猕猴桃园生草对土壤微生物多样性的影响

探讨生草对猕猴桃园土壤微生学特性的影响。采用Biolog生态板技术,研究自然留养杂草(CK)、黑麦草/白三叶复合种植(2种草)、黑麦草/白三叶/早熟禾/红三叶复合种植(4种草)、黑麦草/白三叶/早熟禾/红三叶/紫羊茅/毛苕子/波斯菊/百日草(8种草)4种生草处理模式对猕猴桃园土壤化学性质、土壤酶活性和土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,4种草处理能够显著提高土壤有机碳和全氮含量以及土壤碱性磷酸酶活性。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)排序为4种草处理8种草处理2种草处理CK。2种草处理的土壤微生物群落功能多样性指数、优势度指数和均匀度指数均低于对照,而4种草和8种草处理则均高于对照,但各处理间无显著差异。主成分分析结果表明,4种生草处理模式下土壤微生物的碳源利用能力存在较大差异,4种草和8种草处理对土壤微生物碳源利用能力较高。     

丹江口水源涵养区退耕还草土壤线虫群落变化特征

为评估丹江口水源涵养区退耕还草的土壤生态效应，2017年9月，选取3块同一土壤类型、退耕3年的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地作为退耕还草的代表样地，以相邻未退耕的玉米（Zea Mays）田为对照，比较分析退耕还草土壤线虫群落的变化特征。结果表明：退耕还草样地0~10 cm土层含水量显著提高15.86%（P<0.05），pH值显著降低5.06%（P<0.05）；10~20 cm土层pH值显著降低4.57%（P<0.05），有效磷含量显著降低26.83%（P<0.05）。退耕种植紫花苜蓿草地共鉴定出土壤线虫18 307条，49个属，未退耕玉米田共鉴定出土壤线虫10 706条，45个属，退耕还草后土壤线虫c-p类群由短世代型向长世代型转移，土壤环境受到扰动降低，土壤线虫群落的多样性和稳定性增加，结构指数（SI）和富集指数（EI）表明退耕还草提高了土壤健康程度，同时降低了土壤所受的干扰程度。土壤线虫数量与土壤pH值、含水量、全氮和硝态氮含量呈极显著相关（P<0.01）；食细菌线虫和食真菌线虫相对丰度与土壤有效磷含量呈极显著相关（P<0.01），植物寄生性线虫和捕/杂食线虫相对丰度与有机碳和铵态氮含量呈极显著相关（P<0.01），与全氮含量呈显著相关（P<0.05）。研究表明，退耕还草改变了土壤pH值及全氮、有效磷养分含量，改变了土壤线虫群落结构和多样性，提升了土壤健康水平。     

蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响

为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓（内层种）和赤子爱胜蚓（表层种）为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒（微板法）、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明：经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度（0.022 4~1.006 0 mg·kg^-1）显著低于对照组土壤（0.033 5~1.585 0 mg·kg^-1）。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。     

基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析

基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归（APCS-MLR）受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明：研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在（占比在80%以上）。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%; Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%; Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性（P<0.01）,土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性（P<0.01）。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。     

基于田块尺度土壤重金属空间分布及其生态风险评价

为了揭示田块尺度上土壤重金属污染特征及空间分布,以河南省新乡县翟坡镇某冬小麦种植农田为研究对象,采集了202个农田表层0~20 cm土壤和40个0~100 cm剖面土壤样品,分析了土壤样品中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni和Mn的含量特征,运用地统计分析中的普通克里格插值法研究土壤重金属的空间分布规律,并结合地质累积指数法和潜在生态危害指数法对研究区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明,研究区表层土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni和Mn均值为0.95、24.35、6.40、35.52、319.60、21.76mg·kg^-1和157.32 mg·kg^-1。Cr、Cd、Pb含量均超过河南省土壤重金属含量背景值,其中Cr、Cd含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）筛选值,点位超标率分别为98%和100%。总体来看,土壤重金属含量随着剖面深度增加而降低,调查区南部的部分区域重金属含量偏高。从地质累积指数法与潜在生态危害指数法两种方法来看,Cd污染最为严重,生态风险较高,应当对该区域土壤Cd污染采取一定的调控措施。     

黄淮海地区商品鸡饲料中重金属含量特征研究

为了从源头有效控制家禽养殖重金属污染,本文调查了黄淮海地区（北京、天津、河南、河北、山东、江苏、安徽）180个商品鸡饲料样品,分析了不同省市、不同养殖品种和不同生育期饲料中Mn、Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Pb和As 8种重金属含量特征。结果表明：黄淮海地区鸡饲料中重金属含量变化幅度较大,饲料样品中Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb含量范围分别为0.05~9.91、52.59~726.68、0.02~6.84、12.74~458.70、34.09~594.78、0.01~3.98、0.01~1.96 mg·kg^-1和0.02~10.76 mg·kg^-1,与我国《鸡饲养标准》（NY/T 33—2004）含量相比,饲料样品Mn、Cu、Zn超标率分别为99.1%、100%、69.0%,与《饲料卫生标准》（GB 13078—2001）含量相比,饲料样品中Pb、Cd含量超标率为39.7%、23.50%。不同省市鸡饲料中重金属的含量存在一定差异,总体上来看,安徽省鸡饲料中重金属含量最高,天津市鸡饲料中含量最低。蛋鸡Mn、Cu、Zn含量最大检出量分别为680.86、458.70、580.27 mg·kg^-1,肉鸡Mn、Cu、Zn含量最大检出量分别达到726.68、399.07、594.78 mg·kg^-1,蛋鸡和肉鸡饲料中Mn、Cu、Zn平均含量均超过我国《鸡饲养标准》。总体来看,产蛋期蛋鸡饲料中重金属含量最高,中后期肉鸡饲料中重金属含量较高。     

