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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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巨桉皆伐迹地营造混交林对土壤胞外酶及化学计量的影响
万仁平, 唐剑东, 何博, 樊戢, 赵智, 梁正川, 邹星丞, 胡峻嶍, 周世兴, 黄从德
DOI: 10.11766/trxb202410170399
摘要：
土壤胞外酶在驱动土壤养分循环和能量流动中起着至关重要的作用，其化学计量可用来表征微生物代谢所需的养分限制状况。人工纯林转换为混交林是实现人工林可持续发展的重要途径。然而，人工纯林转换为混交林后对土壤胞外酶及化学计量的影响尚不清晰。以巨桉(Eucalyptus grandis)人工纯林皆伐后营造的红叶碧桃（Prunus persica ""Atropurpurea""）＋西府海棠（Malus × micromalus）、杉木（Cunninghamia lanceolata）＋桢楠（Phoebe zhennan）＋红叶碧桃、香樟（Cinnamomum camphora）＋水杉（Metasequoia glyptostroboides）3种混交林，以及巨桉纯林（对照）为对象，研究了营建混交林对土壤理化性质、微生物生物量、胞外酶活性及化学计量特征的影响。结果表明：（1）与巨桉纯林相比，3种混交林均提高了土壤β-1, 4-N-乙酰氨基葡糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性，但降低了土壤β-1, 4-葡糖苷酶和酸性磷酸单酯酶活性。（2）各林分类型的土壤胞外酶矢量长度介于0.68～0.88，土壤胞外酶矢量角度介于72.59°～81.18°，表明4种林分类型的土壤微生物均受到碳和磷的共同限制。（3）3种混交林均通过提高土壤有机碳、全氮、pH和微生物生物量C:N以及降低土壤C:P和N:P缓解了土壤微生物的碳和磷限制。（4）土壤全氮和微生物生物量氮分别是影响土壤胞外酶活性和酶化学计量的主控因子。综上所述，巨桉人工纯林转换为混交林后缓解了土壤微生物的碳和磷限制。
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桥梁施工对红树林土壤真菌多样性和共存网络的影响
DOI: 10.11766/trxb202412090480
摘要：
桥梁施工强烈影响着滨海湿地土壤微生物群落结构与功能，然而，其对红树林土壤真菌群落的影响尚未可知。本研究探究了红树林桥梁施工区域：钢护筒围堰（Steel casing pipe, SC）、钢板桩围堰（Sheet pile cofferdam, SP）与未干扰区域（Undisturbed areas, UD）的土壤真菌群落，结果表明，UD和SC生境土壤的主要真菌生物标志物为子囊菌门（Ascomycota），而SP生境则以担子菌门（Basidiomycota）为主。SP生境土壤真菌物种丰富度显著（P < 0.01）高于SC和UD生境。此外，SP生境土壤的腐生营养型真菌物种丰富度显著（P < 0.05）高于SC和UD生境，且SC生境的腐生营养型真菌相对丰度也显著（P < 0.05）高于UD生境。土壤C/N比、TN和pH是影响真菌功能类群的主要环境驱动因子。共存网络分析表明UD生境的网络复杂性（avgK = 1.94）高于SC和SP生境。本研究揭示了桥梁施工对红树林土壤真菌群落的影响，为滨海湿地土壤生物多样性保护和施工活动的环境管理提供了理论依据。
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有机替代对作物-土壤-微生物化学计量特征及土壤磷形态的影响
DOI: 10.11766/trxb202412120486
摘要：
