农业土壤学研究：侯光炯学术思想形成之考察——纪念侯光炯先生诞辰110周年
摘要：作为农业土壤学的先驱和奠基人,侯光炯先生的学术历程与我国土壤科学发展历程具有高度的重合性,可以划分为少年求学、崭露头角、举步维艰、宏图大展、低潮时期、辉煌岁月以及思想的延续等阶段。侯光炯先生在批判性地继承和发展欧美土壤学派和前苏联土壤学派研究成果和思想的基础上,形成了具有中国特色的土壤学研究理念、方法和成果。他的学术思想并非一朝一夕形成的,而是社会环境、家庭环境、良师教诲以及自身特质等因素综合作用、历时积淀的结果。土壤磷酸盐氧同位素分析方法和应用研究进展
摘要：在一定温度下磷酸盐和周边水体氧的同位素分馏仅受生物活动控制,因此磷酸盐氧同位素成为生态系统中磷源和磷循环研究的良好示踪剂。介绍了磷酸盐氧同位素研究应用的理论基础和近几年来针对土壤富含有机质,氧元素来源多样的特点发展起来的土壤磷酸盐氧同位素的分析和纯化方法,综述了磷酸盐氧同位素在土壤磷源示踪和磷循环应用研究中的初步进展,并提出目前研究存在的局限和对未来工作的展望。河南省典型淋溶土土系划分研究
摘要：在河南省选取8个典型土壤剖面,对其进行景观特征、剖面形态学特征的描述及其理化性质的分析,并确定其在土壤系统分类（Chinese Soil Taxonomy）中的归属,结果表明,供试土壤归属于壤质混合型石灰性温性普通简育干润淋溶土、壤质混合型非酸性温性斑纹简育湿润淋溶土、黏壤质混合型温性斑纹钙积干润淋溶土、黏壤质混合型温性普通钙积干润淋溶土、壤质混合型石灰性温性普通简育湿润淋溶土和壤质混合型非酸性温性普通简育湿润淋溶土等6个土族;并在此土族基础上,根据土系划分规则和河南地区淋溶土诊断特征及构型特征,尝试提出“土系对比检索逻辑图”以阐述土系参比划分的逻辑过程。通过对比,可将8个典型土壤剖面划分为7个土系：汤阴系、汲水系、神沟系、尚庄系、侯集系、枣林系和尚店系。黄土坡面细沟侵蚀发育过程与模拟
摘要：以坡面细沟侵蚀过程为研究对象,利用人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术,研究了同一坡面三场间歇性降雨下细沟侵蚀发生、发展和演化的图形化过程;同时,采用已有细沟侵蚀过程模型（CARill）,结合Net Logo软件,将试验结果与模型模拟结果进行对比分析。结果表明：（1）扫描三场降雨图形化过程显示：侵蚀阶段呈现出溅蚀—片蚀—跌坑—断续细沟—连续细沟—细沟崩塌过程,沟长发育迅速,沟宽和沟深发育相对缓慢,细沟沟网形成迅速,降雨结束后侵蚀强度达到22.11 kg m-2,较初期降雨侵蚀增加了22.04倍。（2）CA-Rill模型模拟结果显示,在细沟侵蚀演化图形化过程方面,该模型可较完整地模拟细沟形态发育过程,实现细沟侵蚀的发生、发展以及演化过程中细沟形态的可视化模拟;（3）模型模拟三场降雨细沟侵蚀参数t检验结果发现：最长平均沟深、最大沟深、最长沟平均沟宽模拟效果不好;而细沟平面密度、最长沟长、侵蚀强度模拟效果较好。科尔沁沙丘-草甸相间地区表土饱和导水率的土壤传递函数研究
摘要：以科尔沁沙地典型坨-甸相间地区为研究区,野外布设240个采样点,对流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、沙丘区杨树林、沙丘区耕地、低覆盖度草甸、高覆盖度草甸、草甸区耕地、撂荒地9种地貌类型下的表层土壤进行了采样,测定了其含水率、干容重、有机质、饱和导水率等理化特性,分析了不同地貌类型下表层土壤理化参数差异。选取Campbell、Cosby、Wosten等、Saxton等4种土壤饱和导水率传递函数,对该地区表土饱和导水率进行了预测。结果显示这几种土壤传递函数预测值与实测值偏差较大,相关系数均小于0.3,精度难以满足本地区应用。在此基础上,选取土壤容重、有机质含量、饱和含水率、平均粒径、粒径标准偏差5种土壤特性参数作为输入变量,采用主成分分析与非线性回归分析相结合的方法,重新建立了预测本地区表土饱和导水率的土壤传递函数,结果显示预测值与实测值相关系数为0.661,该传递函数可用于科尔沁沙地表层土壤饱和导水率的预测。稳定同位素^202Hg稀释技术测定土壤汞有效性——与化学提取方法比较
