强还原土壤灭菌研究进展

随着经济和技术的快速发展,以高投入高产出、高频种植等为特点的集约化种植已成为我国重要的农业生产模式。伴随集约化种植程度不断提高,作物土传病害频发,且易发生酸化、次生盐渍化、土壤板结等土地退化现象,往往造成作物连作障碍。强还原土壤灭菌方法(reductive soil disinfestation,RSD)作为一种环境友好型方法,兼具杀灭土传病原菌和改善土壤理化性质、易操作和处理时间短等特点,已成功用于作物连作障碍的防治。本文根据不同作物类型及不同土传病原菌,归纳总结了RSD处理过程所采取的有机物质类型、施用量、温度条件、淹水覆膜状况及灭菌效果。     

土壤学不应忽视对作物土传病原微生物的研究

随着集约化种植程度的提高,管理不善、单一作物连续种植、秸秆还田等因素导致的土传病害日益严重,使作物高产对农药的依赖程度不断提高,对我国农业可持续发展、环境和农产品安全构成了很大的威胁。但是,我国当前土壤学几乎忽视了这一土壤学范畴的研究领域。土传植物病原微生物功能明确,是研究土壤微生物区系和生物多样性与功能、土壤微生物与植物生长、土传病原微生物与拮抗微生物等关系的理想研究对象。土壤学在揭示土传病原微生物的生长规律、控制土传病原微生物数量、发挥拮抗微生物的作用、防治作物土传病害等方面具有独特的优势。深入认识土传病原微生物适宜生长的土壤环境是防控作物土传病原微生物生长,实现农药使用量零增长的基础。解决当前严重的作物土传病害不仅是土壤学的责任和义务,而且可以极大地推动土壤学的发展。     

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物（毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜）对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na^＋的含量（P〈0．05）,显著降低土壤养分和有机质的含量（P〈0．05）;毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K^＋／Na^＋的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。     

作物土传病害防控的健康微生物群落构建原理与实践

植物-土壤反馈效应及农田生产特点决定了农田土壤生产力的不可持续性,因而必须采用适当的措施方可保持地力常新。施用化肥解决了农田土壤的养分贫化问题,极大地提高了作物产量,但激发了土传病原生物的活性,作物土传病频发成为制约集约化农业可持续发展的瓶颈问题。现有的研究成果表明,地上生物多样性与土壤微生物多样性紧密联系,植物提供的有机物质是连接二者的物质基础。单一作物种植的集约化农业提供给土壤微生物可利用的有机物质来源单一,导致土壤微生物多样性下降,削弱对土传病原生物致病性的抑制作用。本文提出,在作物生长过程中添加土壤有益微生物偏好利用的有机物质,激活土壤有益微生物,可能是维持集约化农业土壤生物健康,抑制作物土传病的有效途径。为此,有必要开展各种土壤微生物偏好利用的有机物质以及作物生长过程中如何施用有机物质的方法。     

引黄灌区种植苜蓿对盐渍化土地理化性状的影响——以景泰县红跃村为例

为解决引黄灌区土地退化问题.研究种植苜蓿对盐渍化土地哩化性状的影响,在景泰县红跃村用分层取样测土的方法,对种植苜蓿后次生盐渍化土地土壤容重、电导率和pH值;土壤C、N含量的变化和土壤C、N含量与土壤物理性状的相关性等方面进行了分析.结果表明:种植紫花苜蓿后,次生盐渍化土壤理化性状发生了明显变化,各取样层次土壤有机质、有机碳含量和氮的含量随种植年限的延长显著提高,而土壤容重、K++Na+有下降的趋势.土壤容重与土壤有机质和有机碳含量在p=0.02的水平上具有负显著相关关系,但不同层次土壤电导率及pH值与样地种植年限不存在明显的相关关系.提出在引黄灌区次生盐渍化土地进行人工种植苜蓿并使之产业化生产,是实现引黄灌区次生盐渍化土地恢复治理、可持续发展的有效途径.     