针对稻麦轮作系统不同比例有机肥替代化肥下作物-土壤-微生物养分化学计量比规律认识不清的问题，以中国科学院常熟农业生态实验站宜兴基地有机肥等养分替代5年定位试验为研究对象，选取不施磷肥（CK）、常量施化学磷肥（CF）、有机肥替代30%化学磷肥（TM）、有机肥替代50%化学磷肥（FM）以及有机肥替代100%化学磷肥（HM）5个处理，探究等氮磷钾养分投入下有机肥替代比例对作物-土壤-微生物化学计量比及磷有效性的影响。五年十季结果表明：水稻和小麦的籽粒、秸秆产量以及全碳、全氮、全磷养分化学计量比在各处理间无显著差异。TM、FM、HM处理下土壤有效态化学计量比，包括可溶性有机碳:有效氮、可溶性有机碳:有效磷、有效氮:有效磷范围分别为7.08~7.39、23.1~26.8，3.59~4.06。与CF处理相比，TM、FM和HM处理的土壤全量养分化学计量比无显著差异，显著提高土壤有机磷组分（增幅为49.7%~58.2%，以中等活性有机磷NaOH-Po为主）；同时土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量磷（MBP）分别增加14.3%~61.1%、4.37%~36.2%和46.4%~50.8%。各处理下土壤MBC:MBN为11.6~14.5，MBC:MBP为68.3~106，MBN:MBP为5.32~7.32。TM和FM处理显著降低了土壤酶活性化学计量比EEA（C:N），但对土壤-微生物化学计量平衡无显著影响。以上结果表明，有机肥等养分替代30%化肥在维持作物产量的同时，能够有效提高土壤有效磷含量。研究表明，科学调控有机肥替代比例对于优化土壤养分管理、提升土壤肥力及促进农业可持续发展具有重要意义。
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生物培肥对根际解磷细菌群落及玉米产量的影响
彭紫怡, 郑洁, 朱国繁, 石广萍, 王晓玥, 丁杨惠勤, 周顺桂, 蒋瑀霁
DOI: 10.11766/trxb202412310518
摘要：
根际解磷细菌群落作为土壤磷素循环的重要功能类群，其丰度、群落组成和多样性的变化决定了土壤碱性磷酸酶（Alkaline phosphomonoesterase, ALP）活性和磷素有效性。为探讨不同生物培肥对旱地红壤解磷细菌群落和玉米产量的影响，基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的旱地红壤生物培肥长期定位试验（11年），选取化肥+有机肥（FO）、化肥+有机肥+解磷细菌（FOP）、化肥+有机肥+线虫（FON）、化肥+有机肥+解磷细菌+线虫（FOPN）4个处理，采用荧光定量PCR和高通量测序技术揭示生物培肥对根际解磷细菌群落、ALP活性和玉米产量的作用机制。结果表明：（1）与FO处理相比，生物培肥（FOP、FON、FONP）均显著改善了土壤肥力以及提升玉米产量，其中复合接种处理（FOPN）的效果最佳，土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和玉米产量分别提高了8.1%、24.2%、30.5%、20.2%及39.7%。（2）生物培肥下，根际解磷细菌群落丰度显著增加，且存在显著的交互效应，而Shannon指数均低于FO处理；解磷细菌群落丰度与TN和AN呈显著正相关。（3）碱解氮、解磷细菌丰度及ALP活性是玉米产量的最重要驱动因子。结构方程模型表明，碱解氮不仅直接促进玉米产量，还通过增加解磷细菌丰度和提高ALP活性间接增加玉米产量。综上，生物培肥处理显著增加了解磷细菌丰度，解磷细菌丰度的变化可能是调控玉米磷吸收的潜在机制。生物培肥通过提升旱地红壤肥力，间接增加解磷细菌丰度和ALP活性，从而促进有机磷矿化及玉米生长。
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牦牛粪添加对高寒草甸土壤酶活性的时空变化特征
DOI: 10.11766/trxb202501160033
