土壤酸化成因及其对农田土壤-微生物-作物系统影响的研究进展

自然土壤酸化是一个缓慢的过程,但是农田土壤因频繁的人类活动加速了这一过程,从而给农田土壤-微生物-作物系统带来一系列的负面影响。论文从大气酸沉降、施肥和管理方式、种植作物以及作物移除四个方面介绍了农田土壤酸化的主要原因;重点阐述了土壤酸化对农田土壤肥力、土壤盐基离子以及土壤酸缓冲体系的影响。总结了酸性农田土壤对土壤细菌群落结构、功能性微生物（如氨氧化古菌和氨氧化细菌等）群落结构以及土传病害的影响;分析了土壤酸化对作物的毒害作用,如造成农作物减产、迫使作物根系受到铝毒害等;从外源添加物减缓土壤酸化角度,论述了可持续利用酸性土壤的策略,提出了土壤酸化后的改良措施,展望了土壤酸化需进一步探究的课题。     

农田土壤理化性质对土壤微生物群落的影响

农田土壤系统是陆地生态系统的重要组成部分,也是受人类影响最多的生态系统。土壤微生物参与调节大部分土壤生物化学过程,在土壤碳循环过程中发挥着不可替代的作用。农业措施的变化会改变土壤理化性质,而土壤理化性质的变化又影响着微生物的群落特征等。因此为深入探究土壤理化性质变化对土壤微生物群落的影响,简述了农田土壤物理性质(密度、孔隙、水分、温度)及化学性质(土壤pH、土壤有机质)对土壤微生物群落的影响,并且指出了目前研究存在的问题及未来的研究方向。     

稀土元素对土壤-植物系统中重金属行为的影响及其机理研究进展

随着稀土的持续开采和在各领域中的广泛应用,稀土进入土壤环境的风险逐渐增大,导致稀土与重金属的复合污染问题,其中稀土元素对土壤-植物系统中重金属行为的影响研究也开始受到关注。研究已表明,外源稀土可以显著影响土壤与植物系统中重金属的赋存形态和迁移分布特征,可缓解重金属对植物的毒性,也可能和重金属产生协同毒害作用。分别从浓度-剂量、作用时间、稀土或重金属元素种类、稀土元素的施用方式和施用时间以及植物品种等方面详细综述了稀土元素对土壤-植物系统中重金属行为影响的主要因素及其机理的研究进展。最后,对稀土影响土壤-植物系统中重金属行为的研究现状进行了总结并展望了其研究前景。     

污水灌溉对农业环境影响的研究--以石家庄市污水灌溉区为例

通过对石家庄市污永灌溉区污水、农作物、土壤及地下水的现状调查及评介,研究了污水灌灌对农作物、土壤及地下水的彭响。结果表明,石家庄市排放的污水水质为有机污染类型,硫化物污染较重,有机物污染中度,重金属类污染较轻;污水对排污水渠两侧地下水有影响,影响范围为100～200m;该市己用污水灌灌农田40年,作物(小麦、玉米)籽粒中重金属含量均相应低于国家食品重金属限量卫生标准;表层土壤中重金属含量均低于国家土壤环境质量标准中规定的二级标准。合理灌溉污水可增加土壤有机质和全N含量。     

硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复中的研究与应用

土壤重金属污染治理是目前我国土壤污染治理的重点,黏土矿物、单硅酸盐及硅肥等硅酸盐钝化修复材料是重要的土壤重金属化学稳定剂。本文通过综述硅酸盐钝化剂的分类与特点,阐明了硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复过程中的吸附、沉淀及植物-微生物作用机理与影响因素,提出将土壤重金属污染修复与农作物增产相结合,开发具有枸溶、缓释特性,对重金属具备吸附、沉淀与生物抑制功能且有利于农作物生长的长效硅酸盐土壤重金属钝化剂具有重要的实际意义。     

中国农田土壤重金属污染与其植物修复研究

通过对我国部分城市农田土壤及农作物重金属污染状况的调查,分析了我国农田土壤重金属污染的特点以及污染的来源,最后介绍了重金属污染土壤的植物修复技术以及该技术的优点和局限性.     

