土壤生态

• 典型黑土带玉米农田土壤微生物群落地理分布及驱动因素

  逄梦璇;刘红文;韩旭;张梦亭;刘萍;高燕;张淼;张士秀;梁爱珍;

  探究东北黑土带土壤微生物群落的地理分布格局及其驱动因子，对于有效和可持续地管理这一宝贵的土地资源具有重要的学术价值。本文以东北典型黑土带玉米农田的耕层土壤为研究对象，采集了来自黑龙江省、吉林省和辽宁省24个样点72个土壤样本。利用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）技术定量描述土壤微生物群落结构，运用随机森林和层次分割分析等机械学习算法深入解析环境因子对微生物地理分布的相对贡献。研究发现，典型黑土带玉米农田土壤总微生物和各微生物类群的生物量呈现随纬度自南向北增加的空间分布格局；土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）不仅是驱动微生物生物量纬度分布格局的主要因素，也是影响微生物群落组成最重要的因素。SOC和TN还与其他环境因子，特别是与土壤粘粒含量（CC）之间存在耦合关系，共同影响东北黑土带土壤微生物群落组成。

  2024年01期 v.13;No.49 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K]
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• 土壤熏蒸和微生物菌剂防控大棚甜瓜连作障碍的土壤生态效应

  金伟兴;罗宝杰;郭焕茹;岑汤校;张昊青;葛体达;吴降星;范雪莲;

  连作障碍是限制甜瓜产业绿色可持续发展的重要因素。为明确土壤熏蒸和微生物菌剂缓解甜瓜连作障碍的效果及其土壤生态效应，优选防治大棚甜瓜连作障碍的措施，本研究比较了3种土壤熏蒸剂（棉隆、漂白粉、威百亩）和3种菌剂/菌肥（济元链复合微生物菌剂、硒霉菌复混肥料、聚谷氨酸复合微生物菌剂）施用对连作甜瓜产量、品质以及土壤pH、土壤电导率、养分含量、酶活性和微生物群落组成的影响。结果表明：与常规施肥相比，威百亩熏蒸条件下甜瓜单株结果数和产量分别降低27.7%和30.9%；棉隆处理土壤电导率、有效磷、速效钾含量分别降低31.9%、67.2%和26.6%。土壤熏蒸对细菌群落多样性无显著影响，但显著增加了土壤真菌群落多样性以及未知真菌物种的相对丰度。在促进土壤中生防促生细菌（如：Rokubacteriales、Ktedonobacteria、Thermoleophilia和Microbispora）积累的同时，棉隆熏蒸也加剧了土壤病原真菌（如：Ciboria）的积累。相反，3种微生物菌剂/菌肥施用条件下，连作甜瓜的产量、中心糖和边糖含量分别增加35.7%、3.5%和8.8%，土壤全氮、全碳含量，碳、氮、磷循环相关酶活性及相关功能微生物（如：Dadabacteriales、Steroidobacter、Dongia和Arthrographis）相对丰度均显著增加。聚谷氨酸复合微生物菌剂对大棚甜瓜产量及品质的形成、土壤质量和微生物生态功能的提升效果最佳。

  2024年01期 v.13;No.49 13-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
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• 长期大气CO_2浓度升高对大豆磷吸收及根际磷转化的影响

  郭丽丽;李彦生;于镇华;王光华;刘晓冰;张锦源;吴俊江;王国兵;金剑;

  磷（P）作为第二重要的植物营养元素，能够调节作物对气候变化的适应性。东北不同地区黑土有机质含量存在着较大差异，对作物营养吸收产生较大影响。然而，长期大气CO_2浓度升高对不同有机质含量黑土大豆生长、土壤磷组分以及相关微生物机制的影响鲜有研究。本研究利用开顶式生长室（OTC）重点探究了气候变化对不同有机质黑土大豆根际土壤磷组分和相关磷转化微生物功能基因的影响。结果表明，不同有机质含量的黑土大豆磷吸收对长期大气CO_2浓度升高的响应一致，既先升高后降低。然而，大豆根际磷组分的响应存在差异性。大气CO_2浓度升高降低了高有机质黑土中大豆根际NaHCO3-Po含量，但增加了低有机质黑土中大豆根际有机磷库（NaHCO3-Po和NaOH-Po）的含量，而降低了无机磷库（NaOH-Pi）的含量。同时，大气CO_2浓度升高使高有机质黑土根际土壤基因拷贝数增加53.0%，低有机质黑土中大豆根际土壤基因拷贝数增加44.4%。因此，长期气候变化条件下，高有机质含量黑土通过有机磷矿化功能微生物来满足大豆对磷素的需求；而在低有机质含量黑土中，长期高CO_2浓度主要影响无机磷组分以及相关功能基因。

