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土壤学报 2016年第04期杂志 文档列表

土壤学报杂志综述与评论

腐殖物质特异性及其产生机制821-831

摘要：腐殖物质（HS）是天然有机质的主体,其组成、结构十分复杂。之所以称其为一类物质,就是基于他们具有不同于其形成前体的化学组成与结构特征的共性,或称＂特异性＂,即在腐殖化过程中形成新的化学组合,甚至是＂特异的＂结合方式。但经历近200年的探索,人们对这种＂特异性＂的认识仍然不清楚,并缺少实验上的证据。加之近几年,一些研究结果被不适当的推演,HS的＂特异性＂更加受到质疑。HS到底有无＂特异性＂？＂特异性＂是什么？这涉及HS生物化学的根基,必须进行深入研究和回答。本文对已有的一些研究报道,包括HS的特异性、生物分子单体与HS结构特征的比较、基于生物多样性（进化）的天然生物材料与HS形成、HS形成机理及胡敏酸（HA）、富里酸（FA）形成顺序、矿物黏粒催化与HS形成、异核单量子相干谱（HSQC）和总相关谱（TOCSY）、傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）和C1s软X射线近边吸收精细结构（NEXAFS）同步辐射技术应用等进行综合评述,并提出HS化学进一步研究的方向。

信号分子N-酰基高丝氨酸内酯分析方法研究进展832-844

摘要：细菌能自发产生、释放特定的信号分子,并感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。革兰氏阴性菌的群体感应一般由N-酰基高丝氨酸内酯（Acylhomoserine lactones,AHLs）这类信号分子介导。在简要总结AHLs分子及其衍生物结构的基础上,结合近年来国内外研究进展,对AHLs的提取、鉴定和检测等分析测试方法进行了综述,旨在为建立土壤中AHLs的检测方法以及深入研究AHLs信号分子在土壤中的环境行为奠定基础。

土壤学报杂志新视角与前沿

重新被“激活”的土壤无机碳研究845-849

摘要：荒漠区植被稀疏、土壤有机碳含量低,在全球碳循环研究中,一直被忽略。但2006年前后,若干研究显示干旱荒漠区具有潜在的碳汇功能,一直被认为是死碳的土壤无机碳开始受到关注,长期被忽视的干旱荒漠区无机碳碳循环重新进入人们的视野。后续的研究显示,土壤中的溶解性无机碳并非来自土壤本身的碳酸盐,而是来自土壤空气或大气,是现代碳循环的一个重要环节。土壤温度的变化改变了CO2在土壤溶液中的溶解度,催生出一个日出夜进的＂无机呼吸＂过程。这个＂无机呼吸＂过程在广义干旱、盐碱土区普遍存在;在土壤生物过程微弱的荒漠区,可以主导地-气界面的碳交换。盐碱良过程中溶解性无机碳的淋洗,更可以直接形成储存于地下咸水层的无机碳汇。总之,在生命过程微弱的干旱荒漠区,无机碳过程可以主导地-气界面碳交换与碳汇的形成：尽管这里起关键作用的不是土壤碳酸盐,而是土壤中的溶解性无机碳。

土壤学报杂志研究论文

古人类活动对土壤发育的影响——以河南仰韶村文化遗址为例850-859

摘要：选择在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称文化剖面）和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称自然剖面）,通过分析和比较两个剖面中炭屑、各种氧化物含量和土壤发育指标数值,研究古人类活动对土壤发育的影响。研究结果显示,在古人类用火形成的灰烬层中,炭屑含量达到最大值2.38×105粒g-1,约为自然剖面最高值的12.35倍,这使得Si O2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Mg O和Na2O含量相对减少,均达到最小值,而Ca O、Mn O含量达到最大值,表明古人类用火产生大量含Ca和Mn物质;而在古人类居住形成的文化层中,除Si O2几乎无变化外,其余物质均出现最大值或达到波峰,表明古人类居住活动有利于各种氧化物的富集。文化剖面发育指标数值总体高于自然剖面,在文化剖面内,文化层和灰烬层的上覆和下伏自然土层中各种元素物质含量基本相同,表明古人类活动阻碍了各种元素物质向下迁移和聚集,使下伏自然土层保持在一个相对封闭的环境中,由此推测古人类活动基本阻碍了土壤发育进程。

不同模拟糙度集中水流内红壤团聚体剥蚀特征研究860-868

摘要：研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势,与粒径相比,糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下,随着运移距离的增加,剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势;各运移距离下,7～5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加;5～3 mm和3～1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下,以运移距离等于36 m为例,团聚体与原始团聚体质量比（Wr/Wi）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考,对于完善土壤侵蚀过程模型,具有重要的理论意义。

