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土壤“矿物碳泵（MnCP）”介导有机碳的固存与稳定机制
2025,62(3):595-609, DOI: 10.11766/trxb202404250169
摘要：
土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库，在防治土壤退化、保育土壤健康和应对全球气候变化等方面发挥着关键作用。土壤矿物是土壤固相中的重要组成部分，其与土壤有机碳的相互作用直接影响着土壤界面活性、理化性质和肥力状况。矿物碳泵（Mineral carbon pump，MnCP）概念强调了土壤矿物在活性有机碳固存中扮演着关键角色，阐述了矿物在土壤有机碳稳定过程中的功能定位。本文以矿物介导的土壤固碳过程为主线，系统梳理了MnCP的概念，详细介绍了MnCP介导的五种固碳机制、影响因素以及相关表征技术，并展望了MnCP框架下有待进一步探究的关键科学问题。
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高温与疏水性有机化合物对土壤动物的联合作用研究进展
2025,62(3):610-624, DOI: 10.11766/trxb202404290178
摘要：
土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分，在生态系统功能中发挥着重要作用。全球气候变暖导致的高温会对土壤动物造成损伤，影响其生态功能。同时，人类活动释放的化学污染物也对土壤动物造成毒害作用。疏水性有机化合物（Hydrophobic organic compounds，HOCs）是土壤中广泛存在的一类污染物。高温与HOCs会以联合作用的方式对土壤动物产生影响，在供试物种最适宜温度下开展的HOCs风险评价试验结果会因为忽略温度因素而不准确。目前对于高温与HOCs对土壤动物联合作用的影响及机制仍缺乏深入理解。因此，本文系统总结了不同高温场景和HOCs对土壤动物的影响，以及这些研究结果在环境风险评价中的意义，强调未来研究需关注HOCs与高温在现实场景中的综合影响，尤其在分子水平上的影响，并加强生态毒理学模型的开发与应用，从而提高我们对自然界中HOCs的认知，改进现有环境风险评价的方法，以更好地应对气候变化下生态系统面临的挑战。
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胶体在多孔介质中运移的尺寸排阻效应研究现状与展望
2025,62(3):625-639, DOI: 10.11766/trxb202406180241
摘要：
胶体是农田土壤中最活跃的组分之一，其巨大的比表面积和表面带电特性使其极易吸附污染物。在饱和-非饱和带水循环中，胶体可携带污染物在多孔介质中通过尺寸排阻效应进行加速扩散，严重影响地下水质。本文梳理了胶体在多孔介质中运移的尺寸排阻机制，系统分析了影响胶体运移尺寸排阻效应的主要因素，总结了描述胶体运移尺寸排阻行为的数学模型构建方法，最后展望了高精度表征胶体运移行为的示踪方法，探讨了刻画胶体运移尺寸排阻效应的数学模型构建思路。本文对深入认识饱和-非饱和带水循环中胶体运移伴生环境效应以及指导农田地下水污染防治具有重要意义。
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模拟侵蚀与施肥对东北黑土土壤质量和玉米产量的影响
2025,62(3):640-652, DOI: 10.11766/trxb202401220038
摘要：
土壤侵蚀是导致东北黑土区土壤退化和作物生产力降低的主要因素，但关于土壤侵蚀对黑土土壤质量和作物生产力影响的定量评价相对较少。基于2005年在黑龙江省嫩江市鹤山农场建立的土壤侵蚀—生产力关系田间小区试验，在试验布设后的第18年（2022年），系统研究了模拟侵蚀和施肥对土壤理化生性质、土壤质量和玉米产量的影响。试验为不同侵蚀程度（设0、10、20、30、40、50、60和70 cm 8个侵蚀深度）和施肥（不施肥和施肥2个水平）的二因素完全随机区组设计。测定项目包括土壤耕层（0～20 cm）的主要理化性质（包括容重、黏粒含量、含水量、pH、有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾）、生物学性质（包括微生物生物量碳、微生物生物量氮及过氧化氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶活性）和玉米产量。结果表明：1）随模拟侵蚀深度增加，土壤黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷、微生物生物量碳含量和纤维素酶活性显著下降，土壤容重和速效钾含量显著增加；施肥导致土壤容重、pH、速效钾含量和过氧化氢酶活性显著下降，黏粒、有机碳、碱解氮、速效磷含量及脲酶、
b -葡萄糖苷酶、纤维素酶活性显著增加。施肥削弱了土壤脲酶活性、容重与其他理化性质间的相关关系。2）模拟侵蚀导致土壤质量和玉米产量显著降低，且主要发生在侵蚀深度为40 cm前。侵蚀深度40 cm时土壤质量指数分别下降28.1%（不施肥处理）和26.7%（施肥处理），玉米产量分别下降了45.8%（不施肥处理）和11.7%（施肥处理）。施肥使土壤质量指数和产量分别增加7.0%和3倍。3）影响侵蚀条件下土壤质量的主要因素在不施肥处理下为纤维素酶活性、微生物生物量碳和碱解氮含量，施肥处理则为纤维素酶活性、微生物生物量碳和速效磷含量。影响侵蚀条件下玉米产量的主要因素不施肥处理为碱解氮含量，施肥处理则为速效磷含量。上述结果初步阐明了土壤侵蚀影响黑土土壤质量和生产力的程度及主要因素，对于退化黑土土壤修复有一定指导价值。 -
土壤碳氮比的可见-近红外与中红外光谱预测
2025,62(3):653-664, DOI: 10.11766/trxb202404120152
摘要：
土壤碳氮比（C/N）不仅可以反映土壤质量，也可以衡量土壤碳氮元素的营养平衡状况，其数值和等级的快速准确测定对指导实时科学施肥和提升土壤质量具有重要意义。本研究利用贵州省501个烤烟-玉米轮作典型农田耕层（0～20 cm）土壤样品的可见-近红外光谱（VNIR）和中红外光谱（MIR）信息以及总有机碳（TOC）、全氮（TN）和C/N数据，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪和标准规一化处理后，分别应用偏最小二乘回归（PLSR）、随机森林（RF）和Cubist三种方法进行建模，通过直接预测C/N和间接预测（先分别预测TOC和TN再计算C/N）两种方式构建了土壤C/N预测模型，并对C/N数值和等级预测精度进行了解析。结果表明：（1）对于C/N数值预测，虽然最优预测策略为MIR-PLSR的直接预测，但预测精度（相对标准误差，RPD）仅为1.20；（2）C/N等级可以被准确预测，最优策略为MIR-PLSR模型的直接预测，等级判定精度为0.71；（3）C/N数值预测精度较低的原因主要有两方面，其一是烟田较为一致的严格施肥措施降低了耕层土壤碳氮含量的空间差异，从而也降低了C/N的空间变异（变异系数为17.15%，中度变异），二是C/N与VNIR、MIR光谱的相关性均较低。因此，基于MIR-PLSR可以对C/N等级进行直接预测。
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基于DNDC模型评估极端高温和长期变暖对水田土壤有机碳的影响——以福建省漳州市为例
李晶，陈伟明，孙佳蕊，谢希临，张华，沈金泉，廖文强，邢世和，张黎明
2025,62(3):665-676, DOI: 10.11766/trxb202402070064
摘要：
全球正经历以变暖为主、极端事件趋强趋频的气候变化，但其对土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）的影响并不完全一致，区分并量化极端高温和长期变暖对SOC的影响是制定适应性策略的关键。利用1：5万大比例尺土壤数据库和DNDC（DeNitrification-DeComposition）模型，模拟了1980—2016年福建省漳州市水田土壤在气候平均态、极端高温、长期变暖及实测温度四种气候情景下SOC的动态变化。结果表明，长期变暖、极端高温及二者协同对漳州市水田SOC的净贡献量分别为13.81、-80.02和-66.14 Gg。因此，虽然在气候变暖背景下土壤仍具有较强的固碳能力，但未来频发的极端高温事件可能在一定程度上造成更大的碳损失。
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基于土壤剖面发生层和环境变量的安徽省土壤有机碳空间分布特征
高文静，夏冰，芦园园，应蓉蓉，胡鹏杰，李轶湑，陈红枫，钱家忠
2025,62(3):677-691, DOI: 10.11766/trxb202402040063
摘要：
为了解安徽省土壤有机碳的空间分布特征和提高区域土壤固碳潜力，以安徽省典型土壤剖面的发生层为切入点，测定了451个典型土壤剖面表土层（A层）、心土层（B层）和母质层（C层）土壤有机碳含量，运用地统计学方法分析土壤剖面有机碳分布特征，并利用相关分析、随机森林回归分析方法探讨了土壤有机碳含量空间分异的影响因素，绘制了土壤有机碳含量空间分布图。结果表明：安徽省土壤剖面有机碳平均含量为8.47 g·kg-1，总体水平较低，其中A层平均为15.86 g·kg-1，远高于B层（平均值5.80 g·kg-1）和C层（平均值3.74 g·kg-1），且所有层次均具有中等强度的空间变异性；各发生层有机碳含量在空间分布上均大体呈现由北向南递增的特征；影响土壤有机碳空间变异因子A层是土壤颗粒组成和容重，B层是地形因子和土壤颗粒组成，C层是土壤黏粒、粉粒含量、地形因子和容重。土壤颗粒组成是驱动安徽省土壤有机碳空间分布特征的主要因子，但在制定土壤有机碳调控措施时也要充分考虑地形因子和土壤容重的影响。
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农作物秸秆腐解规律及其可溶性有机质特征
2025,62(3):692-704, DOI: 10.11766/trxb202311130472
摘要：
明确农作物秸秆的腐解规律及其释放的可溶性有机质（DOM）特性是掌握还田秸秆碳在农田土壤中环境行为的重要前提，然而目前相关研究获取的秸秆腐解信息极为有限。选取玉米、小麦、大豆和油菜等秸秆进行室内腐解，并利用光谱技术结合二维相关光谱（2D-COS）以及平行因子分析（PARAFAC）等揭示秸秆腐解的物质变化以及DOM特征。结果表明：腐解完成时秸秆的质量损失率分别为56.8%（油菜）、51.1%（玉米）、48.5%（大豆）和44.0%（小麦）；秸秆表面官能团的降解强弱依次为C=O、O-H、-CH2和-COO-；可溶性有机碳含量为10.7～23.6 mg·g-1秸秆，其中玉米和大豆秸秆SUVA254值和芳香百分比均高于小麦和油菜秸秆，E2/E3值则表现出相反的趋势；4种作物秸秆DOM均表现出从类蛋白质物质向类腐植酸物质和类富里酸物质转化的趋势。秸秆腐解过程以及释放的DOM含量均受作物类型影响，但秸秆及其DOM中物质的降解强弱和转化趋势表现出一致性。
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草海自然保护区不同土地利用方式土壤氮初级转化速率研究
2025,62(3):705-715, DOI: 10.11766/trxb202403110102
摘要：
为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率，深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响，以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象，通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究不同利用方式土壤氮初级转化速率的差异。结果表明，土地利用方式对土壤氮初级转化速率具有显著影响。湿地土壤的氮初级矿化速率（11.95 mg·kg-1·d-1，以N计，下同）和固定速率（6.13 mg·kg-1·d-1）最高，林地土壤的氮初级矿化速率最低（2.39 mg·kg-1·d-1），但是氮初级固定速率（2.09 mg·kg-1·d-1）与旱地土壤（2.29 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（1.52 mg·kg-1·d-1）没有显著差异。林地土壤的初级硝化速率（0.77 mg·kg-1·d-1）显著低于湿地土壤（2.68 mg·kg-1·d-1）、旱地土壤（6.33 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（5.39 mg·kg-1·d-1）。旱地土壤和菜地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比以及氮初级矿化速率与初级固定速率之比均大于1，而湿地土壤和林地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比均小于1，且林地土壤的氮初级矿化速率与初级固定速率之比接近1。结果表明，林地土壤相对于其他三种土壤而言，土壤中氮素矿化和固定过程耦合更为紧密，从而减少了硝化作用的发生及硝态氮的淋溶风险。本研究结果可为草海自然保护区土地利用方式的合理布局及生态修复工程的环境效应评价提供科学依据。
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餐厨垃圾堆肥对水稻土团聚体稳定性的影响及机制
2025,62(3):716-728, DOI: 10.11766/trxb202402240077
摘要：
餐厨垃圾堆肥含有丰富的有机质与盐分，施用于土壤后对土壤结构的影响及其机制尚不清楚。为探究餐厨垃圾堆肥施用对水稻土团聚体稳定性的影响，本研究基于田间定位试验（包括六个处理：不施肥、化肥、餐厨新鲜堆肥、餐厨陈化堆肥、鸡粪有机肥、猪粪有机肥），采用多种团聚体稳定性测定方法分析不同处理下水稻土团聚体稳定性，运用相关性分析与冗余分析（RDA）探讨团聚体稳定性的主要影响因素，结合土壤表面电化学参数分析团聚体稳定机制。结果表明，施用餐厨垃圾堆肥可增强水稻土团聚体水稳定性，降低气爆作用和非均匀膨胀作用。土壤表面电化学性质是影响团聚体稳定性的主要因素，四种有机肥处理的土壤表面电荷密度均增加了29.0%～45.2%。有机质与表面电荷密度、比表面积、表面电荷数量具有显著相关性，相关系数分别为0.67、0.53、-0.63。交换性钙与有机质之间具有显著正相关性，相关系数为0.90。上述结果表明餐厨垃圾堆肥可通过增加有机质增强土壤表面电荷密度，从而增加交换性钙与土壤颗粒之间的胶结作用，进而增强土壤团聚体稳定性。
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陕北榆林沙区樟子松人工林蒸腾耗水动态与影响因素
2025,62(3):729-739, DOI: 10.11766/trxb202403120106
摘要：
樟子松（Pinus sylvestris L. var. mongholica）是中国北方防沙带主要造林树种之一，在防风固沙、调节区域小气候和维持生态系统稳定方面发挥着至关重要的作用。明确沙区有限水资源条件下樟子松人工林蒸腾耗水动态及其影响因素可为该区人工植被合理建设与可持续管理提供科学依据。本文利用热扩散式液流计、土壤水分传感器、小型气象站和地下水位自动监测仪对陕北榆林沙区樟子松林地树干液流密度、土壤含水量、气象因子和地下水位动态进行连续监测，分析樟子松人工林蒸腾耗水特征及主控因子。结果表明：（1）监测期间（2021年5月-2021年10月）樟子松树干液流密度呈现先增加后降低的趋势；晴天液流密度呈单峰曲线变化且峰值较高，而阴天和雨天液流密度变化不规律且峰值较低。（2）樟子松树干液流密度对风速和气温变化的响应最为敏感，地下水位波动次之。（3）樟子松日均蒸腾耗水量为0.67 mm·d-1，生长季总蒸腾耗水量为147 mm。饱和水汽压差、风速、温度、光合有效辐射和地下水位季节波动及其引起的土壤含水量变化是影响樟子松蒸腾耗水动态的主控因子。研究结果可为沙区水资源高效利用和固沙植被可持续管理提供理论依据。