摘要：
牦牛粪是影响高寒草地生态系统土壤养分循环的重要因素，而土壤酶活的变化可以有效衡量土壤养分循环过程。为探索高寒草甸牦牛粪添加下土壤酶活性的时空变化特征，利用96微孔酶标板荧光分析法，以青藏高原东缘高寒草甸土壤中参与土壤碳氮转化过程的关键酶（β-葡萄糖苷酶（BG）、过氧化物酶（PER）和酚氧化酶（PPO），β-N-乙酰葡萄糖苷酶（NAG）和蛋白酶（LAP））为研究对象，分析牦牛粪在冷暖季不同分解时间以及不同堆积距离（牛粪底下（D0）、距离牛粪10 cm（D10）和20 cm（D20））对土壤酶活性的潜在影响。结果表明：（1）冷暖季牛粪分解均显著增加了上述五种酶的活性，且D0下土壤酶活性达到最高。随着暖季向冷季分解时间的推移和牛粪为中心向外辐射距离的增加土壤酶活性逐渐降低；（2）冷暖季牛粪分解均显著提高了土壤全量养分（总碳、总氮、总磷）和速效养分（铵态氮、硝态氮、速效磷），土壤水分和 pH，但冷暖季分解时间对以上土壤环境因子的影响存在差异；冷季的土壤理化性质与酶活性之间的相关性显著强于暖季，其中冷季的C/N比对酶活性的影响最为显著。外源性养分的添加导致营养物和有机物的重新分配，酶活性变化具有时空梯度分布特征，其变化规律与距牛粪的空间距离（向外辐射）与土层（向下延伸）呈显著相关性。
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基于稀土元素示踪法定量分析冻融作用下黑土团聚体周转和有机碳的变化
DOI: 10.11766/trxb202412230501
摘要：
土壤团聚体是土壤结构的基本单元，土壤有机碳（SOC）是土壤肥力的核心。为探究在冻融作用下土壤团聚体的周转路径和有机碳的定量表征，利用稀土元素示踪技术，以黑龙江省嫩江市鹤山农场耕地和林地黑土为研究对象，通过室内培养，分别设置0、3、6、10、15、25次冻融循环次数，采用干湿循环法标记不同粒径土壤团聚体（5~2 mm、2~0.2 5 mm、0.25~0.053 mm、<0.053 mm），通过Na2O2碱熔法测定稀土元素浓度，量化团聚体周转过程，探究冻融循环作用下土壤团聚体稳定性（平均重量直径，MWD）、粒径分布、团聚体周转路径以及SOC的变化情况。研究结果显示，冻融循环加速相邻团聚体之间的转换，促使各粒径团聚体向2~0.053 mm团聚体粒径转化更加剧烈。MWD和5~2 mm团聚体含量随冻融循环次数的增加而逐渐降低，而2~0.053 mm团聚体含量逐渐增加。土壤团聚体周转时间随着冻融循环次数的增加而增加，且0.25~0.053 mm团聚体增加最显著。经冻融处理后全土有机碳含量无显著变化，但随冻融次数的增加5~2 mm团聚体有机碳含量上升，其他粒径团聚体有机碳含量下降。所以，冻融作用通过加剧土壤团聚体周转过程中的破坏和形成进而影响土壤结构动态变化的内在过程，降低土壤团聚体稳定性，改变土壤有机碳含量。研究结果进一步揭示了冻融作用下黑土微观结构演变特征及其有机碳的定量表征，为冻融侵蚀下黑土各粒径土壤结构变化和团聚体周转过程深入研究提供理论依据。
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增温对黄土高原草地土壤有机碳三库分解影响特征与机制
DOI: 10.11766/trxb202411150440
摘要：
草地作为分布广泛的生态系统，其土壤有机碳库分解对全球碳循环具有重要影响。然而全球增温对草地土壤有机碳三库分解动态的影响及其微生物-酶学调控机制尚不明确。选取黄土高原半干旱草原表层土壤，分别在15 ℃和25 ℃温度下进行553 d（约1.5年）的恒温恒湿培养，同时监测土壤呼吸速率、MBC（微生物生物量碳）、胞外酶活性和微生物群落组成等指标。结果表明：（1）与15 ℃培养相比，25 ℃培养显著增强了土壤呼吸速率、累积碳排放以及三库（活性、缓效、惰性）分解速率，但这种增强效应随着培养时间的延长逐渐减弱。在培养过程中，活性碳库的呼吸速率下降最快，缓效碳库次之，而惰性碳库的呼吸速率下降最慢。