玉米季横垄坡面细沟侵蚀特征及其影响因素869-880

摘要：通过野外人工模拟降雨试验,开展玉米不同生长期紫色土坡耕地细沟侵蚀特征研究,并分析玉米叶面积、雨强对细沟侵蚀过程的影响。结果表明：随玉米生长期推进,坡面产流时间、跌坎及细沟出现时间总体呈先增加后减少的趋势。苗期、拔节期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为10′59″和15′30″,抽雄期、成熟期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为20′16″和18′58″,玉米苗期坡耕地更易产生细沟侵蚀。苗期细沟形态发育完整,2.0 mm min-1雨强条件下,苗期最长细沟的长、宽、深分别为77.62、6.25和4.04 cm。随玉米生长期推进,细沟侵蚀阶段产流量表现为苗期〉拔节期〉成熟期〉抽雄期,苗期和抽雄期细沟侵蚀阶段产流量分别占玉米季径流总量的30.97%和19.01%,玉米各生长期细沟侵蚀阶段产流率均随降雨时间的推移呈波动上升。细沟侵蚀阶段产沙量表现为苗期〉拔节期〉成熟期〉抽雄期,苗期细沟侵蚀阶段产沙量显著高于其他生长期,玉米各生长期细沟侵蚀产沙率均随降雨时间呈波动变化。玉米季坡耕地细沟侵蚀产流量与雨强呈极显著正相关,产沙量与玉米叶面积指数呈显著负相关,产流率、产沙率与叶面积指数和雨强的回归方程均达极显著水平。

南方红壤丘陵区土壤侵蚀-沉积作用对土壤酶活性的影响881-890

摘要：土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制,有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征,揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系,并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明：沉积区绝大多数土层土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）、可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次,侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层（0~30 cm）土壤表现较为明显,随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系（p〈0.01）。此外,偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子,其解释量达7.5%,侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。

红壤区土壤有机碳时间变异及合理采样点数量研究891-900

摘要：相对于土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）空间变异性及合理采样点数量的研究,其时间变异性及揭示特定时段SOC变化所需采样点数量的研究较少。选择红壤丘陵区的江西省余江县为研究区,分析了1982—2007年SOC含量的时间变异特征,并估算了揭示该时段SOC变化所需土壤采样点数量。结果表明,1982—2007年SOC含量均值由14.18增至16.27 g kg-1,增幅为14.74%,其变异系数则由0.22上升为0.44。各土地利用方式中,水田和林地SOC含量分别增加了2.93和3.12g kg-1,而旱地则降低了2.55 g kg-1;同时各利用方式的SOC含量变异系数均出现较大幅度的提高。基于两时段的全部样点,在95%和90%置信区间上,计算得到揭示该时段全县SOC时间变异所需的采样点数量分别为186和147。基于各土地利用方式的SOC变化,计算得到水田、旱地和林地所需采样点数量分别为68、44和144（95%置信区间）及54、34和112（90%置信区间）;揭示旱地SOC变化所需采样点数量应为水田的60%以上,而林地所需样点则为水田的2倍以上。该研究结果可为红壤区SOC时间变异性及其调查采样提供参考。

澧阳平原古水稻土有机质红外光谱特征901-908

摘要：澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象,采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定,分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明,古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物,有机质对古水稻土官能团影响很大,其中,古水稻土中波数1 882 cm-1（烯烃碳）在去有机质后吸收峰弱化;古水稻土中波数为1 631～470 cm-1段,逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加,卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知,古水稻土与现代耕作水稻土相差不大,在去有机质后,波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。

基于光谱分类的土壤盐分含量预测909-918

摘要：基于相似土壤组分和光谱特征,利用土壤光谱反射率数据和曲线特征来进行土壤光谱分类,同时充分挖掘有效信息是光谱分析的重要应用方向之一。借助模糊k-均值聚类方法将土壤光谱数据分成四个类别（分类前先将原始光谱进行范围归一化处理）,比较分析了不同类型土壤在光谱分类前后的高光谱特征,然后利用Kennard-Stone法将各类别样本划分为建模集和预测集,将预处理后的建模集光谱数据作为输入量,采用偏最小二乘回归法（PLSR）方法建立全局和各自类别的盐分预测模型。结果表明：光谱分类建模较按土壤系统分类建模和全局建模的精度有明显提高,其预测模型总体的预测决定系数RP2、预测均方根误差RMSEP、相对分析误差RPD和RPIQ（样本观测值三四分位数Q3与一四分位数Q1之差与RMSEP的比值）四个指标分别从0.664、1.219、1.733和1.461提高至0.818、1.132、2.356和2.422,其中RPD提高幅度达23.13%,四个类别所建模型RPD均大于2.0,可以对土壤含盐量进行较为精确的定量研究。研究结果为利用大样本光谱数据建立大尺度区域的盐分等土壤属性预测模型提供一种新的思路和方法。