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溶解性有机质介导下Shewanella putrefaciens CN32与Geobacter sulfurreducens PCA共培养对汞形态转化的影响
宋恩，王韫橙，江杨昭，赵皓宇，胡大福，胡玉洁，卞永荣，杨兴伦，叶茂，蒋新
2025,62(3):740-751, DOI: 10.11766/trxb202402030060
摘要：
溶解性有机质和微生物影响稻田湿地厌氧条件下汞的形态转化，然而，目前还不清楚在这种条件下，特定有机质如何影响汞形态转化。为探明几种溶解性有机质（DOM）介导下微生物共培养对汞形态转化的影响，通过模拟厌氧环境，选择3种DOM（含巯基的半胱氨酸、谷胱甘肽与黄腐酸）和2种微生物（快速营造还原环境的希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens CN32）与汞甲基化功能微生物地杆菌（Geobacter sulfurreducens PCA）），进行批处理试验，研究DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的作用机理。结果表明，G. sulfurreducens PCA对Hg（Ⅱ）的单位细胞吸附/吸收容量仅为S. putrefaciens CN32的69.0%，半胱氨酸和谷胱甘肽未提高G. sulfurreducens PCA胞内总汞比例，而降低了S. putrefaciens CN32胞内总汞比例。对于G. sulfurreducens PCA培养体系，半胱氨酸促进了汞还原和甲基化，谷胱甘肽促进了汞还原，而黄腐酸抑制了汞还原和甲基化。在S. putrefaciens CN32与G. sulfurreducens PCA共培养体系，其半胱氨酸络合态汞甲基化比例高达18.7%，这主要归因于微生物共培养增强了G. sulfurreducens PCA汞甲基化。本研究进一步认识了厌氧条件下DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的影响机制，为稻田湿地中汞污染修复提供了理论依据。
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锰改性生物质炭调控土壤-溶液体系中砷赋存形态的机制研究
黄琴，童非，王博，杜晓菲，樊广萍，刘丽珠，张明超，邱一格，高岩
2025,62(3):752-765, DOI: 10.11766/trxb202401030007
摘要：
淹水稻田土壤中砷（As）的还原释放增强。利用具有高氧化和吸附能力的锰（Mn）改性生物质炭（MBC），通过炭-土混合和分离处理探究MBC抑制土壤-溶液体系中砷释放的作用机制，揭示其调控土壤砷形态转化的可能路径。结果表明，与对照和未改性生物质炭相比，负载锰氧化物的生物质炭（MBC）显著促进土壤溶液As（III）氧化为As（V），在培养期间始终维持低浓度As（III）（0.02～0.88 mg·L-1），且向土壤溶液释放的Mn离子易与As（V）形成沉淀。MBC丰富的孔隙结构和含氧官能团促进吸附更多的无机砷（iAs），同时MBC对铁（Fe）表现出较好的亲和力（吸附的Fe含量达3.12 mg·g-1），显著降低了土壤溶液Fe浓度，并通过MBC上锰氧化物的还原提高土壤溶液pH（0.08～0.22个单位）以促进Fe离子在固相中沉淀，增强固相对iAs的吸附。28 d时MBC吸附的As含量为未改性生物质炭的12倍。MBC高氧化性能抑制铁矿物的还原溶解，显著降低土壤有效态Fe和As含量（P < 0.05），促进土壤有效态As向更稳定的铁锰结合态和残渣态As转变。综上，添加MBC能够抑制固相砷释放，促进淹水稻田土壤溶液中的砷向土壤稳态砷转化，显著降低稻田土壤砷活性与毒性。
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钙质紫色泥岩对酸性紫色土的改良效果研究
2025,62(3):766-778, DOI: 10.11766/trxb202403170116
摘要：
大面积的紫色土存在酸化问题，而钙质紫色泥岩具有高pH、矿物组成丰富和低重金属含量的特征，理论上可用于就近改良酸性紫色土。本研究通过80天的室内培养试验，探究了侏罗系沙溪庙组（J2s）和侏罗系遂宁组（J3sn）两种钙质紫色泥岩对酸性紫色土的改良效果。结果表明，两种紫色泥岩对酸性紫色土均有较好的改良效果，降低了土壤酸度，增加了土壤钾素含量及其生物有效性，钝化了土壤中的重金属。相比于J2s泥岩，J3sn泥岩由于钙质含量更为丰富等原因，对酸性紫色土的整体改良效果更佳。（1）J2s泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH由空白处理的4.73分别提高至4.93、5.30、6.27，土壤交换性酸由空白处理的2.84 cmol·kg-1分别降低至2.79、1.40、0.70 cmol·kg-1；J3sn泥岩在2%、5%和10%的添加量下，酸性紫色土的pH分别提高至7.20、7.87、8.00，土壤pH已提高至中性至碱性范围，土壤中已无交换性H+和Al3+。添加钙质泥岩还增加了土壤交换性Ca2+含量、有效阳离子交换量和盐基饱和度。（2）土壤的速效钾、缓效钾和全钾含量整体表现出随着两种钙质泥岩用量的增加而增加。培养80天后，添加2%、5%和10%的J3sn泥岩培养后的土壤有效态钾占全钾的比例从1.58%提高至1.91%、2.01%和2.24%，添加J2s泥岩后的土壤有效态钾占比随用量的增加分别升至1.76%、1.88%和2.08%。（3）添加紫色泥岩后，土壤中Cu、Zn、Ni、Pb、Cd 5种重金属的全量含量无显著增加，但有效态重金属含量及其占全量的比例均显著降低。在相同用量条件下，J3sn泥岩对酸性紫色土中的重金属钝化效果优于J2s泥岩。鉴于钙质紫色泥岩在紫色母岩出露区域具有价廉易得、破碎容易和施用方便的特点，可以低成本和高用量地就近改良酸化紫色土。建议在田间条件下改良酸性紫色土，高钙质含量的J3sn泥岩每亩施用量1～3吨，钙质含量稍低的J2s泥岩每亩施用量5～8吨为宜。
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一株高效植物促生菌阻控小麦从弱碱性农田土壤中吸收镉的作用
2025,62(3):779-790, DOI: 10.11766/trxb202402170070
摘要：
中轻度镉（Cd）污染农田的安全利用对于农产品安全和人体健康具有重要意义。为研究具有钝化Cd功能的植物促生菌阻控小麦从弱碱性农田土壤吸收Cd的作用，以扬麦13为供试植物，以弱碱性重金属复合污染农田土壤为供试土壤，利用盆栽试验，研究台氏假单胞菌WRS8在拔节期、孕穗期及成熟期对小麦生长、根际土与小麦不同部位Cd含量以及根际土壤和根内细菌群落的动态影响。结果表明，相较于不接菌的对照，根际接种菌株WRS8使扬麦13地上部、根生物量及籽粒千粒重分别显著提高了34%～64%、60%～102%和10%～14%，并使地上部、根、籽粒及根际土壤Cd含量分别下降55%～60%、5%～8%、78%～82%和32%～49%，且接菌处理在孕穗期和成熟期显著提高了根际土壤的pH。就根际土壤和根内生细菌群落而言，接种菌株WRS8仅在孕穗期显著降低了根内细菌群落的α多样性指数；主坐标分析（PCoA）结果表明，接菌处理与生育期的延长均显著改变了根际土壤和根内细菌群落结构。接种菌株WRS8在降低根际土壤细菌绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）相对丰度的同时提高了节杆菌属（Arthrobacter）和芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度；并于拔节和孕穗期显著提高根内假单胞菌属（Pseudomonas）相对丰度。综上，菌株WRS8不仅能显著降低扬麦13从弱碱性农田土壤中吸收Cd，还能有效提高小麦生物量与产量，具有实现弱碱性重金属污染农田安全利用的潜能。
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生菜对燃煤排放大气颗粒物沉降重金属的叶面吸收
2025,62(3):791-800, DOI: 10.11766/trxb202401290047
摘要：
煤等化石能源燃烧排放大量颗粒物和重金属进入大气，再以干湿沉降的形式输入农田环境，从而直接影响作物生长及其重金属累积，并经食物链间接威胁人类健康；富含重金属的大气颗粒物可通过沉降至土壤中经根吸收和干沉降至作物叶表直接吸收2种途径进入植物体内，但其相应占比和具体机制尚不明确。设计了侧开式（覆细颗粒物（PM2.5）滤膜）透明气室进行蔬菜盆栽试验，模拟不同燃煤地区的实际大气颗粒物干沉降量，定量比较了我国南方、北方2种代表性燃煤电厂粉煤灰分别通过沉降至土壤和叶表两种方式对生菜生长和叶片累积典型重金属的影响。结果表明，大气沉降是农作物中镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）的重要来源，生菜叶片中重金属含量均随粉煤灰沉降量升高，叶面直接吸收是其累积大气颗粒物中Cd、Pb的主要途径，占比分别可达40.9%～84.2%和62.3%～85.6%；但当大气沉降通量较高或者生物有效性较低时，颗粒物中的重金属如As主要经土壤-根迁移、吸收、转运的途径被叶片累积。南方粉煤灰由于大部分重金属含量或在土壤-生菜系统中的生物有效性高于北方粉煤灰，相应的叶片重金属积累和光合活性降低及毒性效应减产也更强。因此，源头防控、削减燃煤等排放大气颗粒物的重金属沉降输入以及抑制叶面滞尘等综合污染治理措施对保障燃煤区农作物生长和叶菜类农产品质量安全具有重要环境健康意义。
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花生/玉米间作增加花生土壤微生物活性促进土壤有机碳固持
2025,62(3):801-810, DOI: 10.11766/trxb202312260540
摘要：
间作种植模式是利用农田生物多样化增加土壤碳（C）固存的有效途径。为探究间作体系中邻近玉米的花生根际微生物对土壤有机碳（SOC）固持的贡献，依托江苏省农业科学院花生/玉米间作长期实验平台，设置两行花生两行玉米带状种植，利用生态测试板（BIOLOG）和气相色谱等技术，分析玉米对邻近花生根际微生物C代谢能力的影响机制，解析微生物残体碳的积累规律。结果表明，相较于远离玉米的花生，邻近玉米的花生根际多酚氧化酶活性降低了19.0%，平均颜色变化率（AWCD）提高了22%，根际微生物对酚酸类和氨基酸类的代谢能力分别提高了149.4%和16.1%；邻近玉米的花生根际土壤总氨基糖含量（TAS）相较于远离玉米的花生提高了6.45%，并提高了其细菌残体碳和真菌残体碳的含量，最终促使SOC提高了12.9%。研究表明邻近玉米没有改变花生根际土壤呼吸速率，而是降低花生根际SOC分解酶活性并增强根际微生物对更广泛有机碳组分的代谢能力，进而通过积累微生物残体碳（包括细菌和真菌残体碳）来提升根际SOC固持。
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不同盐渍化土壤养分-微生物生物量-胞外酶活的化学计量特征
2025,62(3):811-824, DOI: 10.11766/trxb202403220128
摘要：
土壤盐渍化制约了养分利用效率的提高和产能提升。研究盐渍障碍下土壤养分变化及微生物反馈调节规律，可为盐渍化土壤养分调控提供科学依据。采集我国典型盐渍化区域含盐量范围分别为< 3 g·kg-1（S1）、3～10 g·kg-1（S2）、> 10 g·kg-1（S3）的土壤作为研究对象，分析不同盐渍化土壤碳氮磷养分元素、微生物生物量、胞外酶活的计量及其生态化学计量比差异，明晰盐渍障碍下土壤养分限制与微生物代谢限制特征的变化规律。研究结果显示：（1）盐渍化土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量均有所下降，且根据第二次全国土壤普查养分分级标准，S3土壤有机碳、全氮和碱解氮均降到了五级缺乏等级，而土壤磷钾库均相对较充足。（2）盐渍化土壤胞外酶活碳氮比（Enzyme C/N），胞外酶活碳磷比（Enzyme C/P），胞外酶活氮磷比（Enzyme N/P）均不同程度地偏离1：1。酶化学矢量模型结果显示，S3土壤的微生物碳限制、微生物氮限制均显著高于S1、S2土壤。说明盐渍化障碍程度的增加使得土壤元素、微生物活性均趋向于碳、氮资源限制。（3）总盐分含量（TS）、Na+、K+、碱化度（ESP）、Cl-、年均蒸降比（MAV/MAP）是盐渍化土壤养分-微生物生物量-胞外酶活碳氮磷计量比的关键制约因子；随机森林结果表明Cl-、TS、MAV/MAP是微生物相对碳限制主要驱动因素，TS、ESP、钠吸附比（SAR）、Cl-、Na+、MAV/MAP是微生物相对氮限制主要驱动因素。综上，相对于磷、钾养分库容的相对充足状态而言，盐渍化障碍更易导致土壤与微生物共同的碳、氮限制特征，并且限制程度会随着盐渍障碍的加强而加重。因此亟需研究并提出针对盐渍化耕地土壤的有机调控与高效精准碳、氮管理。
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不同碳氮比物料添加对紫色土激发效应的影响及其调控机制
2025,62(3):825-835, DOI: 10.11766/trxb202311240495
摘要：
外源物料质量（碳氮比，C/N）可调控土壤激发效应，然而不同C/N物料添加对激发效应的影响及其调控机制尚不明确。以葡萄糖和硫酸铵为外源养分，通过室内培养实验探究不同C/N物料对长期秸秆配施无机肥后紫色土激发效应的影响及其调控机制。结果表明，不同C/N物料添加均产生正激发效应，但物料C/N为10时（CN10）的累积激发效应较C/N为50（CN50）和100（CN100）时显著降低了87.4%和93.7%。CN100和CN50处理较CN10显著提升土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC），显著降低了可溶性总氮（TDN）含量。在培养14 d和43 d后，CN100处理较CN10均显著提升了α-纤维素酶（CBH）、β-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性。前两周累积激发效应与MBC、CBH、NAG、LAP呈显著正相关关系，与TDN、（βG+CBH）/（NAG+LAP）（βG，β-葡糖苷酶）呈显著负相关关系；培养结束时累积激发效应与MBC、βG、CBH、NAG、LAP和（βG+CBH）/（NAG+LAP）呈显著正相关关系，与TDN仍呈显著负相关关系。综上，较低C/N物料能显著降低紫色土的激发效应，有助于土壤高效固碳；微生物主要通过调整关键酶活性来应对土壤环境中养分相对有效性的变化，进而调控激发效应。研究可为区域制定高效固碳的施肥方案，以及深入理解农田生态系统碳动态及其微生物驱动机制提供理论依据。
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生物质炭与化肥减量配施对红壤线虫群落特征的影响
程刘竹，朱柏菁，成艳红，万兵兵，刘婷，陶邑恒，陈小云，胡锋，刘满强
2025,62(3):836-846, DOI: 10.11766/trxb202311120469
摘要：
增施有机物料并结合化肥减施是提高资源利用率并协同作物产量提升、生态环境保护和可持续发展的关键措施。生物质炭作为生物质热解产生的富碳、碱性和多孔的有机物料，其性质与红壤的贫碳、酸化和黏重的不利因素形成互补，因而在红壤耕地的生物多样性和土壤健康提升方面潜力巨大。在亚热带旱地红壤红薯-油菜种植农田中设置2×3全因子交互式设计试验，包括3个有机物料（无有机物料施用的对照、秸秆、生物质炭）和2个化肥施用量（全量化肥NPK和减量化肥60%NPK），共6个处理，探究生物质炭施用5年后对旱地红壤线虫群落的影响及驱动机制。结果表明，全量化肥施用下，与不施用有机物料的对照相比，生物质炭的施用显著增加了食细菌线虫数量、食微线虫与植食性线虫数量的比例，降低了红薯根冠比和土壤可溶性有机碳含量，提高了土壤矿质氮含量；相比之下，减量化肥施用下，与对照和秸秆相比，生物质炭显著增加了土壤线虫总数、食细菌线虫和植食性线虫以及捕杂食线虫数量，同时提高了红薯根系生物量和根冠比，以及土壤pH，但显著降低了土壤矿质氮含量。通过分析土壤线虫群落与植物生长和土壤性质的关系，表明生物质炭与化肥减量配施会造成土壤养分有效性降低，进而通过养分限制促使植物将更多光合产物投资到地下，从而增加作物根系生物量和植食性线虫数量。研究结果表明，在我国化肥减量和有机物料增施的背景下，生物质炭施用和化肥减量相结合的土壤施肥措施应全面考虑土壤养分缺乏对作物生长的潜在不利影响。
