土壤质量生物学指标研究进展

本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。     

基于DPSIR概念框架的区域水土保持效益评价新思路

 定量评价区域水土保持效益并得到综合质量指数,便于区域水土保持效益的纵向或横向比较,进而为水土保持技术的提升和区域生态环境建设的科学决策服务。DPSIR(driving force-pressure-state-impact-response)概念框架有助于全面分析水土保持的"驱动力"、"压力"、"状态"、"影响"和"响应",有助于理解水土保持社会、经济和环境各因素的作用过程以及彼此之间的因果关系。在介绍DPSIR概念框架的基础上,根据区域水土保持效益评价指标体系构建的主导原则,初步提出水土保持效益评价的DPSIR框架,进而提出水土保持效益评价从基础数据到综合指数集成的新思路。     

不同pH下两种可变电荷土壤中Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)吸附与解吸的比较研究

对两种可变电荷土壤的研宄表明,土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量均随pH的增加而增加,但Cu(Ⅱ)与Pb(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增加而减小,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)吸附量之间的差值随pH增大呈增大趋势.土壤吸附的Cd(Ⅱ)的解吸量随吸附平衡液pH的增加而增加;但Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸量先随pH增加而增加,在某一pH时达最大,随后再逐渐减小.3种重金属离子在可变电荷土壤中吸附和解吸行为的不同特征是pH导致的土壤表面电荷的变化和离子水解程度的变化共同作用的结果.本文的研究结果对可变电荷土壤中重金属的控制和污染土壤的修复具有一定的指导意义.     

榆林沙区黑沙蒿花粉二型性特征观察

以毛乌素沙地南缘榆林沙区的黑沙蒿为研究对象,采用扫描电镜（SEM）显微技术,对其花粉形态特征进行详细的观察描述。结果表明,黑沙蒿花粉粒属单粒小型花粉,具有蒿属植物花粉的共性特征,属于较为进化物种的花粉形态,同时其花粉粒二型性特征亦比较突出。长球形和圆球形2种形态不同的花粉粒,同时存在于同一花药中,长球形花粉粒极轴长(P)23.43（20.10～24.91）μm,赤道(E)轴长16.93（15.81～17.32）μm,P/E=1.38,极轴与赤道轴长度差异显著（P<0.05）,赤道面观椭圆形;圆球形花粉粒极轴与赤道轴近等长,极轴长17.56（16.11～18.43）μm,赤道轴长17.10（15.99～18.01）μm,P/E=1.03,极轴与赤道轴长度差异不显著（P>0.05）,赤道面观圆球形;经T检验,2种形态花粉粒的极轴与赤道轴长度比值P/E,差异达显著水平（P<0.05）。2种形态花粉萌发器官都具3孔沟,但长球形花粉的沟深而细长,边缘整齐光滑,内孔深陷,沟间稍窄,极区面积较小;圆球形花粉的沟较浅较短,沟缘粗糙,内孔外突,沟间较宽,极区面积较大;外壁表面纹饰都为退化小刺与颗粒状纹饰的组合,但刺的分布、基部大小及刺间颗粒的大小和排列等有所差异。样本中长球形花粉粒占比为64.1%,圆球形花粉粒占比为35.9%。     

Simulating the canopy photosynthesis of Qinghai spruce (Picea crassifolia Kom.) in the Qilian Mountains,Northwestern China

New Forests - Qinghai spruce (Picea crassifolia Kom.) forests play a key role in the carbon sequestration in the Qilian Mountains, Northwestern China. Carbon sequestration is closely related to...     