AMF和PGPR修复甲胺磷污染土壤的效应919-929

摘要：丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）和根围促生细菌（plant growthpromoting rhizobacteria,PGPR）能降解有毒有机物,但分解土壤中残留甲胺磷农药尚未见报道。本试验旨在测定AMF和PGPR矿化甲胺磷的效应。试验设甲胺磷0、50、100和150μg g-1下,对番茄（Lycospersicon esculentum,品种金冠）接种AMF Glomus mosseae（Gm）、Glomus etunicatum（Ge）、PGPR Bacillus subtilis（Bs）、Bacillus sp.B697（Bsp）、Pseudomonas fluorescens（Pf）、Gm＋Bs、Gm＋Bsp、Gm＋Pf、Ge＋Bs、Ge＋Bsp、Ge＋Pf和不接种对照,共48个处理。结果表明,接种Gm显著增加了根区土壤和根内PGPR定殖数量,而Pf处理显著提高了AMF侵染率,表明Gm与Pf能够相互促进。甲胺磷100μg g-1水平下,Gm＋Pf处理的番茄株高显著高于其他处理,地上部干重显著高于其他处理（Ge＋Pf除外）,根系干重显著高于对照、PGPR各处理和Ge处理;而根内甲胺磷浓度则显著低于其他处理,茎叶中的则显著低于其他处理（Gm＋Bs、Gm＋Bsp和Ge＋Pf除外）。AMF、PGPR或AMF＋PGPR处理均显著降低番茄体内甲胺磷浓度。甲胺磷50～100μg g-1水平下,Gm＋Pf显著降低根区土壤中甲胺磷残留量,矿化率达52%～60.6%。AMF和PGPR显著提高了根区土壤中甲胺脱氢酶活性,其中以Gm＋Pf组合处理的酶活性最高。表明AMF和PGPR均能促进土壤中残留甲胺磷的降解,Gm＋Pf是本试验条件下的最佳组合。

内蒙农牧交错带地区土地利用方式和施肥对土壤碳库的影响930-941

摘要：内蒙武川是我国典型的内蒙农牧交错带地区,土地利用方式转变和施肥是影响该地区农业生产和土壤碳储量的重要人类活动。选取内蒙武川地区,针对不同土地利用方式（耕地、退耕还林/还草）和施肥措施（化肥、有机肥）的长期定位试验土壤,分析土壤有机碳（SOC）、土壤无机碳（SIC）和全氮（TN）含量和储量,结合13C和15N稳定同位素方法,研究土地利用方式和施肥措施对于该地区土壤碳氮转化的影响规律。研究表明,退耕还灌/还草后,SOC储量较耕地均有显著提高（提高幅度0.60～0.98 Mg hm-2 a-1）,SIC储量也增加或保持相同水平（柠条地除外）。相比不施肥处理,施用有机肥能显著增加SOC（1.08～1.19 Mg hm-2 a-1）,施化肥处理则会降低SIC（0.06～0.16 Mg hm-2 a-1）,且主要影响次生碳酸盐。施肥SIC中原生碳酸盐比例（0～23%）低于自然土壤（3%～29%）。施肥措施对于土壤碳氮的转化强度远大于土地利用方式的改变。对于内蒙等干旱半干旱地区土壤,土地利用和施肥措施对于土壤有机和无机碳的影响应该在区域固碳管理中给予全面考虑。

外源新碳在不同肥力土壤中的分配与固定942-950

摘要：外源新碳加入土壤后,传统技术尚无法区分其与原土壤有机碳的不同。利用13C稳定同位素方法,通过室内培养实验,探讨玉米秸秆和根茬添加到不同肥力水平土壤后外源新碳在土壤中分配与固定的差异。结果表明：（1）低肥土壤添加叶28 d后土壤有机碳（SOC）含量高于添加根和茎的;高肥土壤添加叶在整个培养期间（1～180 d）SOC含量都高于添加根和茎;两种肥力水平土壤在添加玉米根、茎、叶180 d后SOC含量均接近相等。（2）玉米根、茎、叶的添加对SOC中外源新碳含量以及残体残留率的影响不同,28 d前低肥土壤外源新碳含量高于高肥土壤,28 d后结果与之相反;低肥土壤在培养28 d后添加根的残留率比添加茎和叶的低,高肥土壤在培养7 d后添加叶的残留率比添加根和茎的低。以上结果表明,外源新碳在土壤中的固定受其来源和土壤肥力水平的影响与制约。