干湿处理对灰漠土土壤理化性质及微生物活性的影响

土壤风干．润湿过程可加剧土壤有机质矿化反应，其矿化来自于土壤非生物有机质分解和土壤微生物在干湿变化过程中死亡两个过程。因此，干湿变化可能对土壤有机质及养分循环产生重要的影响。国内外的相关研究主要集中于干湿变化过程中土壤对磷素的吸附作用及有机磷矿化作用微生物量碳的变化及有机碳矿化作用等等，实验对象多为肥沃或酸性土壤。灰漠土是干旱区的典型土壤类型之一，本文以阜康绿洲与其毗邻荒漠为研究对象，对干湿处理后土壤理化性质、土壤呼吸作用所发生的变化进行了初步研究，以期了解干湿变化过程对荒漠一绿洲土壤理化性质及微生物活性的影响，为荒漠土壤的演变机制和科学管理提供理论依据，同时也对干旱区土壤样品长期贮存后的再利用有一定指导意义。     

带状种植系统养分供给与利用研究进展

带状种植是1种以固N植物篱为核心、农作物与植物篱相间种植的农林复合经营模式，植物篱通过修剪避免对农作物遮光，其枝叶作为覆盖物和有机肥，可提高土壤肥力。阐述了植物篱枝叶N素矿化和利用、枝叶有机碳矿化及其对土壤有机质的影响以及固N植物篱对土壤P素和其他矿质元素的供给状况，并评价了该模式下土壤养分和有机质动态。     

生物固体的应用及其对重金属的影响研究

本介绍了近年来美国和欧洲对生物固体（废水处理的副产物）的研究情况。研究表明：生物固体施用于农田、林地等、可促进植物生长；生物固体的来源、性质及土壤、气候、植被等都会对施用地重金属的含量、吸收、移动及形态产生影响；植物吸收重金属受土壤有机质含量，阳离子交换量，ｐＨ、质地，铁和锰氧化物等的影响；生物固体中绝大部分重金属在施用土壤后就被有机质，碳酸盐结合为稳定的，难移动的形式，被固定的量与土壤ｐＨ、粘     

绿肥作物矿化分解对土壤镉有效性的影响研究进展

绿肥是一种生物有机肥,其矿化分解是绿肥作物翻压进入土壤中被微生物分解产生植物可直接利用的物质的过程。绿肥矿化分解可影响土壤镉(Cd)有效性,但绿肥与Cd有效性两者并非简单的线性相关。本文综述分析了绿肥作物矿化分解对土壤Cd有效性的影响及其作用机理。结果表明:在绿肥翻压进入土壤被微生物分解的过程中,土壤中的可溶性有机质、pH值与Eh值、铁还原和微生物群落均影响重金属Cd在土壤中的迁移,可以使重金属Cd固定在土壤中或在植物根系表面沉淀;作物细胞拦截可降低Cd向地上部分的转运,最终只有极少量Cd到达作物的可食用部分。但由于受到绿肥用量、作物品种、土壤理化性状等其他因素的干扰,绿肥对土壤中Cd的修复效果具有不确定性。最后,通过总结分析绿肥对土壤性质的影响和其他因素对绿肥的干扰,阐明了绿肥对土壤中Cd有效性的影响机制。     

清水塘地区土壤重金属污染现状及土地利用设想

通过对株洲市清水塘地区农田土壤和农作物中重金属含量的调查分析,结果表明该地区受汞,镉,铅,砷污染严重根据农作物中重金属含量的差异,提出了调整种植物结构,改变耕作制度等防治土壤重金属污染的土地利用设想。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策

我国农田土壤重金属污染格局多样,区域污染风险突出。发达国家对污染土壤的修复经验对我国具有借鉴意义。我国农田土壤重金属污染防治面临土壤重金属空间异质性强、土壤类型及农作物品种对重金属累积差异大、土壤酸化严重、土壤元素失衡、不科学的发展方式、土壤重金属累积趋势难以逆转、土壤—农作物重金属累积线性关系不显著,修复技术不完善、修复措施长期风险调控机制缺失等主要挑战。根据我国农田土壤污染防治现状及课题组工作基础,我们提出以预防为主、保护优先和风险管控为基本思路,建立土壤污染防治体系,通过"土壤环境质量调查、土壤污染源头管控、分类管理和土壤环境质量基准推导"等4个步骤推进农田土壤重金属污染防治工作。     