鸡粪生物炭表征及其对水和土壤镉铅的修复效果

采用缺氧控温法,在200、400、600和800℃条件下制备鸡粪生物炭(BC200、BC400、BC600和BC800),利用比表面积及孔径分析仪(BETacceleratedsurfaceareaandporosimetrysystem)、扫描电镜(scanningelectron microscopy)、透射电镜(transmission electron microscope)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy)等对其理化性质和结构特征进行表征,并研究了鸡粪不同温度处理下生物炭对水体和土壤中Cd、Pb污染修复效果。结果表明,鸡粪生物炭灰分含量、pH值、BET比表面积及孔径随热解温度的升高而增加,表面出现大量无规则的孔隙结构,且以介孔为主,而生物炭产率则随温度升高而显著降低(P0.05)。鸡粪生物炭对Cd2+、Pb2+的吸附分为快速吸附和慢吸附2个阶段,Elovich模型能更好地模拟Pb2+、Cd2+的动力学过程,平衡时最大吸附量分别达到52.02 mg/g (BC600)和242.59 mg/g (BC800)。添加鸡粪生物炭显著提高了土壤pH值(P0.05),而TCLP提取态Pb、Cd含量降低,最大较对照分别降低16.5%和14.5%。与对照相比,鸡粪生物炭不同程度上降低了Pb、Cd弱酸提取态、可还原态以及可氧化态比例,其残渣态比例则分别增加了5.49%～15.14%和2.51%～6.30%。综上所述,鸡粪生物炭对重金属Pb、Cd具有较强的钝化效果。     

农田管理措施对土壤有机碳周转及微生物的影响

农田管理措施对农田生态系统碳循环影响显著，进而制约土壤肥力、农业生产及粮食安全，影响气候变化和环境健康。本文综述了不同农田管理措施（施肥方式、种植制度、耕作模式）对农田土壤有机碳、含碳温室气体排放和土壤微生物的影响。发现有机肥与无机肥配施情景下土壤有机碳增速最快，且施肥量与土壤碳库存在阈值效应；有机肥的施用增加了土壤中CO₂排放通量，磷、钾两种肥料的施用与施用氮肥相比更能降低农田土壤排放温室气体产生的全球增温潜势；提高有机肥和磷肥的施用比例有利于土壤中微生物丰富度的提高和微生物量碳的积累。种植结构和种植密度均会影响农田土壤的碳储量，种植结构对农田生态系统温室气体排放影响显著，轮作和间作的种植模式与传统单一作物种植相比可有效减少农田含碳温室气体的排放，同时，轮作与连作相比更有利于土壤微生物多样性的增加。保护性耕作措施有利于农田土壤固碳效率的提高，可降低农田温室气体的排放，且对微生物活性、多样性、群落结构以及碳源利用情况均有积极影响。最后总结了国际主流碳模型在农田生态系统的应用概况，并提出了未来发展展望。     

玉米-大豆不同宽幅间作对大豆光合特性及群体产量的影响

为探究不同农机作业宽幅条件下玉米-大豆间作对大豆光合特性及群体产量的影响，于2018—2019年采用大田试验，以单作玉米（SM）和单作大豆（SSB）为对照，在玉米-大豆2：1播幅（I₂₁）、2：2播幅（I₂₂）、2：3播幅（I₂₃）间作模式下，测定大豆光合指标、生理生长指标以及群体产量。2年的结果表明：各处理大豆冠层上方的光合有效辐射（PAR）日变化呈现先增后降的单峰曲线变化趋势，随着大豆宽幅的增加，各间作处理大豆冠层上方的光合有效辐射逐渐增加，但均小于单作。相较于单作，间作处理降低了大豆植株的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）以及地上部生物量，各指标均随着大豆播幅的增加而增加，其中I₂₁处理显著低于I₂₃和SSB处理，I₂₂处理与I₂₃处理之间差异不显著；增加了大豆植株的胞间CO₂浓度（Ci）、叶绿素含量以及株高，各指标均随着大豆播幅的增加而减小，其中I₂₁处理显著高于I₂₃和SSB处理。与单作相比，基于处理总面积的间作玉米产量显著增加，大豆产量显著降低，3种间作处理以籽粒产量为基础的LER（土地当量比）随着大豆播幅的增加而增加。研究表明，玉米-大豆2：2、2：3播幅种植具有间作生产优势。     

不同施肥方式下玉米田土壤中小型节肢动物的群落特征及稳定性

设置对照不施肥、单施有机肥、化肥减量50%配施有机肥、常规化肥配施有机肥、化肥增量50%配施有机肥、单施化肥6个长期定位试验处理,研究华北潮土区玉米田长期施肥处理下土壤中小型节肢动物的变化。结果表明,调查共获得3 140个中小型土壤动物,隶属于5纲9目35科。施肥增加了土壤中小型节肢动物数量和物种数,增加了表层土壤中小型节肢动物的多样性,对节肢动物有明显的促进作用,有利于小型节肢动物群落结构的稳定。大量配施化肥对某些土壤动物有抑制作用,降低了土壤动物的种类,显著减少了土壤中小型节肢动物的均匀性。变异主成分分析结果表明,弹尾目、真螨目对施肥处理有明显的相关性。有机肥与适量化肥配施对中小型土壤节肢动物群落有促进作用,过量配施化肥对土壤动物数量及种类有明显抑制作用,不利于土壤动物群落结构稳定。