摘要：准确评价汞（Hg）在土壤中的有效性对预测污染土壤中Hg的潜在生态风险及其环境质量标准的修订具有十分重要的意义。本研究通过稳定同位素202Hg稀释技术及同位素交换动力学方法（IEK）分析红壤和潮土中同位素可交换Hg含量（E值）及同位素可利用态Hg含量（Ea）,并与4种单一提取法和1种连续提取法（改进的BCR法）获得的土壤有效态Hg含量进行比较。结果表明,外源稳定同位素^202Hg加入土壤后,红壤和潮土的悬浮液中同位素交换均在24 h后达到稳定状态。同位素交换动力学方程对悬浮液中同位素比值及土壤同位素交换态含量Et值的变化有比较理想的拟合效果,红壤三个间段的E值（E1 min、E1 min-24 h和E〉24 h）及所占全量的比例均高于潮土。两种土壤Ea（为E1 min与E1 min-24 h之和）所占全量的比例为38%~60%,显著高于单一提取法中提取率最高的0.03%TGA-1/15 mol L-1Na2HPO4（10%~15%）及连续提取的∑BCR（20%~27%,为酸可提取态、还原态和氧化态占全量之和）,这表明与化学方法相比较,用土壤同位素可利用态Hg含量（Ea）作为土壤中有效态Hg含量的表征可能偏高,原因可能与外源同位素被土壤固持及土壤悬浮液的性质有关。土壤提取液中酰基高丝氨酸内酯的气相色谱-质谱检测方法优化
摘要：建立并优化了利用气相色谱-质谱（Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测酰基高丝氨酸内酯（Acyl-homoserine lactones,AHLs）的分析方法。通过优化升温程序,采用选择离子检测（m/z 143）,可同时检测7种AHLs（C4、C6、C7、C8、C10、C12和C14）,检出限分别为1.50、2.00、1.50、2.00、2.00、2.50和2.50μg l-1,在2.0 mg l-1浓度范围内均呈线性关系（R2〉0.997）。加标回收率实验表明,采用乙酸乙酯萃取,水中7种AHLs的回收率均在54%~97%之间;不同比例的土水体系中,砖红壤和黄棕壤提取液中AHLs的回收率均在56%~108%之间。不同介质中AHLs回收率与其Log P值（P：AHLs在正丁醇和水溶液中的分配比）及水溶解度对数均显著相关,表明采用乙酸乙酯萃取水和土壤提取液中的AHLs时,回收率主要与AHLs的Log P值和水溶解度有关。采用该方法对土壤提取液中AHLs进行测定发现砖红壤和黄棕壤提取液中7种AHLs的浓度分别为3.8~8.7μg l-1和4.2~9.8μg l-1。因此,不仅对于水溶液,土壤提取液等复杂介质中的AHLs也可以采用乙酸乙酯萃取后GC-MS进行分析测定。污染区千金子和酢浆草根际土壤中PAHs结合态残留的梯度分布
摘要：采集某污染区千金子（Euphorbia lathyris L.）和酢浆草（Oxalis corniculata L.）的离根表0~3、3~6、6~9 mm的根际土壤,分析了多环芳烃（PAHs）结合态残留中母体化合物（Parent compound of bound residue,PCBR）在根际土壤中的含量及梯度分布规律。供试土壤类型为黄棕壤。结果表明,在非根际和根际土壤中均可检出10种PAHs的PCBR,非根际土壤中PCBR总含量为3.31 mg kg-1,高于根际土壤（1.07~1.82mg kg-1）。根际土壤中PAHs的PCBR含量随离根表距离（0~9 mm）的增加而增大。可用根际效应（R）来衡量根际土壤中PAHs的PCBR含量与非根际土壤相比减少的比例;R值随离根表距离（0~9 mm）的增加而变小。3个连续根际区中,PAHs总PCBR的R值为45.15%~67.66%,其中2环PAH的R值最大（61.18%~93.50%）,4环和5环PAHs的R值最小（2.39%~6.31%）,低环PAHs的PCBR在根际土壤中更易转化。PAHs的PCBR在千金子根际土壤中R值大于酢浆草,表明前者有更利于PAHs结合态残留转化的根际环境。PAHs结合态残留的根际梯度分布与根系分泌物的梯度分布关系密切,而PAHs种类、植物根际环境对PAHs结合态残留的分布影响显著。土壤磷解吸特性对菜稻轮作田间渗漏水总磷浓度的影响