污水灌溉对农业环境影响的研究——以石家庄市污水灌溉区为例

通过对石家庄市污水灌溉区污水,农作物,土壤及地下水的现状调查及评价,研究了污水灌溉对农作物、土壤及地下水的影响。结果表明,石家庄市排放的污水水质为有机污染类型,硫化物污染较重,有机物污染中度、重金属类污染较轻;污水泽排污水渠两侧地下水有影响,影响范围为１００￣２００ｍ;该市已用污水灌溉农田４０年,作物（小麦、玉米）籽粒中重金属含量均应低于国家食品重金属限量卫生标准;表层土壤中重金属含量均低于国家土     

残落物混合分解对杨树-农作物复合系统土壤碳氮矿化的影响

采用室内培养的方法研究杨-麦、杨-花生等不同复合经营模式下,杨树叶与农作物秸秆混合后对土壤碳、氮矿化及土壤微生物量的影响。结果表明:(1)单一模式中,花生叶处理的有机碳矿化累积量最大,花生茎秆、杨树叶处理次之,小麦秸秆处理最低。混合处理有机碳矿化累积量依次为杨树叶-花生叶>杨树叶-花生茎秆>杨树叶-小麦秸秆,且培养结束时,混合物表现出明显的促进作用;(2)土壤微生物量碳、氮与各残落物氮含量、C/N比存在显著的相关性;(3)杨树叶、小麦秸秆及其混合物处理的土壤矿质态氮含量均低于对照,而添加花生叶、花生茎秆以及它们与杨树叶的混合物使矿质态氮含量高于对照。试验说明杨-麦、杨-花生复合模式均能有效提高土壤微生物的生物量,调节碳的动态及氮的供应,而选择种植含氮量高的农作物更有利于促进残落物分解和养分归还,这对深入研究林-农复合系统的模式筛选、结构优化及可持续经营具有一定的现实意义。     

不同栽培模式和施氮量对小麦-玉米轮作体系土壤供氮特性的影响

以6年的小麦-玉米轮作定位试验不同处理为对象,研究了不同栽培模式及施氮对土壤供氮特性的影响。结果表明,与常规对照模式相比,覆草模式显著增加了土壤酸解总氮及有机氮各组分的含量,以及土壤微生物量氮含量及氮素矿化势N0;垄沟模式(垄上覆膜、沟内覆草)土壤酸解总氮及氮素矿化势有所增加,幅度小于覆草模式,但降低了土壤微生物量氮含量。随着施氮量的增加,土壤酸解总氮含量增加,其中以氨基酸氮、氨基糖氮及氨态氮含量的增加尤为明显;施氮还提高了土壤氮素矿化势,但降低了土壤微生物量氮含量,以施N 240 kg/hm2处理最为明显。栽培模式和施氮量对土壤酸解总氮影响的交互效应达显著水平(P0.05)。土壤氮素矿化势、微生物量氮与氨基酸氮和酸解未知态氮间呈显著相关性(P0.05),说明土壤微生物量氮及氨基酸氮和酸解未知态氮组分可能是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

长白山国家级自然保护区垂直带土壤-植物系统中Pb的变异特征及其影响因素

本文研究了长白山国家级自然保护区垂直带土壤-植物系统中Pb元素含量的水平变异和垂直变异特征。结果表明,垂直带土壤Pb含量均在25mg/kg以上,且各土壤带Pb的平均含量与其变异程度相反,棕色针叶林土Pb平均含量最低但变异最大,而山地生草森林土Pb平均含量最高但变异最小;垂直带植物Pb含量均低于克拉克值,与垂直带土壤Pb含量高低基本相吻合,但其变异以高山苔原带变异最大,岳桦林带变异最小;植物Pb含量垂直分异显著高于土壤Pb含量,变异系数达89.76%;植物对Pb的富集能力依植物种类及器官不同而异;成土母质和母岩、土壤pH值、有机质及土壤质地是影响Pb在土壤-植物系统中分异的主要因素。     