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有机培肥对根际解磷细菌群落及玉米生产力的影响
2025,62(3):847-856, DOI: 10.11766/trxb202311170480
摘要：
根际解磷细菌作为土壤中重要的功能微生物群，其丰度、群落组成和多样性变化能够影响土壤碱性磷酸酶（Alkaline phosphomonoesterase，ALP）活性与磷循环。探究有机培肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的影响机制具有重要意义。基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验，设置了4个处理：不施肥对照（M0）、低量有机肥（M1）、高量有机肥（M2）和高量有机肥加石灰（M3），通过高通量测序技术，分析有机肥处理下根际解磷细菌丰度、群落组成和多样性的变化特征。结果发现，相比于M0处理，有机肥处理（M1、M2和M3）均显著提高了土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、有效磷（AP）、解磷细菌丰度、ALP活性以及玉米生产力，其中以M3处理提升效果最佳。施用有机肥影响了解磷细菌群落组成和多样性指数，高肥处理下（M2和M3）慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和假单胞菌属（Pseudomonas）是解磷细菌群落的优势菌属，相比于M0处理，M1处理下解磷细菌多样性显著增加。土壤AP是影响解磷细菌多样性和群落结构的关键因子。相关性和结构方程模型分析表明AP和TP通过提高解磷细菌丰度和改变优势类群的相对丰度，提高了ALP活性，进而间接影响了玉米生产力。研究明确了根际解磷细菌对土壤有机磷矿化和玉米生产力的调控机制，为建立合理的有机培肥措施及提升红壤健康提供科学依据。
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紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响
2025,62(3):857-869, DOI: 10.11766/trxb202401110021
摘要：
硝化作用是氮循环的重要组成部分，会影响土壤氮素有效性，进而引发水体富营养化和温室气体氧化亚氮排放等生态环境问题。为研究水稻-紫云英种植模式下，紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响，以不施肥处理（CK）作为对照，分别设置紫云英还田（G）、施用100%化肥（C）、紫云英还田+100%化肥（GC），紫云英还田+化肥减量20%（GCT20）处理。通过实时定量PCR的方法，对各处理氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和完全氨氧化菌（comammox Nitrospira）分支A（Clade A）、分支B（Clade B）功能基因丰度进行研究。结果表明：与不施肥处理相比，紫云英还田可提升红壤水稻土中有机碳和全氮含量，而单施化肥对其无显著影响。土壤AOA和Clade B基因丰度在各处理间均无明显差异，表明这两类氨氧化微生物对化肥氮和绿肥氮的响应均较弱。然而，单施化肥或紫云英还田配施化肥均可显著提高AOB和Clade A基因丰度，但仅紫云英还田处理对AOB和Clade A基因丰度无显著影响，表明AOB和Clade A对化肥氮更敏感，而对绿肥氮的响应相对较小。此外，所有氨氧化微生物丰度均呈成熟期、孕穗期、分蘖期依次降低的趋势，表明水稻的生长和氧气浓度是影响氨氧化微生物生长的重要因素。综上所述，生育期是影响水稻土壤氨氧化微生物丰度的关键因素，但在同一生育期，紫云英还田对AOB和Clade A丰度的提升作用远低于化肥，绿肥可能更有利于氮素的保留和稳定。
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实验增温对土壤微生物的影响：基于Meta分析
2025,62(3):870-880, DOI: 10.11766/trxb202402180071
摘要：
微生物群落在土壤的各种生态活动中占据重要地位，能通过改变土壤生态系统的结构和功能，调控土壤养分供给。目前土壤微生物群落对增温的响应规律与主要影响因素尚不明确。从已经发表的206篇国内外研究文献中收集了1 020组数据，通过整合分析（Meta-analysis）法研究实验增温对土壤微生物群落（微生物生物量、群落多样性和土壤酶活性）的影响，讨论土壤微生物群落对不同增温幅度、增温年限、增温方式、种植方式及生态系统类型的差异响应，挖掘土壤微生物群落对增温处理的响应与环境因子（年平均降水量、年平均气温和平均海拔）之间的关系。结果表明：实验增温使土壤微生物群落多样性显著下降6.7%的同时使土壤抗氧化类酶、土壤碳（C）转化相关酶、氮（N）转化相关酶活性分别显著提高了7.5%、10.8%和19.7%。高增温幅度（≥4℃）更显著降低土壤微生物生物量，并增加土壤抗氧化酶和C转化酶活性；低增温幅度（≤2℃）对土壤微生物群落多样性、土壤N转化酶和磷（P）转化酶具有更显著影响。长期（>2 a）增温对土壤微生物生物量、群落多样性、抗氧化酶和C转化酶有显著影响，而N转化酶和P转化酶对中期（0.5～2 a）增温的响应更显著。不同生态系统土壤微生物对增温响应也存在差异。土壤P转化酶活性对增温的响应与平均气温、年降水量呈显著正相关关系，而土壤微生物群落多样性与平均气温、年降水量和平均海拔呈显著负相关关系。综上，实验增温显著降低土壤微生物群落多样性的同时提高了土壤酶活性，而增温幅度、增温年限和生态系统类型均会影响增温效应。
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高海拔地区农田和森林土壤稀有细菌群落结构差异及影响因素
2025,62(3):881-892, DOI: 10.11766/trxb202402030059
摘要：
微生物群落常含大量稀有物种，对土壤生态系统功能具有重要影响。然而，山地生态系统土壤稀有微生物群落的海拔分布格局及其受土地利用类型的影响鲜有报道。沿着云南老君山1 880～3 010 m的海拔梯度，采集农田和森林土壤，基于16S rRNA高通量测序分析细菌群落，基于相对丰度定义稀有物种，估算细菌群落稀有度，探究稀有细菌群落在两种土地利用类型的海拔分布模式及其影响因素。结果表明，农田和森林稀有度分别为0.266±0.71和0.209±0.064，其中农田土壤细菌群落稀有度显著高于森林21.56%，且随海拔增高呈显著降低趋势；两类土地利用类型细菌稀有度的关键驱动因子均为pH和电导率。此外，两种土地利用类型的Chao1等α多样性随海拔升高呈显著单调下降模式；与森林相比，农田土壤稀有物种的α多样性较高，而β多样性较低，表现为同质化现象。整体而言，土壤稀有细菌群落结构受土地利用类型、海拔及两者交互作用的显著影响，其中土地利用类型的作用最大。农田和森林土壤稀有细菌群落受到pH、含水率、电导率和全氮等理化性质的影响，其中pH的作用最强。与农田相比，森林稀有细菌群落与更多的理化性质显著关联，表明其对环境变化更为敏感。综上，老君山农田和森林土壤稀有细菌群落均呈显著下降的海拔分布模式，主要受pH等环境因素驱动；相关研究结果有助于深入理解土壤稀有细菌群落在土地利用类型变化下的形成和维持机制，为山地生态系统土地资源可持续发展提供科学参考。
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短期和长期氮磷添加对青藏高原草甸土壤微生物残体积累系数的影响
2025,62(3):893-904, DOI: 10.11766/trxb202401090018
摘要：
微生物残体积累系数（NAC）是单位微生物生物量积累的微生物残体量，可用来指征微生物残体的积累效率，然而青藏高原草甸生态系统的土壤NAC对短期和长期氮磷添加的响应尚不明确。以青藏高原草甸氮磷添加1年（短期）和10年（长期）后的土壤为研究对象，量化了土壤微生物残体碳（MNC）、土壤微生物生物量碳（MBC），并估算了短期和长期养分添加后的NAC，同时综合土壤基本理化性质、微生物胞外酶活性、植物生物量等环境因子，分析了NAC的主要调控因素。结果显示，短期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为31.33和38.12，不同氮磷添加处理对NAC无显著影响（P>0.05）；长期养分添加后0～10 cm和20～30 cm土层的NAC分别为14.46和17.49，氮磷添加显著降低了20～30 cm土层的NAC（P<0.05）。进一步的统计分析结果显示，pH是影响NAC的主要因素，长期氮磷添加导致土壤pH降低，从而降低了NAC。本研究探讨了NAC对氮磷添加的差异响应及影响因素，为理解氮磷沉降增加背景下微生物介导的碳积累提供了数据支持。
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川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间分布格局及影响因素
2025,62(3):905-916, DOI: 10.11766/trxb202401290049
摘要：
土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量磷（MBP）在土壤的能量循环和物质转化中起关键作用，综合反映了土壤肥力特征和生物活性。但目前尚不清楚川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间分布特征及其潜在驱动因素。依托第二次青藏高原综合科学考察项目，以川西北高寒草甸为研究对象，采用氯仿熏蒸法，测定并比较川西北高寒草甸土壤微生物生物量空间异质性及其影响因素。结果表明：（1）川西北高寒草甸MBC和MBN均呈现由南向北递减的趋势，而MBP则呈现由南向北递增的趋势，MBC：MBN由东北向西南减少，MBC：MBP较为复杂，但总体由南向北下降，MBN：MBP由西向东呈增加趋势。（2）随机森林模型表明，年均温（MAT）、年降水（MAP）、土壤pH（pH）以及土壤含水量（SMC）是正向影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；结构方程模型（SEM）进一步说明，pH、土壤容重（BD）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接负向影响，土壤全碳（TC）对土壤微生物生物量及其化学计量比的变化有直接正向影响，MAT和MAP间接对土壤微生物生物量和化学计量比产生负面影响，MAT和MAP主要通过降低pH来增加MBC和MBP，MAT还通过直接降低TC，增加MBN及降低MBP。（3）川西北高寒草甸整体表现出碳限制、氮限制、磷限制依次降低的养分限制情况。综上，川西北高寒草甸土壤pH、BD以及TC对微生物生物量及其化学计量比的改变有直接效应，而MAT和MAP是间接影响微生物生物量及其化学计量比的重要因素；此外，经纬度的共同作用影响并改变了川西北高寒草甸养分限制在空间上的分布格局。
新视角与前沿
综述与评论
研究论文
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微塑料除草剂复合污染对土壤呼吸与可溶性有机质光谱特征的影响
DOI: 10.11766/trxb202501190038
摘要：
微塑料、除草剂广泛残存于农田土壤中，但二者复合污染对土壤碳循环的影响研究鲜有报道。本研究以氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料为模式污染物，通过土壤呼吸培养试验结合紫外和荧光光谱技术探究微塑料除草剂复合污染对土壤二氧化碳（CO2）排放速率与可溶性有机质（DOM）组分特征的影响。结果表明，在培养试验的7~45 d，氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料均能提高黑土和红壤CO2的排放速率，但在第60 天氟磺胺草醚导致红壤CO2排放速率降低了14.8%~21.6%，且氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料存在协同作用，其复合污染下红壤的CO2排放速率降低了54.3%~79.7%。添加0.1%和1%聚乳酸微塑料均能提高土壤DOM含量。紫外/荧光光谱结果表明，聚乳酸微塑料增强了黑土的DOM腐殖化与芳香性。高添加量氟磺胺草醚-聚乳酸微塑料复合污染加速了红壤有机质转化。平行因子分析解析出三种荧光组分，分别为陆源类腐殖酸、短波段腐殖酸和类富里酸，聚乳酸微塑料是提高黑土中三种组分含量的关键因子，而氟磺胺草醚-聚乳酸微塑料复合污染对红壤DOM三种组分无显著影响。综上，本研究为理解微塑料除草剂复合污染对土壤碳循环的影响提供了科学认知，有利于深化对土壤生态健康及环境管理的理解。
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褐藻类物质对土壤碳组分、酶活性和温室气体排放的影响
吕浩楠, 杨闻天, 周晓嘉, 卢方珂, 吴清云, 张良金, 单夫业, 董勤德, 杨越超, 申天琳
DOI: 10.11766/trxb202410280412
摘要：
探究了海藻肥中的主要功能成分——褐藻类物质对土壤性质、碳组分、酶活性和温室气体排放的潜在影响。采用土壤室内培养的方法，设置空白对照（CK）、褐藻原粉处理（Sea）、黏度为66 mPa?s的海藻酸钠处理（Alg66）、黏度为360 mPa?s的海藻酸钠处理（Alg360）和岩藻多糖处理（Fuc），共5个处理，在25 ℃下培养112 d，定期取样测定土壤理化性质、土壤碳组分、土壤酶活性和温室气体。结果发现，与CK相比，添加褐藻类物质均能提高土壤有机碳含量和全氮含量，Sea处理土壤有效磷和速效钾含量分别提高了19.83%和260.23%；褐藻提取多糖处理（Alg66、Alg360、Fuc）土壤有效磷含量分别降低了17.67%、2.74%和20.15%，土壤速效钾含量分别降低了11.41%、3.85%和6.36%。Fuc处理能显著提高活性碳组分含量，尤其是溶解性有机碳，在培养期结束时较其他处理差异显著，含量为CK的6.34倍。Fuc处理提高了土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（BX）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）的活性。与CK相比，添加褐藻类物质均提高了CO2排放量，Alg66、Alg360能够减少N2O排放，各处理对CH4排放的影响无明显差异。上述结果表明，褐藻类物质能够提高土壤碳氮养分。岩藻多糖显著提高土壤酶活性和活性碳组分含量，海藻酸钠能够降低N2O排放。由此可见，褐藻类物质具有一定的绿色增效潜力，其不同成分对土壤的作用效果各异，在新型肥料的生产与应用领域存在发展空间。
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非饱和土壤水一维流动有限元法求解编程思路
DOI: 10.11766/trxb202412010459
摘要：
