因此，秸秆生物质炭与屠宰废弃物炭复配可有效降低污染土壤镉的生物有效性及小白菜对镉的吸收和富集。

基于知识图谱的黑土地研究领域发展态势分析

袁洁, 赵晏强

2021, 52(6): 1436-1446. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032304

[摘要](158) [HTML] (61) [PDF](26)

摘要:
分析黑土地研究领域的发展态势，能为我国黑土地保护与保障粮食安全提供情报参考。通过文献计量学和科学知识图谱的方法，对1990—2020年黑土地研究领域的SCI论文进行计量学统计，探讨该领域的研究现状、研究重点和发展趋势。结果表明，全球范围内黑土地研究领域的发文量逐年增长，其中，中国的发文量和H指数居首位，美国和德国发表论文的篇均被引次数高于其他国家，体现了其较高的发文水平。以中国科学院为首的中国研究机构是该研究领域的重要参与者和合作网络中心。发文期刊水平差距较大，论文的总体质量有待提升。黑土地研究领域涉及的学科领域分布广泛，其中土壤科学和环境科学的占比最高，且多学科交叉融合的趋势较明显。黑土地研究经历了从最开始的提高粮食产量，发展为以改善土壤有机质、微生物群落结构、土壤侵蚀等为主题的科学研究。未来应继续加强学科交叉融合，关注土壤质量和健康，落实黑土地保护工作。

电阻率层析成像法在土壤水文学中的应用—基于CiteSpace的计量分析

段国秀, 贾小旭, 白晓, 魏孝荣

2021, 52(6): 1447-1459. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021042701

[摘要](217) [HTML] (32) [PDF](29)

摘要:
电阻率层析成像法（Electrical Resistivity Tomography, ERT）已被广泛用于土壤水文过程研究，充分了解ERT在土壤水文学中的应用及进展是研究土壤水文过程的关键。利用科技文献挖掘与可视化工具CiteSpace，对从Web of Science数据库核心合集中获取的1992—2020年的717篇论文，从国家机构合作、作者合作与共被引、关键词共现与聚类、关键词突发性检测、文献共被引及聚类和文献突发性检测等六个视角进行分析。结果表明，2000—2010年期间是ERT发展的繁荣时期，ERT技术的发展使得其研究方向从理论向应用转变，研究对象从最初的深层地质勘探向非饱和带水文过程的研究扩展，研究尺度从点尺度向中尺度拓展。ERT在生态水文、农业、地球物理等领域的应用使得其研究方向趋于多元化，在土壤水文过程研究中涉及作物根系吸水、根系对水分的再分配、降雨入渗、优先流和深层土壤水分等。这对于了解地球物理技术－电阻率层析成像法的发展态势具有一定的参考价值。

外源氮添加对土壤微生物残体积累动态的影响－基于Meta分析

陈奇, 丁雪丽, 张彬

2021, 52(6): 1460-1472. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021070601

[摘要](114) [HTML] (61) [PDF](51)

摘要:
微生物残体是土壤有机碳库的重要贡献者。为明确外源氮添加对土壤微生物残体积累动态的影响，本文收集整理了1980—2020年已发表的文献，共选取122组试验观测数据，利用整合分析方法（Meta-analysis），以微生物残体标识物－氨基糖为目标组分，定量分析了不同种类和数量的外源氮添加对土壤中微生物来源细胞残体积累数量和组成比例的影响，并系统解析其主要影响因素。结果表明：外源氮添加（0 ~ 6000 kg hm⁻¹）对微生物细胞残体的积累有显著的促进作用，并能引起土壤中真菌和细菌来源细胞残体相对比例发生明显变化。与不加氮对照相比，氮添加使土壤氨基糖总量增加27%，其中氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸含量分别增加22.5%、29.8%和19.0%。同时，不同种类外源氮素添加对氨基糖积累特征的影响也有所不同，表现为有机氮（如动物厩肥）比无机氮添加对氨基糖积累的促进作用更大。此外，氮添加对氨基糖的影响程度还与土壤自身的碳氮比、土地利用类型和自然降雨量等环境因子密切相关。其中是否添加碳源对微生物残体的响应有较大影响，表现为：无碳源添加会降低土壤氨基糖葡萄糖和胞壁酸对氮添加的响应，削弱了微生物残体对土壤有机质的贡献比例；而氮源同时配合碳源添加条件下，土壤氨基糖积累量显著高于单一氮源添加的处理，说明氮添加对微生物残体积累的影响存在着碳氮耦合效应。

¹⁵N-氨基糖探针技术新用法：区分和量化土壤真菌和细菌固持无机氮速率

李晓波, 张旭东, 马倩倩, 何红波

2021, 52(6): 1473-1478. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021090704

[摘要](144) [HTML] (201) [PDF](67)