冀西北栗钙土有机碳、酶活性及土壤呼吸强度特征研究

土壤有机碳(质)水平的高低是评价土壤肥力高低的重要指标之一,如何提高土壤有机碳(质)研究一直是国内外土壤科学工作者关注的课题。近年来,随着全球环境变化对陆地生态系统的影响,土壤有机碳逐渐成为公众和科学界关注的热点[1]。研究陆地碳循环机制及其对全球变化的响应,是预测大气CO2含量及气候变化的重要基础,这已引起科学界的高度重视[2]。目前,有关土壤碳循环研究主要集中在大气CO2浓度升高对土壤酶活性、有机物料分解、土壤微生物、土壤有机质、腐殖质组成、农作物养分利用、植物生长、光合作用、根系生长及其分泌物等生理生态方面的影响[3～12],以及施肥对农田土壤碳循环、微生物及酶活性的影响[13～16],     

乌兰布和沙区绿洲农田土壤微生物及酶活性研究

以撂荒地为对照,通过测定0-20cm和20-40cm层次土样,利用统计分析方法系统研究乌兰布和沙区籽瓜、玉米、油葵和苜蓿地4种绿洲农田土壤微生物（细菌、放线菌和真菌）和土壤酶活性（蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和多酚氧化酶）特征。结果表明：（1）各农田微生物数量均为细菌（107）〉放线菌（105）〉真菌（103）,三者中,细菌数量占三大类微生物总数的99%以上;各农田表层微生物数量整体高于对照的,且表层均高于下层,但差异不显著;农田间,籽瓜地微生物数量最多;种植苜蓿可显著提升真菌数量。（2）6种酶活性中,仅蔗糖酶和脲酶在层次间和农田间存在显著差异;各农地表层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性均高于对照的;除多酚氧化酶外,苜蓿地酶活性整体较高。（3）各生物学性质相互关联,互相影响。6种酶间呈显著或极显著相关,酶活性既显专性又显共性;蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶、真菌和放线菌直接影响有机质含量的程度达85%;总体而言,乌兰布和沙区绿洲体系形成后,长期农作活动使得绿洲农田生物学性质得以改善,土壤质量整体有所提高;设法提高研究区土壤有机质含量是提高绿洲农田土壤质量和改善其生态环境的关键所在,应广种苜蓿。     

植物残体向土壤有机质转化过程及其稳定机制的研究进展

土壤有机质的数量和质量不仅是衡量土壤肥力状况的核心要素,其形成、转化及稳定过程还与全球气候变化密切相关。植物残体是土壤有机质的初始来源,但由于其腐解过程的复杂、多变性以及土壤有机质、微生物的高度异质性,植物残体向土壤有机质的转化和稳定机理尚不十分明确。本文介绍并讨论了近年来关于植物残体向土壤有机质转化相关研究的新发现,探讨了微生物源和植物源有机质对土壤有机质的贡献,概述了土壤有机质形成的微生物驱动机制,并综述了植物残体输入后土壤有机质稳定性的相关研究,最后对该研究领域未来的发展进行展望,以期能够为科学地提高土壤的固碳能力提供参考。     

重金属污染土壤间作修复的研究进展

种植单一的超富集植物修复重金属污染土壤,不但中断农业生产导致经济收益降低,而且因生物量较低、修复周期长等诸多弊端导致修复效果不甚理想。间作作为一种传统的农艺管理方式,利用生态位和生物多样性原理等能提高农作物对资源的有效利用,对共植的农作物种类增量提质。在中、轻度污染土壤修复中利用间作体系,通过调控超富集植物与农作物的生长发育,促进超富集植物根系低分子量有机酸(LMWOAs)的分泌,降低其根际土壤p H,增加重金属活性,从而增加超富集植物对重金属的吸收,同时抑制农作物根系LMWOAs的分泌,以减少农作物对重金属的吸收,提高其产量和品质,实现"边生产边修复",提高土地利用率,并增加经济效益。本文根据近几年来国内外相关文献,综述了间作条件下超富集植物和农作物生物量、生理生化响应、重金属吸收、转运、富集等方面的变化,以及间作对土壤环境质量的影响,并对间作修复重金属污染土壤领域的发展趋势,如超富集植物和农作物间作的信号转导和分子生物学机制、间作体系下两类植物根际微生物类群的差异及其功能机制,以及构建高效间作体系提高重金属污染土壤的修复效率等方面进行了展望。