  2024年01期 v.13;No.49 27-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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• 云南喀斯特地貌区土壤重金属污染风险评估及水稻叶面肥筛选

  李正真;谭静;李小林;涂建;唐昆;谷安宇;管俊娇;董维;邓伟;吕莹;奎丽梅;

  为探究云南水稻种植区土壤重金属含量与叶面肥种类对水稻中重金属迁移，以及对糙米质量安全的影响，本研究选取地质高背景区泸西县水稻种植区作为研究区，采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法对研究区稻田土壤污染情况进行了评估，并以锰锌肥、硅硒肥两种不同成分叶面肥作为试验材料，通过转运系数等指标探究不同成分叶面肥在田间大规模应用中的效果。研究结果表明：研究区稻田土壤中As、Cd、Cr的平均值均超过云南省土壤重金属背景值且变异系数较大，主要以Cd污染最为严重。研究区土壤总体上处于轻度污染状态，As、Pb、Cr均处于轻微潜在生态危害，40%的Cd处于中等潜在生态危害，但综合潜在生态危害指数仍为轻微潜在生态危害。喷施叶面肥的处理较仅喷施清水的处理而言，茎叶-糙米间转运系数降低，糙米及茎叶中重金属含量显著降低，产量无显著差异。供试的锰锌肥的肥效较硅硒肥更为显著，适合在田间大规模种植使用。

  2024年01期 v.13;No.49 39-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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• 有机物料还田对草甸土孔隙结构及玉米产量的影响

  陆欣春;韩晓增;邱琛;陈旭;严君;张乃文;张志明;甘佳伟;邹文秀;刘洪刚;

  为了研究有机物料还田对草甸土孔隙结构及玉米产量的影响，优化草甸土耕作层结构、提高作物产量，2019年以吉林省公主岭市的草甸土为试验地，在玉米播种前设置了秸秆浅混还田（CT,0～15 cm）、秸秆深混还田（STS,0～35 cm）、秸秆和有机肥深混还田（STSM,0～35 cm）、无秸秆还田常规耕作（CK）4个处理。对玉米收获后的土壤进行取样分析，测定0～35 cm土层土壤物理性质和孔隙结构，并采用结构方程模式、Mantel test和随机森林方法分析土壤孔隙结构调控玉米产量的途径。结果表明，经CT、STS和STSM处理后的0～15 cm土层土壤容重与CK处理相比显著下降了5.2%～7.8%(P<0.05)，而田间持水量和饱和导水率均呈现上升趋势，分别显著增加了7.8%～16.6%和77.5%～325%(P<0.05);STS和STSM处理进一步显著改变了>15～35 cm土层上述3个土壤物理性质。CT扫描结果显示，有机物料还田显著改善了相应土层土壤结构。与CK处理相比，CT、STS和STSM处理显著增加了0～15 cm土层>1 000μm孔隙数量和孔隙度；与CT处理相比，STS和STSM处理>15～35 cm土层>1 000μm孔隙数量和孔隙度分别显著增加了1.2倍～1.3倍和47.5%～58.9%(P<0.05)。有机物料还田增加了土壤孔隙的复杂性和连通性。与CK处理相比，CT、STS和STSM处理显著增加了0～15 cm土层的各向异性和分形维数，降低了欧拉数（P<0.05）;STS和STSM处理显著改善了15～35 cm土层土壤孔隙结构。不同处理间玉米产量表现为STSM>STS>CT>CK。结构方程模型结果显示，0～15 cm土层土壤孔隙结构可以直接影响玉米产量或者通过影响容重和饱和导水率间接影响玉米产量，而15～35 cm土层土壤孔隙结构只能通过影响田间持水量间接影响玉米产量。0～35 cm土层土壤物理性质和孔隙结构能够解释玉米产量的81.9%,15～35 cm土层对玉米产量的贡献大于0～15 cm土层。有机物料深混还田通过改变0～35 cm土层草甸土物理性质和孔隙分布，增加孔隙结构的复杂性和连通性，优化耕层结构，具备提高玉米产量的潜力，其中秸秆和有机物配合施用的效果优于单独秸秆还田。如果草甸土分布区有机肥源充足，建议利用秸秆和有机肥料进行深混还田可建立良好的土壤肥力，可以有效增加玉米产量。