摘要：通过四季豆-瓢瓜-早稻轮作制不同磷肥用量的3年定位田间试验,探讨土壤磷解吸特性及其解吸特征值对菜稻轮作田间渗漏水总磷浓度的影响和评价指标。结果表明,提出的解吸模型可较好地拟合土壤磷素随水土质量比变化的解吸过程,通过该模型能同时得到土壤磷可解吸量Q、土壤溶液磷浓度Cli及其缓冲系数b等解吸特征值。菜菜稻轮作的总磷浓度平均只有菜菜连作的42.6%。土壤磷可解吸量与田间渗漏水总磷浓度之间满足双速率转折点的动态特征。无论是菜菜连作还是菜菜稻轮作,Q值表征的土壤磷素淋失转折点的差异很小,平均为24.4 mg kg-1。因此,菜菜稻轮作有利于削减田间渗漏水总磷浓度,土壤磷可解吸量的双速率转折点X0可用于表征菜田磷素淋失潜力的指标之一。湖区小麦-玉米轮作模式下不同施肥措施调控氮磷养分流失研究
摘要：针对我国南水北调东线过水区南四湖富营养化问题,利用沿湖流域典型种植模式——小麦-玉米轮作体系,选择材料易获取的几种施肥措施,采用田间原位安装淋溶水采集器和地表水径流池收集水样,室内分析不同处理防控氮磷养分流失的效果。结果表明：各施肥措施在作物不同茬口均能降低氮磷养分的随水流失,不同模式防控养分流失效果有差异;氮径流损失中,硝态氮占主要比例,玉米季和小麦季分别为82.7%~86.4%和94.2%~96.5%,而淋溶途径中硝态氮比例略有下降;径流为氮损失的主要途径,玉米茬口氮损失比例占轮作周年的67.0%~71.4%;磷径流损失中可溶性磷和颗粒磷比例相当,而淋溶磷以可溶性磷为主;淋溶途径损失的磷养分比例稍高,仍以玉米茬口总磷损失为主,占54.4%~63.1%;防控氮磷流失结合周年作物产量,玉米上使用减量控释氮肥或优化施肥配合秸秆还田、小麦上优化施肥或使用减量控释氮肥是相对理想的养分运筹搭配模式。菇菜套作对土壤微生物群落的影响
摘要：套作是防治连作障碍的有效方法之一,但是蔬菜和可食用菌之间的套作机理研究鲜见报道,尤其是其土壤微生物学机制。本研究建立菇菜套作体系,利用实时荧光定量PCR和PCR-DGGE技术研究土壤细菌和真菌群落的变化。结果表明,菇菜套作显著提高了番茄生物量,且其番茄果实产量最高,硝酸盐含量最低。与对照相比,菇菜套作下土壤细菌和真菌基因拷贝数量均无显著变化;DGGE指纹图谱表明,不同处理下的细菌群落无明显差异,但是菇菜套作下真菌群落结构发生了分异,主要表现为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和稻黑孢菌（Nigrospora oryzae）代表型条带的强度的下降。黄土高原油松根际土壤酶活性及真菌群落多样性研究——以黄龙山林场为例
摘要：为了解黄土高原油松林根际土壤酶活性和真菌群落多样性,本研究分析了陕西黄龙县不同样区油松根际土壤脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性,并采用巢式PCR-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术研究了油松根际土壤中真菌群落多样性。结果表明,该地区油松根际真菌群落相似性较高,但受坡向、海拔、土壤水分及人类扰动等诸多因素的影响,不同样区的真菌群落多样性和土壤酶活性存在差异。油松根际各土壤酶活性均表现出坡顶样地高于坡底样地,阴面样地高于阳面样地,林区路旁样地由于采样环境不同于林中样地,酶活性介于其他样地之间;丰富度（S）、Shannon-Wiener指数（H）、Simpson指数（D）、均匀度指数（EH）分析表明,该区域油松根际土壤真菌群落多样性分布特征与酶活性分布特征相一致。相关性分析表明,除过氧化氢酶外,其余酶活性之间、以及与真菌多样性均呈显著正相关（p〈0.05）;土壤含水量与真菌多样性和土壤酶活性除多酚氧化酶外均呈显著正相关（p〈0.05）;而土壤p H与各种酶活性之间均未达显著相关水平（p〉0.05）。土壤含水量是影响该地区真菌群落多样性与土壤酶活性主要因素之一。硅介导番茄青枯病抗性的土壤定量蛋白质组学研究