（2）微生物生物量碳和细菌多样性在25 ℃培养中下降更快，微生物群落组成变化更为剧烈。富营养型微生物（如变形菌门和子囊菌门）的相对丰度随着培养时间的推移而降低，而寡营养型微生物（如放线菌门和子囊菌门）的相对丰度则随时间升高。15 ℃培养中富营养型微生物的相对丰度较高，而25 ℃培养中寡营养型微生物的相对丰度较高。培养过程中，微生物的氧化代谢、氮需求和磷需求逐渐增强，25 ℃培养下这些指标整体高于15 ℃培养。（3）三库分解对温度变化的响应主要受胞外酶及微生物群落组成调控。逐步线性回归显示，在15 ℃培养下，MBC和氧化酶分别是活性和缓效碳库分解的正向调控因子；在25 ℃培养下，氧化酶、NAG（β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶）和AKP（碱性磷酸酶）是惰性碳库分解的正向调控因子。偏最小二乘路径模型分析表明，培养温度和时间对微生物群落组成均产生显著的调控作用。微生物群落组成对胞外酶起正向调控作用，并分别对缓效和惰性碳库分解表现出负向调控和正向调控。胞外酶作为活性和惰性碳库分解的关键调控因子，在两者的分解过程中分别起到负向调控和正向调控。本研究揭示了微生物群落变化，尤其是不同生态策略微生物组成的转变，对胞外酶活性及其计量学的调控是草地土壤碳库分解动态响应温度变化的关键因素，为理解全球碳循环和气候变化提供了重要的科学依据。
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强酸性红壤风化壳酸缓冲容量的垂直分异特征及主控因素
DOI: 10.11766/trxb202503090107
摘要：
探究强酸性红壤风化壳的酸缓冲容量及其主控因素，以期为评估地表系统酸缓冲性能和创新酸化改良技术提供科学依据。以江西省鹰潭市余江区孙家农业小流域pH小于5.0的强酸性红壤风化壳为研究对象，该红壤风化壳起源于第四纪红黏土（上层为均质红黏土层，下层为网纹红黏土层），下伏基岩为红砂岩。通过钻孔技术采集了旱地近8 m深的岩土芯样品，样品分为均质红黏土层、网纹红黏土层、风化砂岩层、砂岩基岩层样品，通过风化壳酸缓冲容量（pHBC）及相关理化性质测定，线性和随机森林模型拟合，以及酸缓冲理论分析，系统研究了红壤风化壳不同层次中有机质、机械组成、矿物组成、铁铝氧化物、交换性盐基、交换性酸和pH对pHBC垂直变异的相对贡献。红壤风化壳酸缓冲容量呈现显著的层次分异特征。pHBC在均质红黏土层最高，为2.53 ± 0.41 cmol·kg-1·pH unit1；在网纹红黏土层居中，为1.93 ± 0.59 cmol·kg-1·pH unit-1；在风化砂岩层最低，为1.39 ± 0.22 cmol·kg-1·pH unit-1。均质红黏土层pHBC随深度增加而升高；网纹红黏土层pHBC随深度增加而降低；风化砂岩层pHBC随深度增加而降低，从风化砂岩层过渡至砂岩基岩时，pHBC升高。处于强酸性状态的第四纪红黏土层的交换性盐基离子已基本耗尽，对酸缓冲容量的贡献较低。酸缓冲容量在均质红黏土层主要依赖于晶形氧化铁和有机质的质子化过程，在网纹红黏土层主要依赖于无定形和晶形氧化铝的溶解作用以及无定形和晶形氧化铁的质子化过程，在风化砂岩层主要决定于长石溶解作用和交换性钙镁的阳离子交换作用，在砂岩基岩层碳酸盐溶解发挥了关键作用。强酸性红壤风化壳缓冲机制以铁铝氧化物的质子化和溶解过程为核心，研究结果可为红壤生态系统酸化评估和改良提供理论支持。
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设施土壤溶解性有机质含量和质量对不同碳组分有机肥的响应
DOI: 10.11766/trxb202411190446
摘要：
