土壤N2O和NO产生机制研究进展

N2O和NO是大气中两种重要的活性氮气体,强烈影响着全球变化和生态环境。土壤是N2O和NO的重要排放源,生物和非生物途径均可产生N2O和NO。本文详细论述了自养硝化、异养硝化、生物反硝化、化学反硝化、硝化细菌反硝化和硝态氮异化还原成铵作用产生N2O和（或）NO的机制,并对研究中存在的一些问题进行了探讨。     

通过调节土壤氮素转化提高有机物料对红壤酸度的改良效果

通过培养试验,比较研究了油菜秸秆、稻草、香樟叶和豌豆秸秆单独施用以及油菜秸秆、稻草和香樟叶与豌豆秸秆混合施用对红壤酸度的改良效果。结果表明,在60天培养期内,添加4种物料均提高了土壤pH。培养试验结束时香樟叶、油菜秸秆、豌豆秸秆和稻草分别使土壤pH相对对照增加0.53、0.42、0.30和0.26。对于灰化碱含量很高的非豆科物料如香樟,其对土壤酸度的改良效果主要来源于物料所含碱性物质和物料对土壤硝化反应的抑制,但对灰化碱含量较低的非豆科物料如油菜秸秆和稻草,其改良效果主要来源于后者。豆科类豌豆秸秆主要通过所含碱性物质和有机氮矿化提高土壤pH,但培养试验后期铵态氮硝化反应释放的质子抵消了其部分改良效果。将油菜秸秆、稻草和香樟叶与豌豆秸秆配合施用,使硝化反应受到一定程度的抑制,提高了物料对土壤酸度的改良效果。培养试验结束时,香樟叶、稻草和油菜秸秆与豌豆秸秆配合施用比豌豆秸秆单独施用土壤pH分别高0.25、0.18和0.12。研究发现,香樟叶灰化碱含量很高,无论单独施用,还是与豌豆秸秆配合施用均有很好的改良效果,因此在南方地区推广种植香樟可以通过其凋落物修复酸化的森林土壤。     

油茶根系吸收铝导致生长介质酸化

选用油茶为试验材料,采用固体琼脂培养和溶液培养两种试验体系,研究了油茶根系吸收铝离子与生长介质pH变化的关系。琼脂培养试验结果表明,在钙离子和铝离子介质中,油茶根际区域均发生了明显的酸化;溶液培养试验结果进一步表明,阳离子的吸收尤其是铝离子的吸收是介质酸化的原因,铝与钙同时存在时,溶液酸化主要是由铝离子的吸收引起的。另外,随着溶液铝浓度的增加,溶液pH下降幅度增加,二者之间呈现极显著正相关关系,且油茶培养时间越长,溶液pH下降越多。所有这些结果表明油茶吸收铝会降低生长介质pH。     

基于成土环境地理邻域分析的历史土壤图训练样本筛选

基于历史土壤图的知识挖掘和历史图更新对土壤资源调查、管理和利用有着重要的现实意义,而从历史土壤图中筛选代表性训练样本是进行知识挖掘和历史土壤图更新的关键步骤。以安徽省旌德县为研究区,提出一种新的土壤图训练样本筛选方法,包括样本数量确定和样本位置筛选。研究结果表明,面积分段线性缩放法确定的样本数量解决了已有研究未考虑同一类型多个图斑单元间样本数量分配的问题;采用邻域分析方法确定样本位置,当图斑位于地势平缓的区域时,基于高程因子和坡度因子确定的样本空间分布差异较小,而当图斑位于山区时,基于坡度因子确定的样本处于地形变化稳定的位置,全局代表性更高。通过与已有研究中环境因子直方图方法筛选样本进行对比,邻域分析方法确定的样本具有更高的差异比例和标准差,样本信息量更大。基于坡度因子采用邻域分析方法筛选出的图斑样本较高程因子样本拥有更高的全局空间代表性,邻域分析方法筛选的样本较相关研究中环境因子直方图方法筛选的样本拥有更高的信息量。     

BIOLOG与微量热耦合研究提高红壤微生物代谢活性的碳源因子

土壤微生物是土壤中重要的活性组成部分,研究土壤微生物代谢活性对于理解农业措施对农业生态系统的影响至关重要。已有研究表明,将BIOLOG与微量热耦合可揭示中性及碱性土壤中影响代谢活性的碳源因子,但对于酸性土壤鲜有报道。选取一种典型的酸性土壤——红壤为研究对象,采用BIOLOG及微量热技术研究施肥后红壤微生物的碳源底物利用能力及热动力学变化情况,进一步耦合两种技术探讨提高红壤微生物活性的碳源因子。结果表明,有机无机肥配施能显著提高红壤微生物的碳源底物利用能力,改变对碳源的偏好,增强其热代谢活性;但某些引起有机无机肥配施处理分异的碳源未对红壤微生物的热代谢活性产生促进作用,相反产生抑制效果,说明BIOLOG具有一定局限性;L-精氨酸和糖原提高红壤微生物的热代谢活性,其原因在于这两种碳源可能提高红壤中氮、磷循环相关的微生物活性。因此,在红壤中施用富含该类碳源的有机肥对提高红壤微生物活性、提升红壤地力具有积极意义。     