外源有机物料对次生盐渍化大棚土壤的改良效果

大棚土壤次生盐渍化已成为制约大棚设施农业生产的突出问题。在云南采集典型次生盐渍化大棚土壤,选择土壤调理剂、生物炭、商品有机肥、猪粪4种有机物料进行盆栽试验,研究其对盐渍化土壤的改良效果,结果表明:(1)施用生物炭和商品有机肥能有效改善次生盐渍化大棚土壤结构,降低容重,提高总孔隙度。(2)外源有机物料对改良大棚次生盐渍化土壤有显著作用,不仅降低了土壤全盐和电导率,还提高了作物产量。(3)大棚次生盐渍化土壤的主导阳离子为Ca2+、阴离子为NO-3、SO2-4,商品有机肥、生物炭和猪粪3类外源有机物料对降低Ca2+、NO-3、SO2-4的效果较好。(4)生物炭改良次生盐渍化大棚土壤的效果优于其它3种有机物料。     

连作障碍发生机理研究进展

随着集约化种植程度的不断提高,作物连作导致产量和品质下降,土传病害严重发生,严重制约了现代农业的可持续发展,连作障碍发生机理一直是国内外学者研究的热点之一。近年来,国内外学者从多方面、多角度对连作障碍进行了研究,但这些研究多集中于单一因素分析,缺乏对不同因子内在相互关系和本质的了解,未能深入揭示连作障碍发生的真正原因。深入认识连作障碍的成因及各要素间的互作关系是防控作物土传病原微生物生长、缓解连作障碍、实现农药使用量零增长的基础。本文从土壤理化性状及生物学性状恶化、植物生理抗性下降和连作自毒作用等方面系统综述了连作障碍发生机理,分析了连作障碍因素间的相互关系并对该领域未来的研究方向进行了展望,以期为寻找安全、环保和有效的缓解措施提供理论依据。     

土壤强还原处理对连作芥蓝产量、微生物数量及活性的影响

芥蓝是一种重要的十字花科蔬菜,但高强度单一的种植模式以及不合理的养分管理使得土壤连作障碍现象日益突出,严重制约着芥蓝的可持续生产。土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)是一种作物种植前的土壤处理方法,不仅可以有效杀灭土传病原菌,还具有改善土壤结构、增加土壤有机质含量、重建土壤微生物区系、恢复微生物活性等作用。我们以云南省昆明市安宁县的芥蓝生产基地中连作障碍严重的地块作为研究对象,设置3个处理:不做任何处理的对照(CK),固体有机物料(C/N:122,12 t/hm~2)RSD处理(RSD_BA);液体有机物料(C/N:30,6t/hm~2)RSD处理(RSD_MO),测定RSD处理后土壤理化和生物学性质的变化,并统计芥蓝产量和根肿病的发病率。结果表明,与CK处理相比,RSD处理能够显著提升土壤pH,降低土壤NO_3~–-N和有效态重金属的含量;并且能够显著增加芥蓝产量,降低根肿病的发病率,其中RSD_MO和RSD_BA处理后产量分别提高268%和397%,发病率分别降低37.3%和56.7%。RSD处理还能明显提高细菌与真菌的比值(B/F),降低芸薹根肿菌的数量,增加土壤微生物活性,其中RSD_BA处理的杀菌率达到90.6%,微生物活性提高2倍。因此,固体有机物料的土壤强还原处理能够显著改善芥蓝连作生产系统的土壤质量,降低发病率,提高产量,是一种具有快速缓解十字花科蔬菜地连作障碍,实现可持续种植的有效措施。     

CO2浓度升高与增施钾肥对土壤化学性质的影响

采用土培和开顶箱法,研究了大气CO_2浓度升高与增施K肥共同作用对土壤化学性质的影响.结果表明,土壤中N、P的含量在高CO_2浓度和高K肥水平下下降,K的含量随K肥用量增加而增加.高K(200、300 mg/kg)处理和高浓度CO_2下温室次生盐渍化土壤中的NO_3~(-)、PO_4~(3-)、Ca~(2+)、Mg~(2+) 含量也显著降低.因此,在未来CO_2浓度升高的环境中,更多的K肥供应能促进作物对此生盐渍化土壤中养分的吸收,降低此生盐渍化土壤中盐分的积累.     

强还原土壤对尖孢镰刀菌的抑制及微生物区系的影响

强还原土壤灭菌(reductive soil disinfestation,RSD)是一种抑制土传病原菌的高效和环保的方法。本试验通过荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳研究RSD对土壤尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)及微生物区系的影响。结果表明:处理15天后,较对照(CK)相比,除添加氨水处理(NH3)土壤p H上升外,以苜蓿粉和乙醇为有机碳源的RSD(Al-RSD和Et-RSD)处理土壤p H分别降低了0.54和1.16;NH3、Al-RSD和Et-RSD处理将尖孢镰刀菌数量分别降低了74%、98%和93%;Al-RSD显著增加了细菌的数量和多样性,Al-RSD和Et-RSD处理显著降低了土壤中真菌的数量,但增加了真菌的多样性。结果表明RSD与氨气熏蒸相比对于土壤微生物区系的改善具有更好的作用。     