《新时代中国土壤物理学主要领域进展与展望》指出我国土壤物理学研究存在的一个问题是原创性研究较少，其原因之一是从事我国土壤物理学研究的大部分学者数理基础不强，因此较难在土壤物理过程数值模拟上有突破。土壤物理过程数值模拟的关键方程是理查兹方程。目前关于有限元法求解理查兹方程的论文不少，但是大多理论性强且可操作性较弱，对数理基础不强的研究人员而言，理解与编程实现存在较大困难。因此，本文旨在提供一份包含详细推导步骤的有限元法求解一维理查兹方程的编程思路：首先通过加权余量方程的建立得到理查兹方程的弱形式，继而利用雅可比变换和高斯数值积分等方法将弱形式方程转化为非线性代数方程，最后采用牛顿-拉夫逊法并代入边界条件求解非线性代数方程。基于上述编程思路编写了相应代码，模拟结果得到了实测土壤入渗试验数据的验证。本文提供的编程思路及代码可让数理基础不强背景的初学研究人员能够较快实现一维理查兹方程有限元法数值模拟，以期对未来我国在土壤物理过程数值模拟上实现突破起到一些积极作用。
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不同海拔梯度下干热河谷植被恢复对土壤线虫群落的影响
曾小玲, 姜 川, 陈远洋, 冯德枫, 陈殊洁, 杨雅娜, 金艳强, 刘成刚
DOI: 10.11766/trxb202407020268
摘要：
植被恢复是改善金沙江干热河谷生态环境最有效的途径之一，探究人工和天然植被恢复下土壤线虫群落组成与结构的变化可为该区森林生态系统的合理经营提供理论依据。以金沙江干热河谷低（1 150 ~ 1 200 m）、中（1 350 ~ 1 400 m）和高（1 550 ~ 1 600 m）3个海拔梯度的新银合欢人工林、余甘子天然灌草丛以及滇榄仁+清香木混合灌草丛为研究对象，应用线虫群落生态学指数、c-p类群结构及营养结构特征指数等，分析不同海拔下各植被恢复方式对线虫群落功能结构的影响。结果表明：（1）试验共捕获食细菌线虫17个属，数量占总数的37.3%；捕食-杂食线虫21个属，占总数的53.2%。孔咽属、丽突属及微矛线属为共同优势属。（2）线虫营养类群以捕食杂食性线虫和食细菌线虫为主，而食真菌线虫和植物寄生线虫占比较低，且类群偏向于k-对策者。（3）不同海拔的植被恢复方式对线虫丰度、营养类群及生活史策略的影响具有一定差异。随着海拔升高，滇榄仁+清香木混合灌草丛的线虫群落多样性和稳定性逐渐增加，余甘子灌草丛则相反，而新银合欢人工林呈现以中海拔为最低的“V”型变化趋势。同时，低海拔的新银合欢人工林提高了食细菌线虫和捕食杂食性线虫的代谢足迹，食物网更加复杂稳定。（4）土壤硝态氮、有效磷和含水量是该区植被恢复土壤线虫群落变化的主要驱动因子。综上所述，在植被恢复过程中，低海拔区域宜以新银合欢人工林为主，并在中、高海拔地区积极保护天然灌草丛以促进金沙江干热河谷退化土壤的生态修复。
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极端暴雨作用下排土场边坡土壤剥蚀率对植被覆盖度的响应
DOI: 10.11766/trxb202409270378
摘要：
排土场是一种典型的人工再塑地貌，由于近年受极端暴雨的影响，边坡极易发生滑坡和泥石流等地质灾害，造成水土流失，导致矿区植被恢复困难。为此，本研究通过人工模拟降雨试验，旨在探究不同降雨强度（50、75、100 mm∙h -1）和植被覆盖度（0%、40%、70%）下，排土场坡面土壤剥蚀率随产流时间的变化特征及土壤剥蚀率与水动力学参数之间的定量关系。结果表明，土壤剥蚀率主要受降雨强度及植被覆盖度的影响，对土壤剥蚀率的贡献率分别为50%、36%。3种降雨强度下，植被覆盖度为70%的产流产沙总量较0%分别显著下降18%~27%及84%~87%（P＜0.05）。不同植被覆盖度，降雨强度为100 mm∙h -1的产流产沙总量较50 mm∙h -1分别显著增加1940~2530 mL及66.92~386.14 g（P＜0.05）。在0%、40%、70%植被覆盖度下土壤剥蚀率与雷诺数、剪切力和径流功率三个水动力学参数均呈极显著幂函数关系（P＜0.01），各水动力学参数间呈极显著线性正相关关系（P＜0.01）。就拟合优度而言，不同水力参数植被覆盖度均表现为70%＞40%＞0%，土壤剥蚀率与径流功率拟合效果最显著，决定系数R2为0.894。该项研究阐明了排土场覆土边坡植被覆盖度与坡面侵蚀动力的关系，揭示了排土场覆土边坡在不同植被覆盖度下的土壤侵蚀过程，研究结果可为矿区排土场植被建设和生态修复提供理论依据。
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中国花生主产区土壤养分丰缺状况及影响因素
索炎炎, 李亮, 李倩, 司贤宗, 徐凤丹, 程培军, 闫萌, 吴士文
DOI: 10.11766/trxb202411050424
摘要：
明确中国花生产区土壤养分状况，对指导花生科学施肥、促进花生高产高效生产至关重要。于2022年在中国花生主产区采集1 020个耕层土壤样品，评价了中国花生种植土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾及pH状况，分析了不同起垄种植方式、产量水平、土壤类型及土壤质地下花生种植土壤养分的变化特征。结果表明，中国花生主产区土壤有机质、全氮、碱解氮含量平均分别为15.15 g?kg-1、1.01 g?kg-1、104.49 mg?kg-1，分别有78.62%、60.49%和43.72%的样点处于缺乏水平，且主要集中在东北、西北和黄淮海花生产区的辽宁、河北、河南、新疆等地。土壤有效磷含量平均为39.76 mg?kg-1，仅有13.14%的样点缺磷，且主要分布在南方区的云南和长江流域花生产区的四川等地。土壤速效钾含量平均为126.71 mg?kg-1，有38.62%的样点缺钾，主要分布在黄淮海的河北和南方花生产区的广东等地。耕作方式、种植方式、产量水平影响土壤养分状况，起垄种植的土壤碱解氮和速效钾含量分别较平作显著提高6.04%和31.72%；夏播花生土壤有机质、碱解氮、速效钾和全氮含量较春播和麦套花生分别平均提高24.33%、67.37%、25.85%和14.87%；高产地块土壤pH、碱解氮、有效磷含量较低产地块分别提高5.48%、6.33%和26.24%。不同土壤类型的土壤养分特征也存在差异，各土类土壤有机质含量（16.08 g?kg-1）整体偏低，以风沙土（11.5 g?kg-1）最低；风沙土（79.2 mg?kg-1）、褐土（75.33 mg?kg-1）、灰钙土（84.29 mg?kg-1）和潮土（84.88 mg?kg-1）的土壤碱解氮含量缺乏；各土类土壤有效磷含量（39.43 mg?kg-1）较为丰富，以砂姜黑土（70.31 mg?kg-1）最高；砖红壤的土壤速效钾含量（78.78 mg?kg-1）缺乏。整体而言，中国不同花生产区土壤养分存在较大差异，土壤有机质、全氮、碱解氮不足主要出现在东北、西北和黄淮海风沙土、潮土和褐土花生产区，土壤有效磷基本不缺，土壤速效钾不足主要出现在南方砖红壤花生产区。建议中国花生主产区应严格控制磷肥投入，在土壤氮、钾缺乏的花生产区适量增施氮肥和钾肥。
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覆盖种植下土壤中代谢物-微生物及枸杞产量的响应
陈浩楠, 马丫然, 高亚苗, 南雄雄, 朱丽珍, 杨柳, 王芳
DOI: 10.11766/trxb202410220409
摘要：
探析覆盖作物种植模式对枸杞园土壤中代谢物组分、微生物多样性及枸杞产量的影响，旨在为区域经济林可持续发展提供理论依据。通过田间裂区设计，主处理设置传统枸杞单作（M）和覆盖种植（I）2种模式，副处理为施用有机肥（3个施肥水平），分析不同种植模式下土壤理化性质、微生物群落结构、关键代谢物组分和作物产量变化，以及差异代谢物与微生物指标的相关关系。结果表明，与传统枸杞单作相比，覆盖种植模式表层土壤电导率、有机碳含量、全氮含量、有效氮（铵态氮和硝态氮）含量、速效钾含量和微生物生物量氮分别显著增加29.66%、47.80%、39.09%、46.23%、36.64%和22.56%，同时，覆盖种植提高了土壤微生物多样性，其中细菌香农指数显著增加4%，辛普森指数显著降低43.04%。通过代谢组分析共鉴定出867种代谢物，差异代谢组分84种，包括脂类、有机酸、苯丙烷类和碳水化合物等；关键代谢物6种，其中对枸杞产量具有促进作用的代谢物2 种；覆盖种植下枸杞产量显著提高6.36%。因此，覆盖作物能够改善土壤微生态环境，引起土壤中特定代谢物变化，有效提升枸杞产量，适用于枸杞种植。
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γ-MnO2介导蛋白胨非生物氮矿化作用机制及其影响因素
洪俊, 夏贤格, 陈云峰, 刘波, 段小丽, 张敏敏, 聂新星, 杨利
DOI: 10.11766/trxb202412050475
摘要：
现有研究多关注微生物活动对土壤有机氮矿化的影响，忽视了非生物作用对其贡献，尤其是典型锰氧化物介导下有机氮的非生物矿化过程。以六方锰矿（γ-MnO2）为供试矿物，大豆源蛋白胨为土壤有机氮代表，设计了3个实验体系，即蛋白胨（0.25 g?L–1）单一体系、γ-MnO2（1.0 g?L–1）单一体系以及蛋白胨（0.25 g?L–1）与γ-MnO2（0.25~2.0 g?L–1）混合体系，研究了近中性环境条件下γ-MnO2介导蛋白胨非生物氮矿化过程和反应机制。结果表明，在pH 7.0、空气氛围下，γ-MnO2可促使蛋白胨氮矿化，生成无机态氮。蛋白胨（0.25 g?L–1）矿化速率随着初始γ-MnO2浓度（0.0~2.0 g?L–1）的提高先增大后趋于平衡；Mn(IV)、Mn(III)以及矿物表面产生的活性氧物种（ROS）是蛋白胨矿化生成无机态氮的主要氧化剂。本研究有望深化农田土壤有机氮矿化机理，丰富对农田生态系统中氮循环的认知。
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汾河河岸带土壤硝化速率时空分布特征及其影响因子
DOI: 10.11766/trxb202406110229
摘要：
水陆交错带是有效拦截径流氮污染物进入水体的最后屏障。硝化作用是土壤氮循环的一个关键过程，研究河岸水陆交错带土壤硝化速率时空分布特征及影响因素有助于了解河岸水陆交错带土壤脱氮作用。选取汾河太原段河岸水陆交错带作为研究对象，通过对距岸边不同距离、不同深度及不同季节的土壤样品进行硝化速率和理化指标的测定分析，揭示河岸水陆交错带土壤硝化速率和理化性质的时空分布特征，通过Spearman相关分析、RDA排序分析及结构方程模型进一步探讨影响土壤硝化速率的主要驱动因子。研究结果表明：（1）研究区水陆交错带土壤含水率、有机质、全氮、铵态氮和硝态氮随距岸边距离的增加而降低，而容重随距岸边距离的增加而增加；土壤含水率、电导率、有机质、全氮、铵态氮、硝态氮随土层深度的增加而降低；夏季土壤含水率、容重、有机质、全氮、硝态氮平均值均低于秋季，铵态氮则高于秋季；（2）土壤硝化速率随距岸边距离的增加呈先升高后降低的趋势，表层土壤硝化速率（20.43 mg·kg-1·d-1）高于底层（8.97 mg·kg-1·d-1）；夏季和秋季土壤硝化速率的平均值分别为15.12 mg·kg-1·d-1、14.28 mg·kg-1·d-1；（3）土壤全氮是影响水陆交错带夏季土壤硝化速率的主要影响因子。土壤全氮是影响水陆交错带夏季土壤硝化速率的主要影响因素。综上，在河流氮污染严重的情况下，充分保护1 m以内的水陆交错带，有助于提高河岸带土壤拦截径流氮污染的能力，并为河岸带驳岸生态建设及保护和管理提供科学依据。
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不同管理措施对太湖流域稻田生产力和磷平衡的影响
DOI: 10.11766/trxb202408030317
摘要：
为探究不同管理措施对稻田生产力和磷平衡的影响，选取太湖流域典型水稻区作为研究对象，探讨不同磷肥施用量（P2O5 0、45、90 kg·hm-2）和灌溉方式（淹水、轻度落干、重度落干）对水稻产量、吸磷量、土壤磷损失及磷平衡的影响。两年田间试验结果表明：与不施磷相比，施磷处理可提高产量，增产幅度为2.20%~11.5%。与P2O5 45 kg·hm-2处理相比，P2O5 90 kg·hm-2处理降低了磷肥农学效率和磷肥利用率，分别平均降低34.9%和29.4%。与不施磷处理相比，施磷处理显著增加了土壤有效磷（Olsen-P）和活性磷组分（Resin-P、NaHCO3-Pi和NaOH-Pi之和）含量，分别增加19.1%~62.4%和36.5%~101%。此外，施磷处理显著增加了稻田土壤磷流失，增加幅度为79.1%~292%。而相较于淹水，轻度落干和重度落干处理可显著降低稻田磷损失，分别平均降低27.0%和35.6%，尤其是径流量，分别降低31.5%和41.3%。P2O5 90 kg·hm-2处理可维持稻季磷平衡，而由于土壤磷的高有效性及Olsen-P高于20 mg·kg-1时，施用P2O5 45 kg·hm-2即可满足水稻需求。结构方程模型分析揭示了Olsen-P和NaOH-Pi是水稻产量的主要影响因子，而Resin-P是磷损失的主要影响因子。因此，推荐采用轻度落干灌溉方式，并根据作物需磷量和土壤磷含量来确定合适的施磷量，及当土壤Olsen-P高于20 mg·kg-1时，P2O5 45 kg·hm-2施磷量即可满足水稻需求，以此实现作物产量最大化和磷素流失最小化。研究结果为太湖流域稻田养分管理和面源污染防控提供了科学依据。
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秸秆预处理方式对秸秆在土壤中矿化和激发效应的影响
DOI: 10.11766/trxb202406290265
摘要：
秸秆还田是农业可持续发展的一种有效方式，秸秆预处理方式对秸秆在土壤中的分解和激发效应的影响很少受到关注。通过室内培养实验结合自然丰度法，探究热解秸秆、腐解秸秆和原秸秆在土壤中的矿化和激发效应。结果表明：培养60 d后秸秆材料在土壤中的累积矿化量由高到低依次为腐解秸秆（1 945 mg·kg-1）、原秸秆（1 576 mg·kg-1）、热解秸秆（27 mg·kg-1）。热解秸秆和原秸秆对土壤有机碳的激发效应分别为持续的负激发效应和正激发效应。腐解秸秆的激发效应由培养初期的正效应转变为培养后期的负效应。原秸秆和腐解秸秆添加显著增加土壤真菌丰度以及β-葡萄糖苷酶、纤维素酶活性（P < 0.05），热解秸秆的添加对土壤真菌丰度和β-葡萄糖苷酶、纤维素酶活性影响不显著。高通量测序结果表明，腐解秸秆的添加显著增加土壤放线菌门相对丰度，原秸秆的添加显著增加了土壤厚壁菌门相对丰度（P < 0.05）。热解秸秆在农田土壤中的低矿化量和负激发效应使其较腐解秸秆和原秸秆具有更好的有机碳固存潜力。
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不同富集策略下土壤可培养解钾细菌群落特征变化
曾涛, 把梦娅, 夏围围, 张耀鸿, 蔡元锋, 陈晓芬, 贾仲君
DOI: 10.11766/trxb202406230255
摘要：
解钾细菌（potassium-solubilizing bacteria, KSB）具有独特解钾优势，被视为生态农业可持续发展的核心植物促生菌。为充分发掘环境中的解钾细菌资源，本研究探究了多种富集策略下土壤解钾细菌群落特征变化。采用解钾细菌富集培养基（KM），并以细菌富集培养基（BM）作为对照，通过液体（L）与固体（S）培养法，连续传代三次（1st、2nd和3rd）富集培养供试土壤中细菌或解钾细菌，收集每一代次可培养微生物富集物，再运用高通量测序技术分析土壤本底和富集物中16S rRNA基因，评估不同富集策略下可培养细菌或解钾细菌占土壤本底细菌群落的比例、组成和多样性变化规律。结果表明：培养基BM和KM富集的细菌多样性显著低于土壤本底，且KM富集的细菌多样性显著高于BM。在L-KM和S-KM中共检测到细菌17门、38纲、91目、145科和267属，在门水平占土壤本底细菌比例最高，约为29.31%。培养基L-KM富集的细菌分类单元数在各水平上都高于S-KM。在门水平，L-KM中的优势门为Firmicutes、Proteobacteria；S-KM优势门为Actinobacteriota、Proteobacteria。在属水平上，通过连续三次传代富集了生理代谢特征具有明显差异的类群，其中L-KM中优势属为Aminobacter、Chelatococcus、Cupriavidus、Hydrogenophilus、Microvirga、Paenibacillus、Phenylobacterium，S-KM中优势属仅Cupriavidus属与L-KM相同，其他优势属主要是Burkholderia、Luteibacter、Massilia、Pseudomonas、Ralstonia等。与已知解钾菌数据库比对发现，KM中仅富集50个已知属，未知解钾细菌占比81%以上。利用零模型反演连续不同培养基传代富集的细菌群落构建过程，发现确定性过程主导了细菌从土壤悬液至培养基的第一代次群落结构变化，而以遗传漂变为主的随机性过程则主导了代际间的细菌群落演替。上述结果表明培养基成分和形态是影响可培养解钾细菌群落的主控因子，但连续传代富集不会导致群落结构同质化和单一化。不同富集策略下可获得较多的已知和未知解钾细菌属，丰富了现有解钾细菌种质资源库，为解钾细菌资源进一步开发和利用提供借鉴。