溶解性有机质（DOM）是土壤碳库中最活跃的功能组分，施用有机肥是设施土壤固碳培肥的有效措施。然而，关于设施土壤DOM含量和质量对有机肥的响应尚不清楚，阻碍了设施土壤活性碳库调控机理认知与有机肥精准施用技术的发展。利用田间试验，设置不施肥（CK）、单施化肥（F）以及3种不同碳组分特征有机肥替代30%化肥氮（秸秆有机肥FMs、鸡粪有机肥FMc、菇渣有机肥FMm）处理，探究设施菜地土壤表层和亚表层溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量的响应，结合三维荧光光谱技术和平行因子分析方法，分析土壤DOM的荧光光谱特征参数与组分构成。结果表明，与CK相比，F处理对表层和亚表层土壤DOC含量均没有显著影响；仅显著增加了亚表层土壤DON的含量，增幅达到1.22倍。与F处理相比，活性碳组分含量最高的FMc处理显著提高表层土壤DOC和DON含量，增幅分别为44.2%和78.1%；但是FMs和FMm处理表层土壤仅DON含量显著增加。与CK相比，施用化肥和有机肥显著降低表层和亚表层土壤DOC/DON比值，且表层土壤DOM腐殖化系数（HIX）显著提高1.06倍~2.07倍，并在FMc处理达到最高；亚表层土壤DOM的荧光光谱特征参数对施肥均没有显著响应。DOC、DON含量与分子量较小的富里酸类组分显著负相关，而与分子量较大的胡敏酸、芳香类腐殖质组分显著正相关。综上所述，施用活性碳组分含量高的鸡粪有机肥，能够更有效地增加表层土壤DOC和DON的含量，提高表层土壤DOM腐殖化程度，增加亚表层土壤DOM抗分解组分比例，对于实现设施菜地全耕层土壤活性碳库的含量和质量“双提升”更有裨益。
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不同施肥处理紫色土胶体性质及其凝聚动力学研究
DOI: 10.11766/trxb202411010420
摘要：
土壤胶体的凝聚与分散影响着土壤结构、水土流失、土壤养分及污染物迁移等宏观现象。不同施肥处理土壤所处环境条件不同，使得土壤胶体数量、性质及其凝聚与分散行为存在差异，探索施肥处理对土壤胶体性质及其凝聚动力学的影响对于联结土壤微观行为与宏观现象有着重要意义。本研究以西南地区紫色土为研究对象，设置不施肥（CK）、单施尿素（N）、有机肥替代10%尿素氮（LM）、有机肥替代30%尿素氮（HM）四种施肥处理，在60 d室内土壤培养后，通过测定各施肥处理土壤胶体数量、黏土矿物组成及表面电化学性质和土壤胶体凝聚过程，探究不同施肥处理紫色土胶体凝聚动力学的差异及其原因。研究发现，试验用紫色土胶体矿物组成主要有水云母、绿泥石、蒙脱石、蛭石、高岭石，短期施肥处理对胶体含量和矿物组成无明显影响。N处理紫色土胶体表面电荷密度最高，颗粒间静电排斥力最大；LM、HM处理降低了紫色土胶体表面电荷密度，降低程度与有机肥添加量成正比。不同施肥处理紫色土胶体的凝聚动力学存在差异，临界聚沉浓度（CCC）由高到低依次为：N处理紫色土胶体、CK处理紫色土胶体、LM处理紫色土胶体、HM处理紫色土胶体；相同施肥处理紫色土胶体的CCC值表现出离子特异性效应，由高到低依次为：Na+、K+、Mg2+、Ca2+。相关性分析表明，紫色土胶体的CCC值与表面电荷密度存在较强正相关，与比表面积、有机质含量存在较强负相关。综上，不同施肥处理主要通过改变紫色土胶体表面化学性质影响土粒间相互作用力，进而影响胶体凝聚与分散行为。
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重庆市酉阳天坑沉积物记录的近百年来岩溶小流域土壤侵蚀历史
DOI: 10.11766/trxb202412220500
摘要：