免耕和秸秆还田对我国土壤碳循环酶活性影响的荟萃分析

【目的】探讨免耕和秸秆还田措施对我国农田土壤碳循环酶活性的影响,为有机物质转化和土壤健康提升提供科学依据。【方法】通过文献搜集,获得了目标文献56篇,建立了翻耕清茬（CT,507组）、翻耕+秸秆还田（SR,305组）、免耕（NT,291组）和免耕+秸秆还田（NTS,122组）处理对土壤碳循环酶（转化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶）活性影响的数据库。采用数据整合（Meta-analysis）和增强回归树（BRT）的分析方法,探讨不同管理措施下土壤碳循环酶活性的差异,并量化气候特征、土壤特性和种植制度等因子对其影响程度。【结果】与CT相比,SR（28.0%）、NT（13.7%）和NTS（23.2%）处理显著增加（P<0.05）了土壤碳循环酶活性;SR、NT和NTS处理显著促进了转化酶活性,增幅分别为25.3%、16.2%和22.5%;SR处理对纤维素酶活性的增幅为36.6%。对于低土壤有机碳（SOC<10 g·kg^-1）而言,SR、NT和NTS处理对转化酶活性增幅分别为26.7%、24.2%和37.9%。在碱性（pH>7.5）土壤中,SR和NTS处理下转化酶活性分别增加了22.3%和28.7%。对于不同黏粒含量的土壤而言,黏粒含量<20%的土壤中SR和NT处理下转化酶活性分别提高了21.5%和22.3%;黏粒含量为20%—30%的土壤中SR、NT和NTS处理下转化酶活性增幅分别为26.1%、16.1%和25.3%。干旱指数较大（2—3.5和>3.5）时,SR（29.1%和20.5%）、NT（13.4%和17.0%）和NTS（9.0%和36.9%）处理均显著提高了转化酶活性。对于轮作种植制度而言,SR和NTS处理促进了转化酶活性,增幅分别为24.0%和29.4%;而在连作种植制度下,SR处理下转化酶活性提高了29.4%。对于不同试验年限而言,NTS处理对转化酶活性的提高幅度表现为：长期（>10年;39.9%）>中期（5—10年;31.7%）>短期（<5年;17.6%）;短期和中期秸秆还田（SR）均显著增强了转化酶活性,增幅分别为22.0%和27.3%。免耕和秸秆还田对转化酶活性的交互作用在SOC含量低（<10 g·kg^-1）、pH呈碱性（>7.5）、黏粒含量低（<20%）、干旱指数高（>3.5）、轮作和持续年限长（>10年）的土壤中较小。BRT分析结果表明,黏粒含量和土壤pH是影响SR处理对转化酶活性提高的主要因素,而SOC含量和干旱指数是影响免耕措施（NT和NTS）提高转化酶活性的主要因素。【结论】在我国实施免耕和秸秆还田措施,尤其是在SOC和黏粒含量较低或干旱指数较高的地区,对于转化酶活性的提高具有重要意义。     

铁氧化物-硅酸盐复合物的形成、性质及其对砷的固定

铁氧化物与硅酸盐矿物是土壤中最重要、最活跃的固相组分,它们之间的交互作用直接影响土壤物理化学特性,可有效地调控土壤(类)重金属的迁移、转化。本文以铁氧化物和硅酸盐矿物胶结过程中的一些表观特征变化为出发点,从宏观、表观到微观综述了二者交互作用的界面特性和机理、交互作用前后对土壤砷的固定与释放机制等内容。本文阐明层状硅酸盐与铁氧化物通过多种化学作用而发生表面复合,其中静电作用是作用力之一,带负电荷的硅酸盐与带正电荷的铁氧化物在静电引力的作用下迅速结合,在胶体表面双电层上形成二元团聚体;形成的二元团聚体可改变土壤矿物的表面积和孔性结构、表面电化学特性和物理性质。同时,铁氧化物-硅酸盐复合物表面的活性基团可以通过内层络合共氧的方式将土壤中AsO_4~(2-)络合,形成单核或双核表面络合物而固定砷。复合物对AsO_4~(2-)的吸附能力介于铁氧化物和硅酸盐矿物之间,并更接近铁氧化物的表面吸附特性。本文旨在为土壤砷的原位固定提供理论支撑。     

Bentonite-humic acid improves soil organic carbon,microbial biomass,enzyme activities and grain quality in a sandy soil cropped to maize (Zea mays L.) in a semi-arid region