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全球尺度上微生物残体碳与土壤团聚体稳定性的关系
DOI: 10.11766/trxb202409030355
摘要：
土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳库，在缓解气候变化和维持土壤肥力方面发挥重要作用。微生物残体碳（MNC）占土壤有机碳的50%左右，对稳定土壤碳库至关重要。MNC在土壤中的积累转化与土壤团聚体的形成稳定密切相关，但目前尚未有研究全面系统地探讨两者之间的关系。本研究结合Meta分析和机器学习方法，深入探讨了MNC与土壤团聚体稳定性（以平均重量直径MWD为指标）之间的关系。研究结果表明，MWD是MNC的重要预测变量，且两者在全球范围内存在显著的正相关关系（P < 0.05）。基于全球预测数据的相关性分析进一步验证了这一关系，并发现其在不同生态系统中普遍存在。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析结果揭示，土壤团聚体通过形成物理屏障直接保护MNC，同时也通过调节土壤物理性质和养分状况间接影响MNC的积累与转化。尤其在土壤养分方面，土壤养分对MNC的正向影响最为显著（路径系数 = 0.67，P < 0.05）。此外， MWD影响MNC的具体过程在不同生态系统中存在显著差异，具体表现在路径的方向和强度有所不同，如通过土壤物理性质和养分的间接作用在农田生态系统中较为显著，而在森林生态系统中直接作用较强。这些发现有助于深化对微生物残体碳积累转化过程与土壤团聚体形成稳定过程之间相互作用的理解，并为将团聚体稳定性作为MNC预测模型的潜在指标提供了理论支持。
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典型草原土壤矿物结合态和颗粒态有机碳矿化差异
DOI: 10.11766/trxb202410060383
摘要：
草原土壤有机质矿化对温度和水分的响应对于评估草原土壤对未来气候变化的作用具有重要意义。本研究通过分离矿物结合态有机质（Mineral-associated organic matter, MAOM）和颗粒态有机质（Particulate organic matter, POM），并设置5种不同温度和水分条件进行培养试验，以确定其在不同条件下的矿化差异。结果表明，在最适条件（25℃，50%土壤持水量（Soil water holding capacity, WHC））下，全土180 d内CO2累积排放量为2 688 mg∙kg-1。两种碳库的矿化速率均随温度的升高而显著增加，而随土壤水分含量无显著变化。对于CO2累积排放量，以单位土壤质量计时，MAOM远大于POM；而以单位有机碳计，POM远大于MAOM。同时，不同条件下两种碳库的CO2累积排放量差异显著，表明控制两种碳库矿化的机制存在差异。此外，MAOM的CO2排放速率与可溶性有机碳（Dissolved organic carbon, DOC）、碳氮比（C:N）呈极显著相关，且MAOM中土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon, MBC）与温度呈显著负相关。全土及两种碳库土壤有机碳含量在短时间内均变化不显著。本研究通过量化不同碳库在不同条件下的矿化速率，为理解土壤碳库周转、完善土壤碳库模型提供了基础数据，有助于更准确地估算和预测全球变化背景下土壤CO2排放变化。
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土壤微生物残体碳稳定性的全球空间分布及其驱动因素
DOI: 10.11766/trxb202410150397
摘要：
微生物残体碳主要由真菌残体碳和细菌残体碳构成，其中真菌残体碳化学组成更复杂，较难被微生物分解，在土壤中表现出更强的稳定性。真菌残体碳在微生物残体碳总量中的占比越高，整体的微生物残体碳稳定性也越强。因此，真菌残体碳与细菌残体碳比值可作为指示微生物残体碳稳定性的关键指标。然而，由于缺乏全球尺度的观测数据，微生物残体碳稳定性的空间分布规律及其驱动因素尚不明确。本研究结合Meta分析和机器学习方法，探讨了全球范围内微生物残体碳稳定性的空间分布特征及其驱动因素。研究结果显示，全球尺度上，微生物残体碳稳定性的平均值为3.09。从生态系统类型来看，森林生态系统最高（3.94），而沙漠生态系统最低（1.09）。在气候带分布上，寒带地区最高（4.14），干旱气候带最低（1.69）。干旱指数分析显示，半湿润区域的微生物残体碳的稳定性最高（3.77），极度干旱区域最低（0.75）。总体而言，气候因子与微生物残体碳的稳定性呈负相关关系，年均温度较高或年蒸发量较大时，微生物残体碳的稳定性较低。土壤中有机碳、全氮和微生物量氮是微生物残体碳稳定性的关键因素，与微生物残体碳稳定性均呈正相关关系。此外，年均温和蒸发量通过影响土壤有机碳、全氮、全磷含量，间接调控微生物残体碳稳定性。本研究揭示了微生物残体碳稳定性的全球空间分布及其主要驱动因素，为制定基于残体稳定性的有机碳保护与提升的土壤管理策略提供理论支持。
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菌根类型对土壤微生物生物量碳含量及其分布的影响
DOI: 10.11766/trxb202406120230
摘要：
土壤微生物生物量碳（Soil microbial biomass carbon, SMBC）是表征土壤微生物活性的重要指标，菌根类型对SMBC含量存在潜在影响。为了探究菌根类型对土壤微生物生物量碳的影响，明确不同菌根类型在全球气候变化下对土壤微生物生物量碳的影响。基于前人建立的SMBC数据库，通过划分不同土层（0~100 cm、0~40 cm、40~100 cm）和确定数据库中植物的菌根类型，探究不同菌根类型植物的SMBC含量及其分布。结果表明，不同土层丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）和外生菌根（Ectomycorrhiza, ECM)植物SMBC存在显著差异，其中ECM植物SMBC显著高于AM植物。不同菌根类型植物SMBC对土壤因子（土壤深度、土壤全氮）和气候因子（年平均温度、年平均降雨量）的响应也存在差异，0~40 cm土壤深度，AM和ECM植物土壤因子（48.9%、47.99%）对SMBC的影响均显著大于气候因子（8.45%、2.25%）。40~100 cm土壤深度，ECM植物SMBC受气候因子影响（53.94%）大于土壤因子（25.32%）影响，而AM植物土壤则相反，土壤因子（45.17%）影响大于气候因子（25.32%）。不同菌根类型影响下SMBC与土壤有机碳和土壤全氮均显著正相关（P<0.01），其中ECM受土壤有机碳和土壤全氮的影响对SMBC作用更明显。方差分解分析结果发现，随着土壤深度的增加，在深层土壤AM植物SMBC主要受土壤因子影响，而ECM植物SMBC主要受气候因子影响。综上所述，ECM植物土壤SMBC含量显著高于AM植物土壤，对土壤有机碳和土壤全氮的响应同样高于AM植物。
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不同有机物料对盐碱土胶体稳定性的影响
DOI: 10.11766/trxb202408300349
摘要：
土壤胶体稳定性在土壤养分保持、结构形成和作物生长中起着重要作用。施用有机物料是改良盐碱土的有效措施，但有机物料施入盐碱土后对土壤胶体稳定性的影响尚不清楚。通过室内土壤培养和胶体稳定性实验，探究生物炭（BC）、牛粪（CM）和玉米秸秆（MS）对不同盐碱程度土壤（非盐碱土、轻度盐碱土和中度盐碱土）胶体稳定性的影响。研究结果表明：（1）添加有机物料显著降低盐碱土胶体颗粒直径，使其与非盐碱土胶体直径相近。轻度盐碱土中，MS处理效果最为明显，胶体粒径由785.7 nm降至360.2 nm；中度盐碱土中，CM处理效果最为明显，胶体粒径由675.8 nm降至393.6 nm；（2）土壤胶体稳定性与土壤盐碱程度有关。与非盐碱土和轻度盐碱土相比，中度盐碱土胶体具有极高的稳定性，这可能与其高pH、高碱度相关。（3）不同有机物料对非盐碱土和轻度盐碱土胶体稳定性的影响较小，但CM和MS处理显著降低了中度盐碱土胶体稳定性，胶体颗粒发生聚沉。因此在中度盐碱土中，与生物炭相比，施用牛粪和玉米秸秆可能具备更加明显的改良效果。综上所述，有机物料的施用改善了盐碱土胶体的基本理化性质，优化了土壤胶体状态；与生物炭相比，牛粪和玉米秸秆因其丰富的官能团和养分，施入土壤后显著降低了中度盐碱土胶体稳定性，进而导致胶体颗粒絮凝，促进微团聚体的形成。
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毛乌素沙地生物结皮覆盖土壤中微生物残体碳贡献及其影响因素
孟延荣, 白存琳, 赵广伟, 牛向雯, 佘维维, 张宇清, 秦树高, 杨婧, 姜雅文, 黎明杰, 冯薇
DOI: 10.11766/trxb202404240168
摘要：
摘要：生物结皮作为荒漠生态系统重要的地表覆被物，其可通过多种途径增加土壤有机碳（SOC）固存。然而，有关生物结皮覆盖下微生物残体碳（MNC）对SOC的贡献及影响因素仍不清楚。本研究以毛乌素沙地广泛分布的藻、地衣与苔藓结皮为研究对象，采集不同类型结皮的结皮层与层下0~5 cm土壤样品，分析土壤氨基糖含量和土壤理化性质，探究三类生物结皮覆盖土壤中MNC变化及其驱动因素。结果显示：（1）藻、地衣与苔藓结皮层土壤中MNC对SOC贡献分别约为57.7%、47.9%和22.5%，结皮层下土壤中分别约为40.7%、40.2%和28.5%；（2）真菌残体碳（FNC）对SOC平均贡献（28.4%±10.7%）显著高于细菌残体碳（BNC）（11.2%±4.8%）；（3）FNC和BNC对颗粒有机碳的显著性高于矿物结合有机碳；（4）FNC、BNC与氮含量（氨态氮、硝态氮及全氮）、SOC呈显著正相关，与土壤pH、交换性钙离子、土壤含水量呈显著负相关。综上所述，MNC对SOC的贡献度随藻、地衣、苔藓结皮逐渐降低，且主要贡献于活性碳库，FNC对SOC的贡献占据主导地位。土壤中的氮含量、SOC、pH、交换性钙离子和含水量对MNC的积累与分解具有显著影响。本研究结果有助于促进对生物结皮覆盖土壤中微生物介导的土壤碳循环与碳固持机制的深入认识，并为荒漠区碳管理策略的制定提供科学依据。
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酸紫泥田水稻土生物膜提取及其种间互作的矿物响应特性
严贵丽, 文翊, 赵升, 熊轩, 刘单鹏, 蒋宇, 汤宇晴, 欧阳凯
DOI: 10.11766/trxb202406210252
摘要：
土壤矿物作为生物膜的主要载体，调控着土壤多物种生物膜的形成，深刻影响着生物膜内细菌种间互作类型。为进一步揭示土壤活性组分与多物种生物膜的互作机制，本研究选取土壤中常见的矿物高岭石、蒙脱石和针铁矿，以及从稻田土壤中提取的菌株作为研究对象，将单一菌株两两组合并与土壤矿物共培养，借助激光共聚焦扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）原位监测，结合结晶紫染色法，旨在探究多物种生物膜的形成以及生物膜内细菌种间相互作用对土壤矿物的响应。结果表明：与纯菌体系相比，高岭石和蒙脱石处理均显著抑制了多物种生物膜的形成，且以高岭石处理体系中S-1+S-14组合受抑制程度最大，其生物膜生物量降低了42.57%；高岭石添加使S-1+S-2菌株组合的互作由原协同作用转为中立，使S-1+S-8组合由中立调整为拮抗作用；蒙脱石添加缓解了S-1+S-14和S-1+S-15组合菌株间的拮抗互作，其相互作用关系转变为中立。针铁矿处理显著促进了四组混合菌群多物种生物膜的形成，且以S-1+S-14组合的生物膜生物量提升程度最大（46.45%）；针铁矿添加显著增强了S-1+S-2混合菌群的协同效应，使S-1+S-8和S-1+S-14组合中菌群间的互作关系分别由原本的中立和拮抗作用均转变为协同作用，使S-1+S-15组合由原拮抗互作调整为中立。本研究明确了不同类型土壤矿物对多物种生物膜形成的影响，揭示了生物膜内菌群间相互作用关系转换的潜在机制，研究结果可为深刻理解土壤组分的微生物效应和土壤生物过程，以及进一步挖掘土壤生物资源提供一定的理论指导价值。
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亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响
DOI: 10.11766/trxb202408270344
摘要：
为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响，本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品，包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地，并以侵蚀劣地作为对照，采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断层扫描（μCT）以5.91 μm分辨率量化3~5 mm团聚体孔隙特征，并结合土壤容重、团聚体粒径分布和机械组成等物理特性对土壤结构进行多尺度物理层次分析。结果表明，植被恢复显著促进了土壤团聚体的形成与稳定，孔隙特征呈现出较高的各向异性和分形维数。不同植被类型改善土壤的物理性质并增强其水分和养分保持能力，优化了土壤结构。孔径分布随植被类型不同而变化，反映了特定环境和管理措施的影响。基于土壤结构指数（Soil Structure Index，SSI）评估土壤结构质量，结果显示，除人工草地外，所有植被恢复区土壤的SSI值均高于侵蚀劣地：人工乔木林（0.66）>人工混交林（0.60）>人工灌木林（0.48）>侵蚀劣地（0.31）>人工草地（0.25），其中乔木林（尤其是柑橘林）在提升土壤结构和稳定性方面表现尤为显著。本研究显示了植被修复在崩岗地区生态恢复和土壤质量提升中的关键作用，不同植被类型对土壤团聚体孔隙特征的正向影响为土地管理和生态恢复提供了重要参考，未来研究可继续探讨不同恢复措施对土壤健康和水土保持的长期效果，从而为土地利用可持续和生态保护提供更为科学的支持。
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不同有机肥对酸性土壤团聚体形成稳定及周转的影响
张 杰, 周 佳, 王永敏, 石孝均, 王 帅, 余海燕, 许庆伟, 常 霞, 王泽宇, 叶思丽, 黄海洋, 张宇亭
DOI: 10.11766/trxb202407230298
摘要：