岩溶区土壤侵蚀历史研究可为评估区域生态恢复潜力和区域水土保持工作提供参考。针对近50年土壤侵蚀研究已有大量成果，然而，重庆市岩溶区近百年土壤侵蚀演变机制尚不清楚。本研究以重庆市酉阳天坑为研究对象，应用137Cs、210Pb定年法确定剖面年代框架，计算小流域土壤侵蚀模数，结合区域史志资料、环境代用指标，对比前人研究资料，探讨近百年来重庆市岩溶区土壤侵蚀历史和机制。结果表明：研究区土壤侵蚀历史可分为三个阶段，1897—1955年，1955—1965年和1965—2023年；研究区小流域近百年沉积速率和平均侵蚀模数变化较大，1955—1965年期间的沉积速率和侵蚀模数分别为2.30 cm·a-1和1109 t·km-2·a-1，显著高于其他两阶段的沉积速率和侵蚀模数；与重庆市巫山常家洼洼地和重庆市中梁山洼地的土壤侵蚀历史研究对比发现，近百年来重庆市岩溶小流域的沉积速率与侵蚀模数变化基本一致，均经历了先升高后降低的过程，其侵蚀模数高值出现在20世纪50年代末；小流域侵蚀模数的高值阶段（1955—1965年）与极端干旱及20世纪50年代末的大面积伐木事件耦合，史志资料显示该事件导致森林面积显著减少，此外，沉积剖面的δ13Corg值与磁化率的突增，也指示着极端干旱和强烈的人类活动对环境的共同作用。该时期的极端干旱与大面积伐木事件是加剧重庆市岩溶区土壤侵蚀的重要原因。本研究为重庆岩溶区近百年流域土壤侵蚀过程研究提供了新的资料，对全面理解该地区近百年来石漠化演变历史和推进该地区水土保持工作有一定意义。
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玉米幼苗能吸收和积累纤维微塑料
刘 璐, 李连祯, 陈浙宽, 弭懿烜, 苏时康, 刘思志, 王颜昊, 刘少冲, 于雅琪, 佘希林
DOI: 10.11766/trxb202412200497
摘要：
微塑料污染已成为全球性环境问题。其中纤维微塑料因其在环境中的广泛存在，对生态系统和人类健康构成潜在危害。然而，纤维微塑料在高等植物中的吸收和转运机制尚不明确，限制了对其生态风险的全面评估。本研究以玉米为模型植物，采用静电纺丝技术结合荧光标记技术，制备了长径比为20 ± 5的聚丙烯腈（Polyacrylonitrile, PAN）纤维微塑料，研究了其在玉米体内的吸收和转运过程。研究结果表明，通过激光共聚焦显微镜及扫描电子显微镜观察发现，荧光标记的PAN纤维微塑料可通过玉米根部新生侧根裂缝进入根内部，并沿木质部导管向上运输至地上部。本研究证实了纤维微塑料可被高等植物吸收并向地上部转运，初步揭示了纤维微塑料在植物-水培系统中的吸收和转移特征，为深入了解不同形态微塑料在土壤-植物系统中的迁移转化规律提供了重要的实验基础，也为评估其对生态环境健康和食品安全的影响提供了科学依据。
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青藏高原色季拉山土壤元素地球化学特征及化学风化强度研究
张 楚, 杨金玲, 杨飞, 叶明亮, 谷 俊, 陈雅敏, 张甘霖
DOI: 10.11766/trxb202503130113
摘要：
为揭示青藏高原南部山地土壤的风化强度和元素地球化学特征，选择位于林芝地区的色季拉山作为研究区，在不同景观-海拔选取15个典型土壤剖面，分析了土壤元素地球化学特征并估算了不同土层的风化强度。结果表明：色季拉山土壤受高寒气候影响，总体而言发育程度较弱，土壤类型以寒冻雏形土为主；土壤矿物以原生矿物为主，次生矿物含量很低；化学蚀变指数（CIA）介于47～62之间，绝大部分土壤处于弱风化状态，降水量、海拔、坡度、母质等成土因素对土壤化学风化影响的差异不明显，揭示寒性土壤温度状况是本区域土壤化学风化和土壤发育的限制性因子。土壤剖面的风化强度指标（CIA、风化淋溶系数ba、帕克风化指数WIP）自表层向下具有不同的分布模式，主要受风力、重力、径流等外营力引起的搬运、堆积作用影响，化学风化对成土作用影响较小。高山环境控制着土壤的整体发育，从而削弱了其他成土因素产生的差异。本研究结果可为理解青藏高原土壤发生演变以及土壤制图提供理论依据，为高原山地生态系统管理提供土壤学的依据。
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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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