摘要:
土壤微生物对无机氮的固持作用是构成土壤保氮机制的重要组成。作为土壤微生物的两大主要类群，真菌和细菌是微生物固持无机氮作用的主要参与者。然而，由于土壤微生物的高度复杂多变性，如何有效区分和量化土壤中真菌和细菌各自对无机氮的固持作用是个难题。针对该问题，本文采用“氨基糖稳定同位素探针（AS-SIP）”技术来区分和表征土壤中真菌、细菌各自对无机氮的固持速率。基于此进一步揭示了农业利用和外源碳输入分别对土壤真菌、细菌各自固持硝态氮作用的影响及原因，构建了土壤中真菌、细菌各自固持无机氮实际速率的估算模型，为区分和量化土壤中真菌、细菌各自对无机氮的实际固持速率提供了更为可信的新方法。本文介绍了AS-SIP 技术原理、主要技术优势、应用案例、不足之处以及改进对策，以期推进该方法的应用和发展。

微塑料污染对土壤环境质量和微生物生态学特性的影响研究进展

胡晓婧, 刘俊杰, 王浩, 王光华

2021, 52(6): 1479-1485. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021022501

[摘要](123) [HTML] (45) [PDF](37)

摘要:
微塑料这一新兴污染物已成为全球性普遍关注的重要环境问题，近年来，土壤微塑料污染也越来越受到重视。本文从土壤环境质量和微生物生态学特性的角度，综述了近几年国内外土壤微塑料污染的相关研究进展，主要包括以下几个方面：（1）微塑料对土壤物理性质和养分有效性的影响；（2）微塑料对土壤污染物的吸附和解吸作用；（3）微塑料对土壤酶活性、微生物群落结构和抗生素抗性基因的影响；（4）“微塑料圈”中微生物的群落结构及其与土壤中微生物的生态位分异特征。最后针对土壤微塑料的重点研究方向提出展望，为今后土壤微塑料污染的研究提供了科学思路。

土壤腐殖质组型：土壤生物学和生态学研究的新视角

朱永恒, 白钰鹏

2021, 52(6): 1486-1495. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020030601

[摘要](118) [HTML] (27) [PDF](37)

摘要:
腐殖质组型是指受有机物质强烈影响的表层土壤，对应于有机层及其下伏的有机－矿物层的土壤剖面表层序列，受到气候、地质和水文条件的控制并形成于植被与土壤的相互作用。腐殖质组型处于生态系统的中心部位，是生态系统发展演替的策略选择。研究腐殖质组型，对粮食生产、土壤管理和环境监测等具有重要意义。本文在对腐殖质组型及其影响因素以及腐殖质组型分类系统分析的基础上，梳理了腐殖质组型在生态系统结构和功能上的指示作用，并提出研究展望。这将为我国土壤生物学和生态学的深入研究提供一个新视角。

稻麦轮作系统无机氮肥高效利用研究进展

马尚宇, 侯君佑, 王艳艳, 黄正来, 张文静, 樊永惠, 马元山

2021, 52(6): 1496-1504. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020110901

[摘要](82) [HTML] (31) [PDF](12)

摘要:
农业生产中无机氮肥的不合理施用导致氮素利用率低，大量氮素通过气体挥发、径流和淋溶损失到环境中。在前人研究基础上，总结了稻麦轮作系统中无机氮肥的使用和损失情况，比较了水稻和小麦生产中无机氮肥的损失量和主要成分，分析了稻麦轮作生产中影响无机氮肥高效利用的影响因素，同时，提出了提高稻麦生产中无机氮肥利用率的相关措施，即种植氮高效品种、有机肥与无机肥配施、氮肥运筹和改善田间栽培管理。最后，从氮高效品种的选育和应用、土壤残留氮的影响和优化肥料施用技术三个方面进行展望并提出相关建议，以期能够有效、快速解决稻麦轮作生产中无机氮肥的高效利用。

基于Tessier法的土壤中不同形态镉的转化及其影响因素研究进展

李娜, 夏瑜, 何绪文, 苑莲花, 李维嘉, 赫昶钧, 夏凯玉

2021, 52(6): 1505-1512. doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020111101

[摘要](134) [HTML] (73) [PDF](30)

摘要:
土壤重金属形态分析对土壤污染修复具有重要意义。综述了几种常见的重金属形态分析方法并基于Tessier五步连续浸提法分析土壤中Cd形态转化规律，进一步总结了土壤的理化性质对Cd形态的影响。不同类型土壤中Cd形态的含量分配比不同，土壤中的可交换态Cd含量较高，迁移性较强，对生物危害较大，因此可通过改变土壤pH值、土壤有机质和土壤氧化还原条件等土壤理化性质使可交换态Cd向残渣态Cd转化，进而降低土壤中Cd对生物的毒性作用。旨在深化读者对土壤Cd污染的认识，并为土壤Cd污染治理与修复提供参考。

留言板

2021年第52卷第6期

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2021年 第52卷 第6期

2021年第52卷第6期