酸性土壤不利于水稳性大团聚体的形成，进而影响土壤肥力水平和作物的正常生长。施用有机肥是改良酸性土壤的重要途径，但目前有机肥促进酸性土壤团聚体周转形成的过程尚不清楚，也缺乏对不同类型有机肥间的评价比较。本研究采用稀土氧化物示踪法，分别在紫色土和红壤上，供试等碳量的不同有机肥进行为期56天的培养试验。设置4种处理（不添加有机肥对照，CK；普通有机肥，OF；生物质炭有机肥，BC；生物有机肥，BO），测定土壤团聚体稳定性、团聚体各粒级有机碳含量、土壤呼吸以及团聚体周转路径和速率。结果表明，相比于对照处理（CK），添加有机肥有效的减少了团聚体的破碎量，并促进了大团聚体（＞0.25 mm）的周转和形成，提高了土壤团聚体平均质量直径（MWD），其中BO处理对提高土壤团聚体的稳定性的效果最佳，可提高53.5%～103.35%；添加有机肥促进了＜0.053向2～0.25 mm团聚体的越级转化，且BO处理大团聚体（＞0.25 mm）的形成量高于其他处理；通过计算土壤团聚体周转速率发现，添加有机肥降低了大团聚体（＞0.25 mm）的周转速率，提高了小团聚体（＜0.25 mm）的周转速率；在紫色土上，小团聚体的周转速率高于大团聚体，而在红壤上呈现出相反的趋势。有机肥添加后促进了土壤呼吸，并显著增加了各粒级有机碳含量（P＜0.05），不同处理总有机碳含量表现为BC＞BO＞OF＞CK，其中在紫色土上可提高14.50%～27.78%，而在红壤上仅提高了6.40%～9.82%。总体来看，施用有机肥能有效减少团聚体的破碎过程，促进小团聚体向大团聚体的周转，提高团聚体稳定性；且施用生物有机肥更有利于提高土壤水稳性大团聚体结构水平，增加土壤稳定性，改善土壤结构状况。
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土壤生物驱动团聚体形成及稳定的机制与相关应用研究进展
马征, 李振轮, 杨裕然, 李佳冰, 张鑫磊, 杨璐瑶, 郭蕊婷
DOI: 10.11766/trxb202407270307
摘要：
土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分和基本单元，其稳定性对维持土壤健康和作物生产力至关重要。团聚体的形成及稳定是生物和非生物共同作用的结果，其中土壤生物（微生物和动物）在这一过程中起至关重要的作用，但其驱动的作用机制及应用现状尚缺乏系统性总结。本文梳理了土壤微生物和动物对团聚体形成及稳定的影响，阐明了土壤生物驱动的团聚体形成过程和稳定机制，总结发现了微生物通过自身物理特性、分泌物黏合作用和对有机质分解作用以及动物通过生物扰动作用和摄食作用来介导土壤团聚体的形成及稳定。进一步分析了利用土壤生物及其产物增加团聚体稳定性的应用现状，强调了新型土壤生物结构改良剂的应用潜力。最后对未来研究思路作出展望，以期为土壤质量的维持和提升提供理论与技术参考。
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合成菌群构建与应用: 提升土壤健康新策略
方临川, 胡紫莹, 崔庆亮, 杨阳, 梁玉婷, 蔡鹏, 渠晨晨, 高春辉, 焦硕, 刘玉荣, 黄巧云, 谭文峰
DOI: 10.11766/trxb202410120392
摘要：
土壤健康是确保粮食安全和维持陆地生态系统服务与功能的重要前提。土壤微生物在调节养分循环、增强根际免疫、阻控环境污染等方面发挥着关键作用，合理开发和应用微生物资源是未来保护土壤健康、发挥土壤功能的重要手段。然而，由于土壤的空间异质性和组分的复杂性，限制了对微生物功能的识别与利用。目前，合成生物学的发展为利用微生物促进土壤健康提供了新的途径和思路。通过充分挖掘和发挥微生物群落的代谢多样性、功能稳定性和环境适应性优势，合理构建合成菌群，可为环境污染受损或耕地质量退化土壤的生态修复提供技术支撑。本文综述了合成菌群构建的方式、工具和应用场景，探讨其在修复污染土壤、提升土壤肥力和促进植物抵御土传病害和非生物胁迫方面的作用机制，并提出未来的研究方向，包括构建合成菌群资源库、开发合成生物学工具、利用人工智能筛选菌群等。这对实现在特定范围内精准构建并定向利用合成菌群提升土壤健康、保障土壤可持续利用有重要意义。
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河套灌区典型农田防护林土壤水碳储量对林带配置的响应
DOI: 10.11766/trxb202406280264
摘要：
农田防护林作为重要的生态保护措施，探究典型林带配置对土壤水碳储量的影响，可以有效提高农田防护林体系的生态效益。本研究选取河套灌区典型配置的农田防护林系统（二行林带、四行林带、五行林带和八行林带），测定距林带距离、土壤深度、不同月份三个维度的土壤水储量（Soil Moisture Storage，SMS）和土壤碳储量（Soil Carbon Stocks，SCS），以及土壤性质、植被属性和小气候因素等生态环境因子，探究影响农田防护林土壤水碳储量的主要因素。结果表明：（1）SMS和SCS在四行林带配置下最高，分别为240.2 mm和26.7 kg·m-2；不同林带配置下的水碳储量整体情况为四行>八行>五行>二行。（2）时间尺度上，5月份的SMS最高（277.7 mm），10月份的SCS最高（22.04 kg·m-2）。在水平距离上，SMS随着远离林带呈现上升趋势，而SCS随着远离林带呈下降趋势。在垂直深度上，SMS随深度增加而呈上升趋势，而SCS随深度增加逐渐减少。（3）农田防护林能显著降低风速、减少太阳辐射、降温、提升相对湿度和减少土壤蒸发。（4）各生态环境因子对水碳储量的影响效果依次为土壤性质>小气候因素>植被属性。本研究通过分析评价农田防护林不同林带配置下各环境因子对土壤水碳储量的影响，可为农田防护林建设提供理论依据和科学基础。
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建设用地土壤污染风险管控和修复联动监管的若干思考
DOI: 10.11766/trxb202408280345
摘要：
土壤污染风险管控和修复是实现建设用地安全利用，保障“住得安心”的关键，其工作成效受到技术发展与环境管理的双重影响，其中联动监管的系统性和衔接性至关重要。国家及各地针对建设用地土壤环境联动监管进行了诸多尝试，通过地方立法、规范性文件、技术标准等多种形式，在部门职责划分、过程监管、准入管理等方面不断细化和规范，有效管控了污染地块环境风险，但联动监管的全面性和衔接性尚有待进一步提升。本文在分析建设用地自然属性、社会经济属性及土壤治理修复特殊性等特点的基础上，系统梳理了目前建设用地土壤污染风险管控和修复的工作现状、典型问题和优化建议。总体上，各级地方在国家制度体系框架下，重点从细化监管范围、制定实施细则、强化监督落实等方面落实国家相关要求，剖析了联动监管范围不明、规划考量力度不足、土地流转嵌入不深、地块信息集成不够等问题，并从明晰监管范围、融合土地规划与土壤修复、细化土地流转工作要求、国土空间“一张图”、多手段强化监督管理等角度提出了部门联动的制度优化建议。未来可从精准化监管、绿色低碳修复转型和提升土壤污染数智化水平等方面深入研究，有效提升联动监管综合成效。研究可为建设用地土壤风险管控和修复的联动监管制度完善以及有效保障建设用地安全利用提供参考。
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典型可降解微塑料与噻虫啉的复合污染研究
DOI: 10.11766/trxb202409150367
摘要：
微塑料（Microplastics, MPs）和新烟碱农药是农田土壤中普遍存在的污染物，但它们之间的相互作用尚未得到充分研究。本研究主要关注可降解MPs聚丁二酸丁二醇酯（Poly（butylene succinate），PBS）和新烟碱类农药噻虫啉（Thiacloprid，THI）之间的相互作用。运用吸附动力学和等温线模型研究了THI在PBS上的吸附过程和机理，通过改变溶液的pH、盐度和溶解有机物浓度，研究常见环境因素对吸附的影响，以纯水和模拟肠液（SIF）为背景溶液，研究THI在PBS上的解吸过程。此外，利用薄膜扩散梯度（DGT）技术比较和分析了向红壤和黑土中添加不同比例的PBS后THI生物利用度的变化。结果显示，PBS对THI的吸附过程更符合伪二级动力学模型，表明化学吸附为主。吸附等温线分析表明，PBS对THI的吸附为多层吸附，亨利（Henry）模型和弗罗因德利希（Freundlich）模型均能很好地拟合吸附数据（R2 > 0.99），而朗缪尔（Langmuir）模型拟合效果不佳。环境因素对吸附的影响研究发现，pH和盐度的增加促进了THI的吸附，而溶解性有机质浓度对吸附影响不显著。解吸实验发现，在模拟肠道液中PBS对THI的最大解吸量为39.4 μg?g-1，为纯水中的1.157倍，表明SIF环境下THI更易解吸。梯度扩散薄膜技术的应用揭示了添加PBS对土壤中THI生物有效性的影响，随着PBS添加比例的增加，生物有效性进一步提高。总体而言，PBS可吸附和解吸THI，土壤中的PBS会影响THI的生物利用度。上述发现为理解MPs在实际环境条件下对新烟碱农药环境行为的影响提供了重要信息，并为农药的环境风险评估和管理提供了新的视角。
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菲在土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）体内的毒代动力学
DOI: 10.11766/trxb202409050359
摘要：
土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）作为广泛应用于毒理学研究和土壤环境风险评估的模式物种，对土壤中多环芳烃（PAHs）表现出低敏感性，但缺乏相关的毒代动力学研究。选择菲作为PAHs的模式污染物，通过室内培养试验探讨了不同浓度（20、40和80 mg?kg-1）下菲在E. crypticus体内的毒代动力学过程。结果显示，菲在暴露初期迅速积累并达到稳态，吸收阶段末期线蚓体内的菲浓度分别为47.83±11.69、106.8±15.52和364.1±51.11 mg?kg-1；消除阶段表现出先快后慢的特征，消除速率随时间推移逐渐减缓。随着暴露浓度的增加，吸收速率常数显著上升，而消除速率常数下降，导致生物富集系数显著提高。E. crypticus对菲表现出较高的耐受性和生物积累潜力，在高暴露浓度下，菲在其体内显著积累并可能产生持久性残留，对土壤生态系统构成潜在威胁。综合拟合模型准确反映了动态特征，但高污染环境下的风险评估需要更加谨慎。PAHs在不同暴露浓度下的吸收、积累和消除特征差异可能对环境风险评估产生不同影响，因此在评估过程中应予以充分考虑，同时应特别关注低敏感性物种的特例，以更准确地评估PAHs污染物的生态风险。
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三种温带成熟林土壤植物源和微生物源有机碳的变化
刘新颖, 陶玉兰, 王延平, 赵学超, 杨善武, 王善第, 黄鹂, 李文惠, 王清奎
DOI: 10.11766/trxb202406130233
摘要：
森林生态系统是陆地生态系统中最大的碳库，森林土壤则是陆地生态系统中最大的有机碳库。土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统碳库的重要组成部分，而植物源有机碳和微生物源有机碳是它的重要组分，深入理解森林类型对土壤微生物源有机碳和植物源有机碳的影响极其重要。以赤松林、刺槐林和麻栎林三种温带森林为研究对象，采集0-10 cm矿质土壤，分析了土壤植物源和微生物源有机碳的生物标志物木质素酚和氨基糖的含量，以及土壤基本理化性质、微生物的群落结构与活性等。结果表明：赤松林中土壤总氨基糖、氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸的含量显著低于刺槐林和麻栎林，赤松林中细菌、真菌和微生物残体碳含量显著低于麻栎林和刺槐林，刺槐林和麻栎林微生物残体碳的含量分别是赤松林1.9倍和2.3倍；在刺槐林、麻栎林和赤松林中微生物残体碳对SOC的贡献分别为56.8%、57.4%和52.5%，其中真菌残体碳对有机碳的贡献也远大于细菌残体碳，是细菌残体碳的12.8~16.6倍。总木质素酚及其三类单体(V类、S类和C类)的含量也表现为刺槐林>麻栎林>赤松林，刺槐林和麻栎林总木质素酚的含量分别是赤松林的2.8倍和3倍。同时，刺槐林土壤中香草基酚类和紫丁香酚类的酸醛比值即(Ad/Al)v和(Ad/Al)s的比值显著高于赤松林和麻栎林，说明在刺槐林中土壤木质素的分解程度更高。随机森林模型预测结果显示全氮、有机碳、全磷、pH、木聚糖酶是影响土壤微生物、细菌、真菌残体碳和木质素酚的主要因子。结构方程模型表明土壤理化学性质和微生物性质是对土壤微生物残体碳和木质素含量影响较大的潜变量，在温带森林经营中，可通过提高土壤养分和微生物性质来促进微生物的生长，并且提高微生物和植物源有机碳的含量及对SOC库的贡献，进而最大程度地发挥其固碳的潜力。
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土壤有机碳对化肥减施或有机肥替代的响应特征及影响因素
DOI: 10.11766/trxb202408190332
摘要：
深入探讨化肥减施和有机肥替代对土壤有机碳的影响，对于理解农业土壤有机碳库对施肥的响应过程，并对早日实现农业减肥固碳具有重要意义。本研究运用Meta整合分析法及随机森林模型分析了化肥减施和有机肥替代下土壤有机碳含量的变化特征，系统研究了各种因子对土壤有机碳的影响程度。结果表明，化肥减施下土壤有机碳总体下降2.61%，地处温带地区（年均气温<10 ℃、年均降水<1 000 mm）有机碳损失较大，但随海拔高度变化，有机碳无显著损失。初始有机碳含量高的土壤有利于有机碳的保持。随土壤初始pH和有效磷含量的增加，土壤有机碳的损失总体呈增强趋势，有机碳含量最高可下降6.91%。而初始速效钾的影响却正好相反。化肥减施下农田和果园有机碳下降幅度相近，菜地的有机碳变化不显著。有机肥替代下土壤有机碳显著增加14.39%，地处中低海拔和年均降水<600 m的亚热带地区更有利于有机碳的积累。除低碱解氮水平外（50 mg·kg-1），不同水平初始有机碳、全氮和碱解氮含量土壤有机碳未表现出显著差异。随初始pH和有效磷含量的提高，有机碳的累积效应增强，而初始速效钾的影响却正好相反。有机肥替代下以水旱轮作和菜地利用最有利于有机碳的积累。pH和碱解氮分别是影响减施化肥和有机肥替代土壤有机碳的最重要因子。
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南方酸红壤区长期秸秆炭化还田的土壤固碳效应差异
DOI: 10.11766/trxb202405210205
摘要：
将农田秸秆转化为生物质炭还田作为南方酸红壤区土壤改良与固碳减排的潜在途径得到国内外广泛关注。依托2011年6月建立的水稻-小麦水旱轮作与小米-小麦旱旱轮作土柱试验，观测长期秸秆生物质炭施加（BC0，每季0 t·ha-1；BC11.3，每季11.3 t·ha-1）下第四纪红黏土与第三纪红砂壤母质发育的两种水稻土（QP、TP）与旱地土（QU、TU）的有机碳累积特征和有机碳官能团结构变化，分析土壤有机碳数量、结构和稳定性指标与土壤性质之间的关系，以期明确酸红壤区上秸秆炭化还田在不同土壤中的固碳效应差异。结果表明，土壤质地、水旱利用方式及二者的交互作用显著影响秸秆生物质炭处理下的土壤有机碳密度。与BC0相比，BC11.3处理11年后偏黏质土0-20 cm土壤有机碳密度增幅（QP，25.22 kg·m-2；QU，8.07 kg·m-2）高于砂质土（TP，8.67 kg·m-2；TU，7.58 kg·m-2），水稻土（QP、TP）高于旱地土（QU，TU）。13C固态核磁共振技术结果显示，相同耕作条件下，不同质地土壤有机碳官能团组分及稳定性指标均无明显差异;水稻土的烷基碳和烷氧碳比例高于旱地土，芳香碳的比例、疏水性指数和芳香度低于旱地土。秸秆炭化还田后土壤pH值显著影响土壤有机碳含量，容重、田间持水量和总孔隙度与土壤稳定性指标密切相关。上述结果说明南方酸红壤区长期秸秆炭化还田后偏黏质土壤有机碳固存量高于砂质土壤，但长期稳定性无差异；水田有机碳固存量大于旱地，但旱地更有利于土壤有机碳长期稳定性。本研究从土壤有机碳及其结构特性探讨不同土壤的固碳效应差异机制，为秸秆生物质炭资源合理利用提供科学依据。
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强还原处理对不同农田土壤生物复合污染的消减效果
于文豪, 杨知逸, 张晶清, 刘亮亮, 黄新琦, 张金波, 蔡祖聪, 赵军
DOI: 10.11766/trxb202405290213
摘要：