摘要：番茄（Solanum lycopersicum）是一种重要的经济作物。由青枯菌（Ralstonia solanacearum）侵染所产生的青枯病是一种严重影响茄科类作物的细菌性土传病害。传统的防治方法,如培育抗性品种、轮作、药剂防治等均存在一定的局限。而硅作为一种作物生长的有益元素,在提高植物适应生物胁迫和非生物胁迫中均起重要作用。本研究以易感青枯病的番茄品种“台湾红圣女”作为试验材料,利用i TRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantitation）定量蛋白质组学技术,研究硅和/或青枯菌接种对番茄青枯病抗性及土壤蛋白质组的影响。结果表明,2.0 mmol L-1硅处理能显著降低番茄青枯病的病情指数,增强抗病性。基于i TRAQ定量蛋白质组学技术,硅和/或青枯菌处理对土壤蛋白质组的研究表明,在鉴定的30个土壤蛋白质中,有29个蛋白差异表达显著（上调≥1.2倍,下调≤0.8倍差异）。青枯菌侵染诱发22个土壤蛋白下调表达,5个上调表达。在不接菌的条件下,硅处理有5个土壤蛋白上调,19个蛋白下调;而接菌条件下则有8个蛋白上调,14个蛋白下调。将这29个差异蛋白进行GO基因功能分类结果显示,硅和/或青枯菌处理主要影响生理代谢过程以及核酸结合蛋白。硅对番茄青枯病的作用机理主要体现在：改变微生物的代谢能力,调控与抗性代谢、蛋白质的合成与翻译、信号转导以及免疫系统过程和胁迫响应有关蛋白的表达,影响钙离子信号转导等。有机无机肥配施对红壤旱地花生生理特性、产量及品质的影响
摘要：采用大田试验,研究了有机肥和化肥配合施用对红壤区花生产量、品质及生理特性的影响。结果表明：（1）有机无机肥配施显著影响了花生生理特性,随着有机肥比例的增加,叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、叶绿素含量Chl（a＋b）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等先增加后减少,配施35%和50%有机肥处理显著高于其他处理（p〈0.05）。（2）有机无机肥配施显著影响花生植株营养生长和产量,有机肥比例越高,植株性状越优良,有机肥比例为65%时,花生在成熟期主茎高、侧枝长较常规施肥分别提高8.01 cm和11.20 cm;而有机肥比例为35%时,荚果产量、籽仁产量、单株结果数及百粒重效果增加最明显,分别较常规施肥提高20.14%、26.92%、27.87%和7.08%。（3）有机无机肥配施对提升花生品质作用明显,配施35%处理的花生籽仁脂肪、蛋白质、可溶性糖含量分别较常规施肥提高3.58%、5.03%及12.16%。总之,在等量N、P、K养分条件下,配施35%~50%猪粪N更有利于红壤地区花生产量、品质及生理特性的改善。氮素富集对青藏高原高寒草甸土壤有机碳迁移和累积过程的影响