红壤酸化及石灰改良影响冬小麦根际土壤钾的有效性

【目的】了解初始酸度对石灰改良红壤钾素有效性的效应,为酸化红壤改良提供依据和支撑。【方法】本试验以湖南祁阳典型的第四纪红土为基础,人为调节出土壤pH分别为4.0、4.5、4.8、5.2的土壤。每个酸度土壤的一半加石灰改良至pH 6.0 (石灰改良处理),另一半不变(酸化处理)。以该土壤进行了小麦盆栽试验。每个盆内放入一个尼龙网根袋,并添加供试红壤1.65 kg (根袋中加150 g)。小麦生长80天后收获,调查了小麦生物量和钾吸收量,测定比较了小麦根际和非根际土壤不同形态的钾含量变化。【结果】1)不同酸化土壤冬小麦生物量(地上部和根部)与初始pH显著正相关(P＜0.05),也与钾吸收量显著正相关(P＜0.05)。石灰改良处理冬小麦生物量均显著高于相应的酸化处理,也随初始pH升高而显著升高。2)不同酸化土壤冬小麦根际土壤速效钾随pH升高显著降低,非根际土壤的速效钾含量均显著高于相应的根际土壤(除pH 4.0外)。石灰改良处理根际土壤速效钾含量均显著低于相应的酸化处理,且非根际土壤显著高于对应根际土,非根际土壤速效钾含量随初始pH升高而显著下降。3)不同酸化土壤冬小麦根际土壤钾离子饱和度随pH升高而显著下降,非根际土壤钾离子饱和度则随pH升高呈增加趋势。石灰改良处理土壤各处理根际土钾离子饱和度均显著低于对应的非根际土,同时非根际土钾离子饱和度与酸化处理的变化趋势一致。4)不同酸化处理红壤冬小麦生物量与根际速效钾亏缺量呈极显著正相关(P＜0.01),冬小麦根际土壤速效钾亏缺率和冬小麦吸钾量及根际钾离子饱和度亏缺率均呈极显著正相关(P＜0.01);而石灰改良处理根际土壤速效钾亏缺率则与初始pH呈显著负相关(P＜0.05)。【结论】在本试验的pH范围内,酸化条件下,根际土壤速效钾含量随pH降低而升高,而冬小麦吸钾量及生物量均随pH升高而升高。表明酸化红壤影响冬小麦钾养分吸收的主导因素是土壤的酸度。施石灰降低了土壤的酸度,提高酸化红壤作物产量和吸钾量。红壤施用石灰校正酸化应在pH降到5.0之前进行。酸化红壤石灰改良后,还应注意适量补充钾肥。     

河北沧州接地网土壤腐蚀性因素研究

接地网土壤防腐研究对保证电网安全运行具有重要意义。以沧州21个变电站接地网土壤为研究对象,通过现场及实验室测试土壤腐蚀性因素指标,运用主成分分析方法进行了统计分析。主成分分析研究结果表明,沧州接地网土壤中关键腐蚀性因素为氯化物、全盐含量和电阻率。根据土壤中的盐分与氯离子含量指标,接地网土壤主要分为滨海中度-重度盐化土壤、轻盐化潮土和潮土三种类型。以关键腐蚀性因素和土壤类型为评价指标,沧州地区接地网土壤腐蚀性划分为强腐蚀性、较强腐蚀性和中等腐蚀三个等级。近海的港城等4个变电站处于强腐蚀性土壤中,李刘堡等9个变电站土壤的腐蚀性较强,韩村等8个变电站的土壤属于中等腐蚀。     

生物炭对土壤可持续健康的影响：探索和热点综述

Biochar as a soil amendment is confronted with the challenge that it must benefit soil health as it can be by no means separated from soils once it is added. The available literature even though sparse and mostly based on short-term studies has been encouraging and the trend obtained so far has raised many hopes. Biochar has been reported to positively impact an array of soil processes ranging from benefiting soil biology, controlling soil-borne pathogens, enhancing nitrogen fixation, improving soil physical and chemical properties, decreasing nitrate (NO₃^-) leaching and nitrous oxide (N₂O) emission to remediation of contaminated soils. However, very little biochar is still utilized as soil amendment mainly because these benefits are yet to be quantified, and also the mechanisms by which the soil health is improved are poorly understood. Due to the infancy of research regarding this subject, there are still more questions than answers. The future research efforts must focus on carrying out long-term experiments and uncover the mechanisms underlying these processes so that key concerns surrounding the use of biochar are addressed before its large scale application is recommended.     