近年来，因土传病原菌和抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）富集导致的土壤生物复合污染已严重威胁农产品安全和人类健康。为探究强还原处理（Reductive soil disinfestation, RSD）对土壤生物复合污染的协同修复效果，以具有青枯菌（Ralstonia solanacearum）、ARGs和可移动遗传元件（Mobile genetic elements, MGEs）复合污染的集约化农田土壤（黑土、红壤和潮土）为研究对象，分别设置以1%的乙醇（ET）、苜蓿粉（AL，碳氮比：21.2）和糖蜜（MO，碳氮比：12.6）为有机物料的RSD处理，同时设置最大持水量（FCK）和不处理对照（CK），采用荧光定量PCR技术分析处理前后土壤青枯菌与主要ARGs和MGEs的变化，并通过相对丰度的消减率来衡量RSD处理对土壤生物复合污染的消减效果。结果表明， RSD处理能有效消减多种ARGs和MGEs，其中AL和MO处理能显著降低黑土中aadA7、aadA21、tet36、sul1、IS6100基因的相对丰度，消减率为28.4%~49.9%；而ET处理后，潮土中aadA7、msrE、tetG、tetM、tet36、intl1、IS6100和IS26基因的相对丰度显著下降，消减率达到56.2%~81.6%。同时，RSD处理能有效降低土壤中青枯菌的相对丰度，其中红壤和潮土中的下降幅度分别为88.0%~92.3%和76.1%~94.2%。相关性分析显示，土壤中青枯菌的相对丰度与ARGs、MGEs的相对丰度存在一定的偶联关系，其中潮土中青枯菌的相对丰度与大部分ARGs（aadA7、msrE、tetG、tetM和tet36）和MGEs（intl1、IS6100和IS26）基因的相对丰度呈显著正相关，表明RSD处理对潮土中的生物复合污染具有较好地协同消减作用。此外，不同土壤类型中青枯菌、ARGs和MGEs的相对丰度与土壤理化性质的相关性存在较大差异，表明RSD处理对土壤生物复合污染的修复效果差异与土壤理化性质高度相关。综上所述，RSD处理能够协同消减土壤青枯菌与ARGs和MGEs叠加形成的生物复合污染，但其协同消减作用受土壤类型和有机物料类型所影响。
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长期秸秆还田条件下黑土有机碳的动态变化及其组分积累特征
DOI: 10.11766/trxb202404290176
摘要：
秸秆还田是提高农田土壤有机碳（SOC）含量的有效措施，为了研究长期秸秆还田条件下黑土SOC的动态变化规律，本文基于典型黑土区18年长期玉米-大豆轮作定位试验，对无肥（NF）、化肥（NPK）和秸秆还田配施化肥（NPKS）3个处理下耕层（0～20 cm）SOC 随时间的动态变化进行了研究，同时采用物理和化学分组方法，探讨了秸秆还田对 SOC组成的影响。结果表明：（1）与初始（2004年）土壤相比，NPKS处理使SOC含量显著增加了12.97%，年均增加0.18g kg-1，NF处理SOC含量显著降低了3.9%，而NPK处理无显著变化。（2）NPKS处理下的SOC含量与年份以及累计碳投入呈显著正相关，但从不同时间段来看，2004-2015年NPKS处理的SOC含量与累积碳投入呈显著正相关，2015-2022年二者无显著相关性，说明连续秸秆还田导致的SOC提升主要发生在前11年，11年后SOC达到了平衡。（3）NPKS处理使土壤游离态轻组碳（fLFC）、闭蓄态轻组碳（oLFC）、重组碳（HFC）、胡敏酸碳（HAC）、富里酸碳（FAC）和胡敏素碳（HMC）含量分别增加了47.77%、34.77%、11.18%、13.00%、6.32%和11.71%。秸秆还田增加了fLFC和oLFC两个活性组分的比例，降低了HFC的比例，但HFC对SOC增量的贡献超过了80%，是SOC长期固存的核心组分。此外，秸秆还田提高了土壤的HA/FA比值，使土壤有机质的腐质化程度提高。综上，长期连续秸秆还田可有效提升黑土有机碳含量，但连续秸秆还田11年后，SOC会达到新的平衡而不再持续增长；尽管活性组分的提升比例高于稳定性组分，但稳定组分对维持SOC的稳定性和数量方面仍起着关键作用。
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三峡库区紫色土不同植被类型土壤抗蚀性能差异研究
DOI: 10.11766/trxb202407080276
摘要：
土壤抗蚀性能反映了土壤对侵蚀的易损性或敏感性，是众多土壤侵蚀预测模型的重要参数。因此，量化不同植被类型下的土壤抗蚀性能对于区域土壤侵蚀的预测及土地利用格局的调整具有重要意义。基于此，本研究在三峡库区腹地忠县的秦岭小流域内选择库区7种典型植被类型，探究不同植被类型土壤抗蚀性能的差异及其主控因素。结果表明：不同植被类型的土壤抗蚀性能综合指数（Comprehensive Soil Erosion Resistance Index，CSRI）为0.05～0.72，其中玉米地最小，然后依次为柑橘地、草地、桉树林、马尾松林、灌木林和柏树林；且玉米地和柑橘地的CSRI显著小于其他植被类型（P<0.05），且与玉米地相比，柑橘地、草地、桉树林、马尾松、灌木林和柏树林的CSRI分别增大210%、407%、779%、816%、1095%、1217%。不同植被类型土壤抗蚀性能的差异与近地表土壤性质和植被特性密切相关，CSRI与土壤黏粒含量、总孔隙度、半分解枯落物蓄积量和根质量密度呈显著正相关关系（P<0.05），与有机质和水稳性团聚体含量呈极显著正相关关系（P<0.01），而与土壤容重呈显著负相关关系（P<0.05）。冗余分析结果表明土壤水稳性团聚体、黏粒和有机质含量是导致不同植被类型土壤抗蚀性能存在差异的主控因素，可以解释其64%的差异。路径分析表明，紫色土区不同植被类型土壤风化速率不同导致土壤黏粒含量存在差异，使得土壤水稳性团聚体含量及稳定性发生变化，进而影响土壤抗蚀性能。这与前人在其他土壤类型下认为的土壤抗蚀性能受控于植被特性间接影响土壤结构存在一定差异。
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1982—2018年福建省耕地土壤有机碳库变化的区域差异研究
龙 军, 张黎明, 黄 倩, 张 秀, 卞阿娜, 朱丽霞, 陈清森, 邢世和
DOI: 10.11766/trxb202409220371
摘要：
准确揭示耕地土壤有机碳时空变化可为粮食安全和“双碳”目标的实现提供科学依据。以30多万图斑和5万多样点建立的1:1万数据库为基础，利用优化的地统计学插值方法和重心迁移模型定量化分析1982—2018年福建省不同区域耕地表层土壤有机碳库的时空变化。结果表明，福建省耕地土壤有机碳库变化的区域差异较大。1982年和2018年闽东南沿海市域耕地土壤有机碳密度分别介于2.37～2.65 kg·m−2和2.23～2.83 kg·m−2，远小于闽西北内陆市域，且莆田以外的其他市域耕地土壤总体表现为固碳增汇。水稻土和水田是全省最主要的碳汇土壤类型和土地利用类型，有机碳储量提升0.10 kg·m−2，滨海盐土、风砂土和旱地土壤有机碳密度分别下降0.23 kg·m−2、0.22 kg·m−2和0.03 kg·m−2。福建中亚热带耕地土壤有机碳密度由3.02 kg·m−2上升为3.16 kg·m−2，贮碳水平和碳汇强度均高于福建南亚热带。不同区域耕地土壤有机碳库重心的变异方向、角度和距离也有所差异。未来应根据不同区域土壤有机碳水平及其变化差异针对性制定耕地土壤固碳减排措施。
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洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤溶解性有机质光谱特征研究
程 虎, 吴玉东, 郭俨辉, 闵 炬, 陆海鹰, 韩建刚, 张龙江, 纪荣婷
DOI: 10.11766/trxb202408070322
摘要：
为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质（Dissolved organic matter，DOM）总量、组分与来源特征，强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识，采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术，研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤DOM的光谱特征。结果表明，不同植被覆盖土壤DOM含量表现为芦苇滩＞湖草滩＞杨树林＞柳树林，其中芦苇滩土壤0~40 cm溶解性有机碳含量可达193.2 mg·kg–1。DOM光谱指数A250/A365、SUVA254、SUVA260和SR值分别介于3.7~4.5、1.3~1.8、0.86~1.8和3.6~4.9，湖草滩土壤DOM分子量、芳香性和疏水性显著高于其他土壤，在垂直结构上，20~40 cm土层DOM分子量、芳香性和疏水性相对较低。通过EEM-PARAFAC解析出4种荧光组分，分别为陆源类腐殖酸、海洋源类腐殖酸、类黄腐酸和类蛋白。各土层腐殖酸类物质含量均占主导，占比达到55.1%~70.1%，20~40 cm土层中蛋白类物质含量部分有所上升，特别是芦苇滩土壤。各植被下土壤FI、BIX和HIX指数分别介于1.3~1.5、0.47~0.72和1.7~7.4，表现出陆源主导形成，自生源特性弱，腐殖化程度较高，分子量与结构相对复杂，不同植被覆盖下土壤DOM性质差异显著。综上，研究结果揭示了洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤DOM总量与光谱特征差异，为理解河湖交汇区DOM环境行为、强化关键区域碳封存效率及其生境保护提供了科学依据。
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不同粒径土粒表面性质的纬度地带性变化
DOI: 10.11766/trxb202406210248
摘要：
土壤的发生、演化和分布在空间上与生物气候条件的变化相适应而呈现地带性特点，土壤矿物、有机组成也呈现一定的地带性变化规律，而土壤矿物演化定会伴随土壤表面性质变化。为揭示不同粒径范围土壤颗粒表面性质的地带性变化规律，研究了主要纬度地带性土壤中0~500、500~1 000、1 000~2 000以及大于2 000 nm不同粒径土壤颗粒的表面性质。结果发现：（1）小于2 000 nm颗粒对土壤有机质、次生矿物、比表面积和表面电荷量的贡献起主要作用，而其中小于500 nm土壤颗粒是土壤比表面积和表面电荷量的最大贡献者；（2）土壤颗粒的粒径分布、有机质与矿物含量、表面化学性质等均表现出纬度分布特征，随着纬度降低，0~500 nm极细颗粒含量和次生矿物含量增加，而有机质含量、比表面积、表面电荷量降低；（3）以黄壤分布区为界的高纬度地区土壤（黑土、暗棕壤、黄棕壤）的有机质含量、蒙脱石含量、比表面积以及表面电荷量均远高于低纬度地区土壤（黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤）；（4）高纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量主要受蒙脱石和有机质含量的影响，而低纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量则主要受伊利石和有机质含量的影响。
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青枯菌入侵对番茄根际细菌与真菌群落互作的影响
DOI: 10.11766/trxb202408290347
摘要：
青枯菌（Ralstonia solanacearum）作为一种极具危害性的植物病原细菌，会寄生番茄等作物引起青枯病的发生，造成宿主死亡与作物减产，严重危害农业经济。根际作为微生物—植物交互的重要场所，决定了病原菌入侵结果与植物健康状况。然而，病原菌入侵下的细菌与真菌互作过程尚不明确，限制了对青枯病害发生的理解。通过荧光定量PCR（qPCR）量化微生物丰度，并通过高通量扩增子测序技术调查罹病和健康番茄植株的根际土壤中细菌和真菌群落，以探究青枯菌入侵对根际细菌和真菌组成结构及互作关联的影响。结果表明，罹病和健康植株根际的细菌群落存在显著差异，罹病根际中含有更高数量的青枯菌，而健康植株的根际则显著富集了放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes），这些类群包含了更多具有生物防治潜力的有益细菌。此外，病原菌的入侵压缩了真菌在根际的生存空间，显著降低了根际中真菌的qPCR数量和生态位宽度。共现网络分析表明，罹病根际的细菌—真菌网络更为复杂，真菌节点占比（46.7%）显著增加（健康根际为31.0%），其中子囊菌门（Ascomycota）物种成为关键网络节点，反映出病原菌入侵增强了细菌与真菌（尤其是Ascomycota物种）之间的密切关联。在细菌与真菌的直接关联中，罹病根际的负相关占比（46.3%）明显高于健康根际（35.4%），表明病原菌引导的细菌—真菌互作关系更多呈现负向性。并且，Ascomycota和Actinobacteria是其中关键的真菌和细菌类群，分别是罹病和健康状态下的根际指示微生物，与病原菌数量呈现显著正相关（R2 = 0.393，P = 0.002）和负相关关系（R2 = 0.523，P = 0.000 2）。本研究阐明了青枯菌对根际微生物群落的扰动作用，尤其是对细菌—真菌生态关联的影响结果，从根际微生物生态的角度阐释了番茄青枯病发生下的根际微生物结构特征变化，为青枯病防控策略提供了理论依据。
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两种典型水稻土在发生过程中不同形态钾转化阈值的演变特征和影响因素
DOI: 10.11766/trxb202408060320
摘要：
在过去的几十年里，我国稻田钾肥施用量远低于氮肥和磷肥，加剧了稻田钾素亏缺和养分失衡。这主要是由于我国可溶性钾肥自给率低且主要依赖于进口致使钾肥施用成本高导致的。在当前错综复杂的国际形势下，过分依靠国际钾肥市场不但会大大增加农业成本，也关乎我国粮食安全。因此，降低我国稻田对可溶性钾肥的依赖十分必要。由于水稻土中的富钾矿物具有独特的释钾机制，在未来的农业生产中要对水稻土矿物钾给予足够的重视。但水稻土发生过程中不同形态钾转化阈值的演变特征和影响因素尚缺乏系统研究，这大大限制了水稻土矿物钾转化模型的建立与发展。为此，本研究选取“富钾”的紫色水稻土和“贫钾”的红壤性水稻土，通过时间序列，研究其发生过程中不同形态钾（包括水溶态钾：WK；交换性钾：EK；非交换性钾：NEK；矿物钾：MK）转化阈值的演变特征和影响因素，以期为降低稻田对可溶性钾肥的依赖提供理论支撑。对“富钾”的紫色水稻土而言，传统稻作在0～20 a之内能引起耕作层WK和EK总量明显降低（约降低28%），之后WK?EK和EK?NEK之间的转化阈值相对稳定于61±4和106±9 mg·kg-1之间。对“贫钾”的红壤性水稻土而言，WK和EK的总量在0～100 a之内也会大幅度降低并达到很低的水平（约降低30%），之后WK?EK和EK?NEK之间的转化阈值相对稳定于32±4和64±4 mg·kg-1之间。在水稻土发生过程中，水稻土钾赋存形态和转化阈值与黏粒和粉粒中的富钾矿物密切相关。层状硅酸盐富钾矿物的释钾机制可以在“富钾”的水稻土发生过程中长期保持稳定。对红壤性水稻土尤其是种稻超过200 a的红壤性水稻土而言，有必要以可持续和钾平衡的方式增加其钾肥的投入，避免农田出现负钾平衡。在稻田中使用富含层状硅酸盐富钾矿物的粉屑作为传统钾肥的替代品具有巨大的潜力。
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不同温度条件下微塑料浓度和粒径对农田土壤N2O排放的影响
石梦玄, 李昊宸, 周鹏宇, 万权, 陈宗海, 刘一戈, 卢瑛, 李博
DOI: 10.11766/trxb202406040221
摘要：