  2024年01期 v.13;No.49 52-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K]
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土壤酸化治理专栏

• 谷壳源生物炭用量对水稻田控酸和钝化土壤镉活性的短期效应

  李子婧;罗军元;吕伟生;韩德鹏;黄天宝;王馨悦;林小兵;张秋梅;刘春香;熊文;

  为了探究谷壳源生物炭不同施用量对水稻田控酸和钝化土壤重金属镉活性的短期效应，本研究设置了谷壳源生物炭6个不同用量处理，分析测定土壤pH、水稻产量、土壤有效态镉含量、水稻植株茎和穗中的镉含量和土壤肥力的变化。结果表明，与CK相比，施用生物炭能有效提高土壤pH，提高了0.15～1.04个单位；当生物炭施用量为80 t·hm~(–2)时，对提高土壤pH效果更显著。施用生物炭能有效提高土壤的综合肥力，土壤全氮、全磷和全钾含量在生物炭施用量超过40 t·hm~(–2)后显著增加，增幅分别达8.62%～14.2%、19.6%～28.3%和11.9%～21.5%；有效磷、速效钾和有机质含量在生物炭施用量≥20 t·hm~(–2)时显著增加，增幅分别达34.6%～115%、70.9%～394%和29.3%～118%；当生物炭施用量超过20 t·hm~(–2)时，水解性氮含量显著降低，降幅为11.4%～22.1%。施用生物炭能有效降低土壤中的有效态镉及水稻植株茎、穗中的镉含量，当生物炭施用量≥20 t·hm~(–2)时，降幅分别为24.0%～37.1%、24.1%～82.9%和28.0%～78.3%；水稻叶中镉含量则在生物炭施用量超过40 t·hm~(–2)后显著降低了22.1%～35.7%。施用生物炭能提高水稻产量，当施用量为20～40 t·hm~(–2)时有显著的增产效果，增幅分别为12.4%和9.42%。从短期来看，谷壳生物炭具有调节土壤酸度、钝化重金属镉活性和提高水稻产量的潜力，且施用量以20 t·hm~(–2)为宜。

  2024年01期 v.13;No.49 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K]
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• 生物炭调理酸化土壤的作用机制

  黄宝源;邓兰生;邓丽芳;姜华彬;谢君;陈勇;

  生物炭（biochar）是有机物质在无氧或缺氧条件下热解炭化而成的一种固态、稳定、高度芳香化的富炭材料，具有碳量高、化学性质稳定、比表面积大及孔隙结构丰富等特点，且生物炭中的含氧官能团、有机阴离子和无机碱等成分能够有效的调理酸化土壤，因而常用作土壤改良剂。本文简述了土壤酸化的原因及其相关影响，介绍了生物炭的种类、特征和组成部分，重点关注了近年来生物炭施用对提高土壤pH、缓解铝毒、增强土壤微生物活性及改变化肥使用量方面的影响，并探讨了其作用机制。最后对生物炭在酸化土壤调理应用中尚存在的问题进行了展望，以期为生物炭在调理酸化土壤的理论研究和实际应用方面提供参考。

  2024年01期 v.13;No.49 74-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K]
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• 施用不同调理剂对酸化茶园土壤化学性质及茶叶品质的影响

  凌彩金;周巧仪;魏岚;梁冬霞;郜礼阳;刘淑媚;朱小曼;