A bentonite-humic acid (B-HA) mixture added to degraded soils may improve soil physical and hydraulic properties, due to effects such as improved soil structure and increased water and nutrient retention, but its effect on soil physicochemical and biological properties, and grain quality is largely unknown.  The effect of B-HA, added at 30 Mg ha⁻¹, was studied at 1, 3, 5 and 7 years after its addition to a degraded sandy soil in a semi-arid region of China.  The addition of B-HA significantly increased water-filled pore space and soil organic carbon, especially at 3 to 5 years after its soil addition to the soil.  Amending the sandy soil with B-HA also increased the content of microbial biomass (MB)-carbon, -nitrogen and -phosphorus, and the activities of urease, invertase, catalase and alkaline phosphatase.  The significant effect of maize (Zea mays L.) growth stage on soil MB and enzyme activities accounted for 58 and 84% of their total variation, respectively.  In comparison, B-HA accounted for 8% of the total variability for each of the same two variables.  B-HA significantly enhanced soil properties and the uptake of N and P by maize in semi-arid areas.  The use of B-HA product would be an effective management strategy to reclaim degraded sandy soils and foster sustainable agriculture production in northeast China and regions of the world with similar soils and climate.     

蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤腐殖质组成的影响

为了促进蔬菜废弃物资源化还田,在室内模拟不同量[全量:每亩(667 m2)1.8 t,半量:每亩0.9 t]番茄秸秆和甘蓝叶残体还田,并设置添加菌剂(秸秆腐熟剂、农用酵素)和未添加菌剂处理,测定还田后7、14、21、28、35 d的土壤温度、pH、电导率、有机碳、养分含量以及腐殖质各组分含量,探究蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤理化性质和腐殖质组成的影响.结果 表明:各还田处理的土壤pH值呈先降低后增加趋势,其中配施菌剂处理的pH值变化幅度较小.蔬菜废弃物还田后7 d各处理的有机碳含量均迅速增加,增加范围为0.55～1.73 g·kg-1.与未施菌剂还田相比,还田35 d后番茄秸秆添加酵素全量还田处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量分别增加了14.49％、9.30％和5.61％,甘蓝叶残体添加酵素全量还田处理的有效磷含量增幅最大,达到34.98％.在还田处理期间,番茄秸秆在第21 d的土壤水溶性物质含量达到最大,而甘蓝叶残体还田处理则是在第7 d上升到最大值,并且甘蓝叶残体各还田处理的土壤水溶性物质含量整体比番茄秸秆还田处理高.蔬菜废弃物配施酵素全量还田能够有效促进土壤腐殖质和胡敏酸含量增加,且两种蔬菜废弃物还田处理的土壤腐殖化程度均在还田第7d达到最大.综合比较而言,蔬菜废弃物配施酵素全量还田在提高秸秆资源化利用效率、降低还田成本方面效果最佳,更适宜推广应用.     

施镁量对土壤供镁及烤烟生长发育和产质量的影响

为明确福建‘翠碧一号’烤烟适宜的施镁量以及施镁对烟田土壤供镁的影响,采用田间试验研究不同施镁量对烟田不同时期土壤供镁、烟株物质积累和烤后烟叶产质量的影响。结果表明,随施镁量的增加,土壤交换性镁浓度上升,不同时期土壤供镁能力与施镁量表现为显著的直线线性相关关系。终采时烟株不同部位叶片镁含量和积累量也均与施镁量存在显著的直线线性相关关系。施镁处理的均价、产值、上等烟比例和上中等烟比例分别比不施镁处理提高了6.39%~11.67%、6.13%~14.63%、18.43%~31.46%和5.36%~8.96%。随施镁量的增加烤后烟叶总钾含量呈下降趋势。综合烤后不同部位烟叶感官评吸质量以施镁（以MgO计）量在19.5 kg/hm²处理最好,其次为39 kg/hm²处理;产值以施镁58.5 kg/hm²处理最高。施镁量对烟株生物量积累和烤后烟叶产量的影响规律性不明显。综合福建植烟土壤交换性镁含量的实际情况,以及土壤供镁、烟株物质积累和烤后烟叶质量,认为福建‘翠碧一号’烤烟生产中,施镁（以MgO计）量以19.5~39 kg/hm²为宜,既能保证土壤正常供镁和镁营养的相对平衡,又能满足烟株对镁营养的需求,提高烤后烟叶质量。