微塑料（Microplastic, MP）体积小、可降解性低，被认为是陆地生态系统中潜在的持久性有机污染物，引起了全球广泛关注。微塑料进入陆地生态系统中，通过改变土壤物理、化学和生物学性质影响土壤氮素循环过程，进而影响土壤氧化亚氮（N2O）排放，但其影响过程和机制尚不清楚。为探究不同温度下微塑料污染对农田土壤N2O排放的影响机制，采集华南地区农田土壤进行室内培养试验，在三个温度（10℃、20℃和30℃）下设置五个处理，分别为（1）不添加微塑料（CK）；（2）添加质量浓度为0.1%、粒径为74 μm的微塑料（Nlp-0.1%）；（3）添加质量浓度为0.5%、粒径为74 μm的微塑料（Nlp-0.5%）；（4）添加质量浓度为0.1%、粒径为25 μm的微塑料（Nsp-0.1%）；（5）添加质量浓度为0.5%、粒径为25 μm的微塑料（Nsp-0.5%），测定土壤N2O浓度以及无机氮和微生物功能基因。结果表明：温度升高显著增加了农田土壤N2O排放量（P＜0.001），30℃下土壤N2O的累积排放量分别为10℃和20℃下的43.3倍和6.3倍；此外，随着温度升高，土壤硝态氮（NO– 3-N）含量逐渐增加，氨氧化细菌调控基因（AOB amoA）、全程氨氧化菌调控基因（Comammox，com2）、亚硝酸盐还原酶调控基因(nirS和nirK)、N2O 还原酶调控基因（nosZ）丰度在20℃最高、30℃最低。不同粒径的微塑料添加对土壤N2O排放量和相关氮循环功能基因的影响差异较大。与CK处理相比，Nlp处理在10℃、20℃下显著增加了土壤N2O排放量的37.5%、838.7%（P＜0.001）。Nsp处理显著降低土壤中com2和nirK功能基因丰度、显著提高nirS功能基因丰度（P＜0.001）。相关性分析与随机森林分析结果表明，土壤N2O排放与温度和NO– 3-N含量存在显著正相关关系，与氨氧化古菌调控基因（AOA amoA）、nirK、nirS和nosZ功能基因丰度存在显著负相关关系（P＜0.05），且nosZ功能基因和温度是影响土壤N2O排放的主要因素。本研究结果可为微塑料富集对农田土壤N2O的排放机理探究以及风险评估提供科学依据。
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产酶溶杆菌生物有机肥对丹参根腐病的防控效果及微生态机制解析
游川, 张驰, 袁若钰, 梅新兰, 王孝芳, 徐阳春, 沈其荣, 韦中
DOI: 10.11766/trxb202406250260
摘要：
丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）是我国传统大宗中药材之一，为多年生草本植物。集约化种植导致丹参土传病害频发，其中根腐病为典型的丹参土传病害，严重制约了丹参产量与品质提升。本研究从加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）根际分离筛选出4株溶杆菌，并比较了其对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220的拮抗能力。为筛选拮抗菌株的高效发酵基质，选取烟草秸秆、稻草秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆和加拿大一枝黄花秸秆进行微生物固体发酵，并以最优发酵秸秆为基质制备产酶溶杆菌生物有机肥（BOF）。进一步利用盆栽试验评估BOF防控丹参根腐病的能力，最后基于宏基因组测序，分析了生物有机肥富集的关键类群和功能基因。结果表明，产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes Le395对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220具有较强拮抗作用。有机肥原料筛选实验发现菌株Le395最佳发酵基质为加拿大一枝黄花秸秆。盆栽实验发现施加BOF处理对丹参根腐病具有较好的防控效率，与对照组（CK）相比，发病率降低50.3%，病情指数降低50.2%。同时该生物有机肥具有良好的促生效果，施加BOF的处理地上部分鲜物质量较CK增加163.1%，地下部分鲜物质量增加147.0%。结合qPCR和宏基因组测序分析发现，施加BOF能够显著降低丹参根际镰刀菌属丰度和尖孢镰刀菌的数量，提高根际溶杆菌属和产酶溶杆菌的丰度，同时调控了根际微生物群落结构组成，提高了根际抗病促生相关功能基因的丰度。相关研究结果为建立以生物有机肥为核心的丹参根腐病生态绿色防控策略提供了理论和技术支撑。
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表土和底土中微生物残体对增温的差异性响应
DOI: 10.11766/trxb202407080274
摘要：
微生物残体是土壤有机碳库的重要组分，探明微生物残体对气候变化的响应是深入理解微生物调控土壤有机碳形成机制的关键。目前关于气候变暖对不同生态系统中表层和底层土壤微生物残体（MNC）积累影响的普遍规律尚不清楚。本文基于已发表的同时包含表层和底层MNC对增温响应的文献数据，共8个研究样点，包括41组总氨基糖数据，69组氨基葡萄糖数据，69组胞壁酸数据和26组氨基半乳糖数据，通过Meta整合分析方法系统研究了增温对表层和底层残体积累及其对土壤有机碳（SOC）贡献的影响。结果表明：增温整体上促进MNC在不同土层中的积累，且对表层MNC积累的促进作用（14.3%）高于底层土壤（2.9%）。这可能与增温背景下不同土层中植物碳输入的差异及微生物群落的空间异质性有关。然而由于增温后底层SOC的损失加快，使得增温后底层MNC对SOC的贡献（12.5%）高于表层土壤（11.3%）。此外，增温对不同土层中真菌残体积累及其对SOC贡献的正效应大于细菌残体，说明新增碳输入直接或间接调节微生物残体的组成。不同土层MNC的积累与增温的幅度和年限密切相关。较低的增温幅度（≤ 2℃）促进微生物合成代谢使表层MNC积累的促进作用明显（17.2%），而较高的增温幅度（> 2℃）促进底层碳库积累来提高底层MNC对SOC的贡献（14.7%）。从时间尺度看，长期增温（> 5a）改变微生物活动模式使底层MNC占SOC比例更大（42.8%）。同时，森林和农田生态系统中各类残体对SOC的贡献随土层深度的增加而增加；而增温削弱了草地生态系统底层残体对SOC的贡献。综上，本文强调开展特定生态系统中微生物介导有机碳积累动态对增温响应的研究时，应同时关注表土和底土中微生物残体的响应，这对于理解和预测土壤有机碳动态对气候变化的敏感性及其反馈机制至关重要。
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通过zeta电位快速评估土壤胶体的临界聚沉浓度
袁雷, 徐英德, 任凯璐, 左研, 李少博, 张昀, 张广才, 汪景宽, 高晓丹
DOI: 10.11766/trxb202403140110
摘要：
土壤胶体的聚沉特征与土壤肥力和抗蚀能力密切相关，临界聚沉浓度是评判颗粒凝聚和分散的关键参数。快速准确测定土壤胶体的临界聚沉浓度对于评估土壤质量具有重要意义。通过测定蒙脱石、胡敏酸和棕壤胶体3种颗粒表面zeta电位随离子浓度的变化趋势，结合分段线性拟合，进而评估其临界聚沉浓度；同时，用动态激光光散射法验证zeta电位法测定临界聚沉浓度的可行性。结果表明：（1）各体系中颗粒zeta电位绝对值均随电解质浓度的升高而降低，且在相对较低的电解质浓度范围内降低迅速，相对较高浓度范围内变化趋缓。（2）通过zeta电位法评估得到恒电荷表面为主的蒙脱石和棕壤胶体在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果基本一致。（3）通过zeta电位法评估得到可变电荷表面为主的胡敏酸在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果差别较大。因此，可利用zeta电位法快速准确的测定以恒电荷为主的蒙脱石、棕壤胶体颗粒的临界聚沉浓度。相较于光散射法，zeta电位法操作简便，所需样品量小、效率高。而对于以可变电荷为主的胡敏酸胶体颗粒，无法通过zeta电位法精确评估得到其临界聚沉浓度。
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长期秸秆还田对土壤丛枝菌根真菌及其生态网络的影响
施启欢, 张艳杰, 周桂香, 张佳宝, 张丛志, 鲁顺保, 贾春花, 刘明凤
DOI: 10.11766/trxb202404100150
摘要：
丛枝菌根真菌在土壤微生物生态网络中发挥着至关重要的作用，与 80%左右的植物可形成共生结构，是可持续土壤管理的关键组成部分。为揭示华北平原潮土区丛枝菌根真菌群落及其生态网络对秸秆还田的响应机制，选择长期小麦-玉米轮作下不同秸秆还田处理的试验地，应用高通量测序和生态网络等方法，阐明不同秸秆还田方式及施肥处理下土壤丛枝菌根真菌群落组成、网络互作关系及其与土壤养分的关系。试验共设置5个处理，具体为T1: 秸秆移除+PK肥；T2: 秸秆覆盖+PK肥；T3: 秸秆移除+NPK肥；T4: 秸秆覆盖+NPK肥；T5: 秸秆掩埋+NPK肥。结果表明：（1）秸秆还田配施NPK肥处理降低土壤pH，提高了土壤有机质、总氮、铵态氮、速效钾和有效磷的含量 (P < 0.05)。秸秆掩埋配施氮肥有利于增加土壤养分含量。（2）不同秸秆还田方式和氮肥施用量处理显著影响了丛枝菌根真菌群落组成，而群落alpha多样性无显著差异，球囊霉属和类球囊霉属是潮土丛枝菌根真菌群落的主要优势属。（3）共现网络分析得到7个生态网络模块，其中模块VI中物种丰度与土壤养分指标（包括有机质、硝态氮、有效磷、速效钾和总氮）和乙酰氨基葡萄糖苷酶呈显著正相关 (P < 0.05)，与pH呈显著负相关 (P < 0.05)。因此不同秸秆还田方式可以通过改善土壤理化性质、调节土壤微生物群落结构和多样性和调节丛枝菌根真菌网络互作关联等方式调控土壤肥力。研究结果对加强土壤健康管理和可持续农业发展具有重要意义。
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秸秆还田方式对砂姜黑土植物和微生物来源碳积累的影响
DOI: 10.11766/trxb202406010218
摘要：
土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）是影响砂姜黑土区作物产量的关键因子之一，而秸秆还田是持续提升SOC的有效途径。不同秸秆还田方式下植物和微生物来源碳的累积特征及其相对贡献尚不明确。基于此，本研究利用连续7年的秸秆还田与耕作方式定位试验，探究不同秸秆还田方式（免耕还田、旋耕还田、深翻还田）下砂姜黑土0~10、10~20、20~40 cm土层中植物和微生物源碳的积累特征及其相对贡献。结果表明：经过7年秸秆还田，旋耕还田和深翻还田处理增加了各土层（0~10、10~20、20~40 cm）SOC含量。免耕还田处理下0~10 cm土层SOC含量较初始值增加43.3%，但在10~20和20~40 cm土层中无显著差异，SOC出现了一定的表聚现象。深翻还田促进了木质素酚在10~20和20~40 cm土层中的积累，这两个土层中木质素酚含量较旋耕还田分别增加57.3%和36.6%。同时，深翻还田抑制了木质素酚的降解，表现为10~20和20~40 cm土层中香草基和丁香基酚类的酸醛比（(Ad/Al)V和(Ad/Al)S）较免耕还田和旋耕还田低。此外，与旋耕还田相比，深翻还田有利于10~20和20~40 cm土层中总氨基糖，尤其是氨基葡萄糖（GluN）的积累，然而，0~10和10~20 cm土层胞壁酸（MurN）的积累受到了抑制。真菌、细菌残体碳之比表明，深翻还田处理下10~20和20~40 cm土层微生物群落向真菌方向转变，微生物源碳的稳定性较高。综上所述，深翻还田促进了砂姜黑土10~40 cm土层植物和微生物源碳的积累和稳定，对砂姜黑土区秸秆资源高效利用及土壤质量提升具有重要意义。
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氮磷对秸秆输入下稻田土壤微生物群落及其残体的影响
DOI: 10.11766/trxb202406220253
摘要：
稻田土壤固碳潜力巨大，秸秆添加对微生物介导的土壤有机碳（SOC）周转有重要影响。为探究秸秆输入驱动SOC形成的微生物贡献机制及氮磷调控效应，以亚热带红壤水稻土为研究对象，通过为期300天的室内培养实验，分别以磷脂脂肪酸（PLFA）和氨基糖（AS）为活体微生物和死亡微生物残体标识物，探讨秸秆（S）及秸秆耦合氮磷添加（S+NP）对微生物群落及其残体积累过程的影响。结果表明：与对照（CK）相比，S和S+NP处理显著增加土壤总PLFA含量（P＜0.05），且真菌生物量的增幅（65.1%~130.1%）大于细菌（22.7%~34.3%）。在培养后期300天时，S+NP处理中真菌生物量显著高于其他处理，且真菌细菌生物量比值（F/B）相较于CK显著增加（P＜0.05）。表明秸秆耦合氮磷添加会在较长的时间尺度上对土壤微生物群落结构产生影响，使土壤微生物群落逐渐转为真菌主导的群落结构。在整个培养期间，S和S+NP处理中微生物残体积累量均显著高于对照（P＜0.05），真菌残体的变化与之相似。但细菌残体在培养结束时降低，S+NP处理中其含量显著低于S处理（P＜0.05），这可能与培养后期细菌残体发生矿化有关。相关性分析表明，微生物生物量、微生物残体及SOC之间呈显著正相关关系（P＜0.05），证明了外源秸秆输入后稻田SOC形成和转化主要由微生物驱动，与微生物介导机制紧密相关。综上，秸秆还田对稻田土壤有机碳库的影响与微生物群落结构及其介导的残体积累过程密切相关，并且这一过程受外源氮磷养分的供给调控。从元素计量平衡角度，补充适量的氮磷养分，有助于较长时间尺度上促进微生物来源有机碳组分的积累，尤其是真菌来源残体碳，这对于通过农田养分管理措施来调控微生物介导的有机碳截获过程具有重要指导意义。
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土壤中生物可降解塑料的生态效应及微生物降解研究进展
DOI: 10.11766/trxb202405270210
摘要：
生物可降解塑料因其易生物降解的特性，被认为是传统塑料的理想替代品，应用前景广阔。土壤是各类生物可降解塑料废弃物的重要归趋，全面了解生物可降解塑料在土壤环境中的生态效应，可为评价生物可降解塑料的生态安全性提供科学依据，是实现其大规模推广应用的基础和前提。同时，微生物降解是土壤中生物可降解塑料降解的主要途径，对土壤环境中生物可降解塑料微生物降解过程及其降解机理的透彻掌握，可为实现生物可降解塑料的原位高效可控降解提供理论指导。本文首先从土壤理化性质、土壤微生物、植物、动物角度综述了生物可降解塑料对土壤生态系统的生态毒理效应。进入土壤环境中的生物可降解塑料不但是一种物理输入，更是一种化学输入，其能够改变土壤容重、孔隙度、养分含量等理化性质，直接或间接地影响土壤微生物群落结构与功能，并会对植物生长发育及土壤动物的存活、繁殖等行为产生影响，具有一定的动植物毒性。然后，进一步归纳总结了土壤中生物可降解塑料的微生物降解机制及影响降解效率的关键因素。土壤微生物主要通过“在塑料表面定殖—分泌胞外酶催化聚合物解聚—低聚物或小分子单体被矿化”这3个关键步骤实现对生物可降解塑料的完全降解。生物可降解塑料在实际土壤环境中的降解速度较为缓慢，其降解效率受到塑料本身性质、土壤环境及气候条件等多种因素的影响。同时，对参与生物可降解塑料降解的微生物和酶进行了系统梳理。最后，针对目前研究现状与不足，展望了未来的重点研究方向，旨在为土壤中生物可降解塑料的生态效应与微生物降解研究提供科学参考。
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土壤温度预报方程研究进展
DOI: 10.11766/trxb202210220581
摘要：
土壤温度（尤其是地表温度）是陆地和大气之间相互作用中关键的物理量，在地球系统中扮演了十分重要的角色。土壤温度预报技术一直是陆面模式、数值天气预报和气候预测中核心科学问题。本文系统回顾了土壤温度预报方程的研究进展，从经典的热传导方程到考虑了土壤水分垂直运动物理过程的热传导-对流方程，从用单一正弦波逼近到用傅里叶级数逼近地表温度日变化，从假设对流参数无日变化为常数到考虑其日变化，着重概述了土壤热传导-对流方程的创建、改进及求解。最后，本文对热传导-对流方程在地表能量平衡、土壤水分垂直运动、水通量和地震、冻土热传输研究中的应用进行了回顾。同时指出，全相态的土壤水和植物根系对热传导-对流方程的影响是土壤温度预报方程未来的研究方向。
期刊介绍
主管单位： 中国科学院
主办单位：中国土壤学会
主编：徐仁扣
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