长期施肥对晋东南矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为探究不同施肥方式下矿区复垦土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以晋东南黄土区采煤沉陷复垦区为研究对象,分析了连续8年施肥对复垦土壤团聚体数量、团聚体稳定性及团聚体中有机碳分布的影响。试验共设4个施肥处理:不施肥(CK)、化肥(NPK)、低量有机肥化肥配施(LOF)和高量有机肥化肥配施(HOF)。结果表明,施肥显著提高了 0. 25 mm的大团聚体数量,HOF处理显著提高了各粒级团聚体比例,其中对2～1 mm和0. 50～0. 25 mm团聚体影响最大。有机肥化肥配施均显著提高了团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了土壤团聚体分形维数(D),提高了土壤团聚体的稳定性,HOF与LOF对土壤团聚体稳定性的影响差异不显著,NPK对复垦土壤的团聚体分形维数无显著影响。 0. 25 mm各粒径团聚体有机碳含量高于0. 25 mm的微团聚体,大团聚体富集较多的有机碳,HOF显著增加了2～1 mm和5～2 mm粒径团聚体对土壤总有机碳的贡献率。土壤有机碳含量(SOC)、大团聚体数量(R0. 25)、MWD、GMD与 0. 25 mm的各粒径团聚体含量均呈显著的正相关关系,SOC与R0. 25、MWD、GMD呈极显著正相关关系。在晋东南矿区复垦土壤上,高量有机肥化肥配施是提高土壤有机碳含量,增强土壤团聚体稳定性的有效施肥措施。     

植物-微生物联合修复技术在Cd污染土壤中的研究进展

近些年土壤Cd污染治理备受关注。植物-微生物联合修复技术是修复重金属污染土壤的重要方法之一,也是国内外研究的热点。主要论述了植物和微生物在土壤中对重金属元素的作用机制以及二者之间的协同修复机制,总结了目前已经发现对Cd具有富集作用的植物种类和微生物类型,并讨论了植物-微生物联合修复技术今后的研究重点。     

种植玉米对矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为揭示种植玉米下采煤塌陷区复垦地土壤结构中团聚体稳定性和每个粒径有机碳含量的差异,依托山西省农业科学院农业环境与资源研究所土壤长期定位古交试验基地,研究玉米、自然恢复2种种植处理对土壤水稳性团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明,在大团聚体中,各粒级团聚体所占比例大小为自然恢复>玉米根区>玉米非根区;土壤微团聚体在团聚体结构中占有优势,种植玉米根区与非根区复垦土壤团聚体各个粒径的含量,均以<0.25 mm的微团聚体含量最大,约占73.42%～78.73%。在微团聚体当中,种植玉米根区的团聚体指标几何平均直径比玉米非根区和自然恢复区都大,而种植玉米根区在分形维数比玉米非根区和自然恢复区都小。说明微团聚体在种植玉米区土壤团聚体的稳定性较高。农作物种植提高了各粒径团聚体的有机碳含量比,各个粒径有机碳含量的发生变化与团聚体粒径的大小不一有关,土壤结构中微团聚体有机碳含量对整体有机碳含量的贡献率通过种植玉米得到提高。     

施肥对复垦土壤微生物代谢功能与苗期玉米生长的影响

利用Biolog-ECO技术、WinRHIZO扫描仪及其图像分析技术，研究了对照CK（施肥量为0）、施复合肥F（施肥量为600 kg·hm^-2）、施有机肥O（施肥量为7 500 kg·hm^-2）、有机无机肥配施OF（施肥量为复合肥300 kg·hm^-2+有机肥3 750 kg·hm^-2）处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落代谢功能及苗期玉米根系形态等特征，结果表明：不同施肥处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落功能多样性差异显著，OF处理下土壤微生物多样性Shannon-wiener指数与Simpson指数最高，分别为3.22和0.96， Eveness指数最低，为0.21，而CK处理与之相反，Shannon-wiener指数与Simpson指数最低，分别为3.07和0.95，Eveness指数最高，为0.23；影响该区域土壤微生物群落代谢功能多样性的关键碳源包括6种氨基酸（L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸)、4种酯（D-半乳糖酸γ内酯、丙酮酸甲酯、吐温40、吐温80）、1种胺（腐胺）、5种酸（D-半乳糖醛酸、2-羟苯甲酸、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸、D-苹果酸）、3种糖（-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、a-环状糊精）、3种醇（I-赤藻糖醇、D,L-a-甘油、D-甘露醇）；OF处理下玉米根系形态参数如根长、根体积、根系分形维数及玉米生物性状如生物量、茎粗、株高等与CK处理差异最为显著，说明OF处理有利于煤矸石复垦土壤质量的恢复与提高，利于煤矸石复垦区玉米生长。     