  针对茶园土壤酸化问题，利用不同配方调理剂对其进行土壤改良。采用田间微区试验的方法，以种植英红九号年限分别为2年（幼龄）和8年（成龄）茶园为研究对象，设置4个不同处理：不施调理剂（CK）、调理剂Ⅰ（生物炭，T1）、调理剂Ⅱ（生物炭+石灰，T2）及调理剂Ⅲ（生物炭+碱渣钙镁肥，T3），施用量为20 t·hm~(-2)。通过2年定位试验，研究3种调理剂对茶园土壤的主要化学性质及茶叶品质的影响。土壤分析表明，与对照组相比，2年的试验周期中，2种茶园的土壤pH均呈现先升后降的趋势，试验4个月后施用调理剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的幼龄茶园土壤pH值分别升高了0.11、0.20和0.22个单位，成龄茶园pH值分别升高了0.15、0.16和0.38个单位，但经过16个月后pH值又会逐渐下降。幼龄茶园土壤有效磷和速效钾含量均有显著升高，而成龄茶园只有速效钾含量显著升高。茶叶品质分析表明，与CK相比，试验4个月后幼龄茶园调理剂处理组茶叶的水浸出物含量分别显著增加6.66%、6.30%和6.80%。施用调理剂可以改善茶园酸性土壤，增加土壤肥力和茶叶内含物质含量。

  2024年01期 v.13;No.49 85-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2183K]
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研究专论

• 土壤胶体磷环境效应及其影响因素

  朱雪骐;王小春;辛鸿娟;周苏丹;刘春龙;梁新强;

  胶体是磷素在环境中迁移转化的重要载体，土壤胶体磷对磷素生物地球化学循环具有重要作用，其活化迁移对土壤、水环境具有十分重要的影响。本文介绍了国内外土壤胶体磷的分类、分离和分析技术。重点阐述了土壤胶体磷活化、土壤基础理化性质（矿物组成、其他胶体元素、土壤孔隙结构、pH、氧化还原电位）、肥料及土壤改良剂应用对土壤胶体磷环境效应的影响。并针对目前土壤胶体磷流失存在的问题，提出相关对策及展望，以期为后续胶体磷研究和胶体磷污染的治理提供参考。

  2024年01期 v.13;No.49 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K]
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• 水稻拟禾本科根结线虫的发生及抗性基础

  王偲如;隋跃宇;胡岩峰;

  水稻是世界主要栽培作物之一，也是世界众多人口的主要食物，但根结线虫病危害给水稻种植带来严重挑战。其中，拟禾本科根结线虫（Meloidogyne graminicola, Mg）是引起水稻根结线虫病的重要线虫病原之一，广泛分布于亚洲、美洲和南非等主要稻田种植区，成为制约水稻安全生产的重要生物因素。此外，在全球气候变暖趋势下，Mg种群结构呈由南向北扩展的趋势。本文综述了Mg在世界范围内的发生、分布、致病机理、抗病种质资源及抗性基因鉴定和当前的防控措施。探讨了未来气候变暖可能影响Mg的发生与分布，今后加强我国稻田Mg发病实时监测对于该病害的绿色防控极为重要。充分利用全基因组测序等技术手段深入挖掘新Mg抗性水稻资源、鉴定新抗性QTL/基因以及培育持久抗性的新品种是未来开展Mg绿色防控的主流方向；同时，探索Mg综合防控策略，将抗性水稻种质资源、生物防控技术和稻田栽培措施等进行组合运用，有助于进一步提高水稻线虫病害的防控效果，以保障我国水稻产业的安全生产。

  2024年01期 v.13;No.49 107-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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• 盐碱胁迫水稻根系研究

  段国康;刘淼;梁正伟;

  我国盐碱地面积约为1×10~8 hm~2，其中可利用的盐碱地约0.37×10~8 hm~2，盐碱地是重要的耕地后备资源，开发利用潜力巨大。开发种稻是盐碱地改良和利用的有效措施，水稻根系研究对挖掘盐碱水田增产潜力具有重要意义。本文概述了国内外盐碱胁迫水稻根系的研究现状，重点从盐碱胁迫对水稻根系表型、抗逆生理及产量形成的影响等方面的研究进展进行了综述，并对该研究领域未来发展进行了展望。以期多角度全面解析盐碱胁迫水稻根系逆境形态和生理机理，明确土壤-根系-产量的互作机制，基于优良种质资源结合育种技术构建理想根系构型，为挖掘盐碱地水稻增产潜力提供参考。

  2024年01期 v.13;No.49 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
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