摘要：为深入揭示陆地生态系统碳固定对大气氮沉降增加的响应机理,基于海北高寒草甸多形态（NH4Cl、（NH4）2SO4、KNO3）、低剂量（N 0、10、20、40 kg hm-2a-1）的增氮控制试验平台,采集各处理水平下不同深度土壤样品,利用颗粒分组法分离测定总土壤有机碳（SOC）以及各粒径组分的碳含量和δ13C值。研究结果表明：低氮显著增加了土壤粗颗粒态有机碳（Macro POC）和矿质结合态有机碳（MAOC）的含量,而高氮处理正好相反。施氮一致降低土壤细颗粒态有机碳（Micro POC）含量。此外,添加硝态氮肥对SOC各组分含量和δ13C值的影响显著高于铵态氮肥。总体而言,低氮导致地表30 cm层SOC储量增加了4.5%,而中氮和高氮导致SOC储量分别下降了5.4%和8.8%。低氮处理时新增的碳以Macro POC为主,而高氮处理时损失的碳主要是Micro POC。连续5 a施氮促进了颗粒态有机碳（POC）组分的分解,进而导致SOC稳定组分的比例增加。可以认为,大气氮沉降或低剂量施氮（10 kg hm-2a-1）短期内有利于青藏高原高寒草甸土壤碳截留,硝态氮较铵态氮输入对土壤碳储量增加更为有益。长期施肥下黑土活性有机质和碳库管理指数研究
摘要：基于东北黑土长期定位试验,研究不同施肥措施对黑土活性有机质及其碳库管理指数的影响。结果表明：在不同施肥措施的影响下土壤有机质得到了不同程度的提高。撂荒处理（CK0）土壤有机质较初始值提高了35.62%;单施化肥处理有机质提高最小,为10%~15%;其次为秸秆还田处理提高了20%;有机肥和化肥配施处理土壤有机质提高效果最显著,为66.38%~92.13%。黑土活性有机质分布规律为高活性有机质、中活性有机质、低活性有机质分别占有机质含量的3.80%~10.28%、1.59%~12.32%、8.71%~27.45%。以撂荒处理为参考土壤,有机肥和化肥配施处理高活性有机质、中活性有机质碳库管理指数高于参考土壤;氮磷钾肥配施处理（NPK）高活性有机质及其高活性有机质碳库管理指数与参考土壤较为接近;单施氮肥处理（N）、施用氮肥和磷肥处理（NP）、施用氮肥和钾肥处理（NK）、施用磷肥和钾肥处理（PK）高活性有机质、中活性有机质及总活性有机质碳库管理指数均低于参考土壤。采用有机肥无机肥配施对提高黑土活性有机质含量,提高土壤碳库管理指数具有比较好的效果。火烧和保留采伐剩余物对土壤有机碳矿化的影响
摘要：采用室内培养法,比较分析了福建三明地区米槠次生林皆伐后火烧、保留采伐剩余物处理对土壤有机碳累积矿化量的影响,分析了土壤有机碳累积矿化量和土壤初始有机碳、微生物生物量碳及可溶性有机碳的关系。结果表明,火烧、保留采伐剩余物处理6个月和18个月后,火烧处理表层0~10 cm土壤有机碳含量较对照处理分别下降了6.0%和1.9%,保留采伐物处理土壤表层有机碳增加了15.6%和25.0%。两次培养中,火烧处理各土层累积矿化量显著低于对照和保留采伐剩余物处理;火烧6个月后,保留采伐剩余物处理各土层累积矿化量显著低于对照,18个月后10~20和20~40 cm土层累积矿化量显著高于对照处理。火烧18个月后,保留采伐剩余物处理各土层累积矿化量显著高于1年前的累积矿化量,分别高57.0%、112.0%和49.9%;火烧和对照处理前后两次培养各土层累积矿化量变化并无明显规律。土壤有机碳累积矿化量与土壤初始有机碳、微生物生物量碳和可溶性有机碳呈显著地线性相关关系（p〈0.05）。营林活动初期,皆伐后保留采伐剩余物措施较火烧能够增加土壤有机碳库,对土壤肥力及后期林木生长有重要的促进作用。碳氮稳定同位素检测能力的验证——2013年实验室间比对分析结果的汇总
摘要：稳定性同位素示踪技术,特别是碳、氮稳定性同位素已广泛地应用于农业化学、地球化学和环境化学。碳、氮同位素比值的质谱检测结果直接关系到示踪试验的可靠性。在目前缺乏富集碳、氮同位素的标准物质的条件下,通过实验室间的比对可以验证各实验室对碳、氮同位素比值检测能力、检测结果的准确性和可比性。我所在2013年组织和实施了一次由全国14个单位的检测实验室共17台仪器参加的农业、生态和环境样品中碳氮百分含量及其稳定性同位素比值的实验室间比对。我所制备了多种被检测的样品,有含碳氮的化学肥料、土壤和植物样品;在稳定性同位素富集度上,有自然丰度的和不同富集程度的同位素样品。除固体样品外,还有3种不同丰度的N2O和CO2气体样品。在进行检测结果的统计和评价时,采用Z比分衡量各实验室检测结果的可信度。本文汇总了2013年实验室间比对的结果。