秸秆生物炭对黄土区农田土壤养分和作物生长的影响

旨在探索生物炭对黄土区农田的具体应用效果。采用大田试验，在不施氮肥和施氮肥(187.5 kg/hm2)处理下，分别设计了不同生物炭用量(0、6、12、24、48 t/hm2)试验，来观察对黄土高原农田土壤养分和玉米生长的影响。结果发现：当施入187.5 kg/hm2氮肥时，24~48 t/hm2范围内的生物炭施用量对土壤养分促进作用效果最佳，其中48 t/hm2时全氮超出对照26.6%，碱解氮可超过对照约27.67%；6~12 t/hm2的范围时，玉米茎粗、叶绿素在生长中期均相对处于优势，且玉米养分含量和产量结果优于生物炭量大的处理。不施氮的情况下，生物炭也可促进土壤和玉米籽粒养分的积累。其中6~12 t/hm2时，土壤和玉米籽粒养分含量相对较高；24~48 t/hm2时玉米产量结果最佳，比对照高1468.2 kg/hm2，约13.39%。结果表明，生物炭的添加对土壤的养分影响较大，且一定程度上依赖于氮肥的投入情况。     

土壤微生物群落表征中磷脂脂肪酸(PLFA)方法研究进展

土壤是生物圈的主要成员之一,而土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化。磷脂脂肪酸(PLFA)方法是一种新兴的用来表征微生物群落结构的方法,已在土壤微生物学研究中得到广泛应用。对其研究进展进行了综述。     

B2和B67菌株筛选及应用效果研究

山西省太原和运城两地分离筛选的具较强解磷能力的菌株B2和B67,平板培养其溶磷圈D/d值分别为5.1和3.8,液体培养过程中产生苹果酸、丙二酸、乳酸等多种有机酸,pH值分别较CK下降2.3和1.1,接种到山西省4个不同地区的土壤中,恒温恒湿条件下培养20 d,土壤速效磷含量较CK增加1.35~3.04倍。盆栽试验结果表明,玉米45 d地上部株高、鲜重和干重,B2 NP和B2 B67 NP较CK增加15.2%~89.2%;青菜鲜重、干重和生物量,B2和B67较CK增加15.8%~41.6%,其鲜重、干重、根长、根重以及生物量均较CK差异显著。小麦株高、有效小穗数、穗粒数、粒重以及生物量也较CK差异显著。     

解磷菌剂对作物生长和土壤磷素的影响

利用课题组自行分离筛选的B2和B67解磷菌株研制的菌剂，在盆栽和大田试验过程中，菌剂在增加作物产量的同时，有提高土壤速效磷含量、培肥土壤的作用，而且是菌剂和化肥配合施用效果显著。施用了解磷菌剂或菌剂和化肥配合施用后，盆栽玉米的株高、鲜重和干重，较CK增加15．2％～89．2％，玉米单株吸养量较CK增加20％～146％；青菜的鲜重、干重和生物量较CK增加15．8％～41．6％，和CK比较差异显著；小麦的株高、有效小穗数、穗粒数、粒重以及生物量也较CK差异显著，大田试验的几种作物也有不同程度的增产。另外B2和B67接种到山西省典型土壤中，土壤速效磷含量较CK增加1．35～3．04倍，且发现其溶磷效果和土壤磷酸酶活性与有效活菌数相关，解磷菌剂在提高土壤速效磷含量的同时，也有提高土壤速效钾含量的作用。     

沼气肥保肥性能及肥效试验

本试验表明，农村发展沼气可以开辟有机肥肥源，提高土壤肥力，改良土壤，促进农业良性循。沼气肥不仅具有良好的保肥性能，而且对多种作物具有显著的增产效果，尤其是同化肥配合使用后，作物增产效果更佳。     

黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素

黄土高原生态环境脆弱，耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县，研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素，为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据，运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现：（1）36年（1983—2019年）来，天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期（1983—2008年）较低，分别为0.20 g?kg-1和0.01 g?kg-1，在后期（2008—2019年）较高，分别为0.29 g?kg-1和0.03 g?kg-1。碳氮比呈现前期无显著变化，后期显著降低。（2）36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%，表明地形等自然因素影响逐渐减弱，施肥等人为因素影响增强。（3）土壤有机质和全氮的空间分布特征相似，呈现西部低、东部高的格局，西北部和中部的变化速度快。综上，36年（1983—2019年）来，施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素，因此，结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。