不同酸碱性紫色土的硝化活性及微生物群落组成

为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构,以重庆永川的酸性紫色土(p H=5.3)和中性紫色土(p H=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(p H=8.5)为研究对象,采用稳定性同位素标记技术进行培养实验,并通过Miseq测序对三种紫色土微生物群落结构进行分析。每种土样共设有三种处理,包括~(13)CO_2标记处理、~(12)CO_2对照处理和~(13)CO_2+C_2H_2对照处理。结果表明,中性紫色土(p H=7.2)和石灰性紫色土(p H=8.5)经过56 d的培养后发生了强烈的硝化作用,而酸性紫色土(p H=5.3)中未发生明显的硝化作用,并且硝化作用类型都以自养硝化为主。三种紫色土中都存在着变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),其中变形菌门在三种紫色土中都大约占有20%的比例。中性紫色土和石灰性紫色土各处理中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)百分比大于酸性紫色土各处理。三种紫色土各处理中的氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)主要以亚硝化螺菌属(Nitrosospira)为主,亚硝酸氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)主要以硝化螺菌属(Nitrospira)为主。且NOB/AOB的值在三种紫色土各处理中最高可达到13,这意味着全程氨氧化细菌(Comammox)可能在紫色土的硝化作用中占据重要贡献。     

渍害胁迫时期和持续时间对冬小麦产量及其构成因素的影响

为研究渍害胁迫时期和持续时间对小麦产量及其构成因素的定量化影响,以扬麦13号为供试品种,在拔节期、孕穗期和灌浆期,开展不同渍害胁迫持续时间（0、5、10和15 d）的盆栽试验,观测不同渍害胁迫处理下小麦产量及其构成因素的变化。结果表明,不同生育时期发生渍害胁迫均可导致小麦减产,且随渍害胁迫时间的延长,小麦产量下降均达到显著水平（P<0.05）。渍害胁迫造成的减产呈现为孕穗期>拔节期>灌浆期,渍害胁迫每增加1天,孕穗期、拔节期和灌浆期小麦单株产量分别下降0.79、0.59和0.48 g,表明孕穗期是小麦渍害胁迫的敏感期。此外,不同生育时期渍害胁迫对小麦产量构成的影响存在明显差异。拔节期渍害胁迫同时降低小麦株穗数、穗粒数和千粒重,但主要通过降低小麦穗粒数造成产量下降;灌浆期渍害胁迫对小麦株穗数和穗粒数的影响较小,主要通过降低千粒重造成小麦产量下降;孕穗期处于小麦从营养生长转为生殖生长阶段,此时发生渍害胁迫,对小麦株穗数和穗粒数的影响大于灌浆期,对千粒重的影响大于拔节期,因此,孕穗期渍害胁迫造成小麦减产最严重。为预防渍害胁迫造成小麦严重减产,应在孕穗期前后密切关注天气状况,在田间及时开沟排水。     

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究 Ⅱ.典型污染区农田生态系统中二噁英/呋喃(PCDD/Fs)的生物积累及其健康风险

对长江三角洲地区某典型污染区农田生态系统和部分农产品中多氯代二苯并二嘿英（PCDDs）／呋喃（PCDFs）的污染特征、生物富集及潜在健康风险进行了初步研究。结果表明，该地区局部农田土壤中PCDD／Fs含量及毒性当量平均达556 pg g^-1dw和TEQ 20．2 pg g^-1dw，已在不同农产品中明显积累，其中稻米中PCDD／Fs含量及毒性当量为50．7 pg g^-1dw和TEQ6．4 pg g^-1dw，蔬菜茎叶中为35．2 pg g^-1dw和TEQ6．7 pg g^-1dw；当地家禽鸡肉中PCDD／Fs含量及毒性当量为30．9 pg g^-1ww和TEQ5．7 pg g^-1ww。日允许摄入量（TDI）计算结果表明，经稻米-蔬菜、稻米-蔬菜-鱼腥草、稻米-蔬菜-鱼腥草-鸡肉三种暴露途径至人体的PCDD／Fs日摄入量分别为TEQ67．4、72．1、83．5Pg kg^-1d^-1，均远远超过世界卫生组织（WHO）制定的TDI标准（TEQ 1-4pg ks^-1d^-1）。该地区局部农田生态系统及部分农产品中存在二嘿英类（PCDD／Fs）污染，已构成较大的人体健康风险。     

我国不同尺度烤烟种植区划与思考

烤烟具有广泛的生态适应性,同时对生态条件的变化敏感。而烤烟区划为我国优质烤烟生产和发展提供参考。本文从烤烟区划综合指标的集成方法,全国和大区尺度烤烟区划、省域尺度烤烟区划以及地市和县域尺度烤烟区划四个方面阐述了我国烤烟区划的研究现状,并对烤烟区划未来发展趋势做出了展望。目前烤烟区划综合指标集成的方法主要有聚类分析法和指数和法等。在大尺度上的烤烟区划在指导我国烤烟种植上发挥重要作用,但小尺度,如地市和县域尺度则无法满足我国现今卷烟工业企业烤烟原料精准采购需求。今后需加强生态因素对烤烟品质的影响研究,提高小尺度上烤烟区划的精细化程度,加强验证区划结果的准确性,实现烤烟的动态区划,从而为烤烟种植和品质筛选提供依据。     

CERN分布式土壤样品长期保存系统的构建

长期保存的土壤样品是国家科技基础支撑条件的重要组成部分,对于土壤及环境长期变化研究和科学数据开放共享等具有重要价值。近年来,随着我国对农业和生态环境科技投入的不断增长,土壤调查强度逐步增大,土壤样品积累速度明显加快,因此,亟需相关的标准规范来指导土壤样品的长期保存。在国家标准《土壤质量 土壤样品长期和短期保存指南》（GB/T32722-2016）的基础上,结合“十三五”期间CERN分布式土壤样品长期保存系统建设经验,本文对土壤样品保存管理策略、土壤样品保存条件要求和土壤样品信息管理系统进行了介绍,以期为我国土壤样品长期标准化保存,以及第三次全国土壤普查样品库建设提供参考。