强还原处理中pH对硫酸根去除效果及产物的影响

强还原灭菌法(reductive soil disinfestation,RSD),即淹水加有机物料创造强还原条件,可以有效修复退化土壤,但对硫酸根(SO42–)去除效率低。为探索RSD处理时p H对SO42–去除效果的影响,本试验选取SO42–积累严重的退化蔬菜地土壤(SO42–-S 939 mg/kg),设置5个处理:淹水(CK);淹水+紫花苜蓿(RSD0);淹水+紫花苜蓿+石灰,调节土壤至不同p H(分别标记为RSD1、RSD2和RSD3)。培养结束后CK处理中SO42–含量仍高达S 691 mg/kg,显著高于RSD处理中SO42–含量。在RSD处理中,SO42–含量随着p H的提高而下降,但其他形态硫含量显著升高,且施加石灰处理的土壤中总硫含量高于不加石灰的处理。由此说明,在强还原处理时施用石灰生成硫酸钙沉淀,可有效降低SO42–含量,但不利于降低总硫含量。     

亚热带耕地土壤酸化程度差异及影响因素

准确揭示区域耕地土壤酸化程度及其原因对于耕地质量提升和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用地处亚热带的福建省1982年36 777个和2008年236 445个耕地表层土壤调查样点属性建立的1∶25万耕地土壤数据库,借助GIS技术与灰色斜率关联分析模型探讨了26年间全省耕地土壤酸化程度及其原因,为省域耕地土壤酸性调控提供科学依据。结果表明:1982—2008年间福建省67.60%的耕地土壤发生不同程度酸化,其中强度、中度和弱度酸化面积分别占全省耕地总面积的0.83%、18.26%和48.52%。就行政区域差异而言,强度酸化耕地主要分布在龙岩市,占全省强度酸化耕地总面积的86.88%,其次为泉州市,占比为8.39%;中度酸化耕地主要分布在南平市、龙岩市和泉州市,分别占全省中度酸化耕地总面积的29.88%、18.10%和16.94%,弱度酸化耕地则遍布全省各县市区。从土壤类型差异来看,潜育水稻土、渗育水稻土和酸性紫色土亚类的酸化面积比例较大,分别占相应亚类总面积的82.87%、72.37%和69.20%;但渗育和潴育水稻土亚类的酸化程度较为严重,强度、中度和弱度酸化的渗育和潴育水稻土面积分别占全省耕地相应酸化程度总面积的98.94%、84.51%和87.36%。从土地利用类型差异分析,水田和水浇地的酸化面积比例较高,分别占相应利用类型总面积的70.35%和60.78%。灰色斜率关联分析模型分析表明,1982—2008年间酸雨、高温多雨气候及化肥大量施用是引起福建省耕地土壤酸化的主要外因,故严控工业含硫等酸性废气排放进而控制酸雨和合理调整施肥结构是减缓全省耕地土壤酸化的必要途径。     

强还原土壤处理对再植龙牙百合生长不利因子的消减作用

病害和草害是再植龙牙百合生长的两大关键制约因素。以强还原土壤处理（Reductive soil disinfestation,RSD）为技术手段,以湖南省栽培过龙牙百合的土壤为研究对象,通过设置液体有机物料RSD处理（6 t·hm–2,MO）、固体有机物料RSD处理（15 t·hm–2,SB）和不做任何土壤处理的对照（CK）,研究该技术手段对龙牙百合栽培土壤中土传病原菌和杂草种子库的影响。结果表明,与CK对照相比,RSD处理均能有效杀灭土壤中的尖孢镰刀菌、腐皮镰刀菌和立枯丝核菌等病原真菌,显著降低镰刀菌属在真菌类群中的占比,其杀菌率高达98.8%。同时,RSD处理还能有效抑制土壤杂草种子库中大部分杂草的萌发,显著降低田间杂草的密度和生物量,其对杂草数量和干质量的抑制率分别为94.1%～96.0%和71.0%～94.7%,且MO处理对杂草的防除效果优于SB处理。此外,RSD处理还能显著改变田间杂草的群落结构,并降低其多样性、丰富度和优势度。因此,强还原土壤处理能够显著消减土传病原菌、杂草等再植龙牙百合生长不利因子,是一种具有同时降低田间病害和草害发生潜力的农业措施,且可以为减少农药施用量...