灌漠土上连续间作对作物生产力和土壤化学肥力的影响951-962

摘要：间套作是我国传统农业的精髓,是发展生态农业的重要措施之一,在我国乃至世界的现代农业中仍然占有一定的地位。然而,长期间套作条件下的土壤肥力变化研究较为缺乏。在甘肃武威连续6年（2009—2014年）进行定位试验,采用两因素试验设计,主因素为三个施磷水平（0、40和80 kg hm-2）,副因素为9种种植模式（蚕豆/玉米、大豆/玉米、鹰嘴豆/玉米和油菜/玉米间作,蚕豆、大豆、鹰嘴豆、油菜和玉米单作）,分别在第5年（2013年）和第6年（2014年）测定体系生产力和土壤肥力的主要化学指标,旨在明确连续间作条件下土壤肥力的变化。结果表明：1）三个施磷水平平均下,间作显著提高体系籽粒产量,鹰嘴豆、蚕豆、大豆和油菜与玉米间作体系平均产量比对应单作分别高出38.2%、32.6%、34.0%和38.4%;2）与单作相比,间作种植显著提高了土壤有机质含量;3）施磷及种植方式对土壤全氮含量均无显著影响;4）间作种植与单作相比在2013年分别显著降低土壤Olsen P含量5.2%、6.9%、15.9%和11.3%,2014年间作相对于单作土壤Olsen P无显著变化;5）间作显著降低土壤速效钾含量,2年平均下降10.3%、14.1%、8.5%和13.2%;6）施磷和作物组合以及间作均未显著改变土壤p H。总之,连续种植5—6年,间作相对于单作仍能提高体系作物籽粒产量,施磷也能提高体系籽粒产量,80 kg hm-2施磷量时产量达到最高;间作有增加土壤有机质,降低土壤Olsen P和速效钾含量趋势,土壤全氮和p H未受到施磷和间作的影响。表明在合理的施肥条件下,间套作不仅相对于单作提高了作物产量,还能够增强农田生态系统的可持续性。

免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素的去向研究963-971

摘要：采用田间微区试验,以15N标记的玉米秸秆为研究对象,研究了免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素经过4个生长季后的作物累积利用率、在土壤（0~60 cm）的残留率以及损失情况。试验共设2个处理：TS1为第1年15N标记秸秆覆盖还田,此后秸秆不还田;TS2为第1年15N标记秸秆覆盖还田,此后每年以非标记秸秆还田。结果表明：经过4个生长季后,两个处理间的玉米籽粒、秸秆的累积产量及总氮素吸收量的差异均不显著。在TS1处理中,秸秆氮素在籽粒和秸秆中的累积回收率分别为14.2%和6.7%,并分别高于TS2处理的12.4%和5.8%。与作物的累积回收率相比,更多的秸秆氮素被保持在土壤中。在TS1和TS2处理中,秸秆氮素在土壤中的残留率分别为40.9%和73.8%,而损失率分别为38.6%和8.1%。与TS1处理相比,TS2处理中较高的土壤微生物生物量碳和氮以及较低的矿质态秸秆氮的含量,说明连续秸秆还田在一定程度上提高了最初还田秸秆氮素在土壤中的微生物固持并降低了秸秆氮素的淋失风险,从而显著提高秸秆氮素在土壤-植物系统中的总回收率。因此,在温带农田生态系统中,长期的免耕结合秸秆覆盖还田可促进秸秆氮素的积累,这对提高和保持土壤氮素含量和稳定性具有重要的意义。

黄土不同粒级稀土元素分布特征及其制约因素972-984

摘要：对宁镇地区下蜀黄土和北方黄土高原黄土进行系统的分粒级稀土元素（REE）地球化学特征对比研究,结果表明：（1）无论是北方黄土还是下蜀黄土,REE分布均存在明显的粒级效应：北方黄土的REE主要在细粒端（〈4μm）富集,粗粒端（〉64μm）富集不明显;下蜀黄土在细粒端（〈4μm）和粗粒端（〉64μm）均呈明显的REE富集特征,且粗粒端的富集更加显著;（2）北方黄土和下蜀黄土在细粒端（〈4μm）的REE富集主要由风化成壤作用所控制,细粒组分中富集重稀土（HREE）的特征可能与Fe-Mn氧化物对HREE的专性吸附作用有关;（3）下蜀黄土在粗粒端（〉64μm）则主要以富集轻稀土（LREE）为主,这可能与下蜀黄土母质来源中多近源的区域性特征矿物（榍石等副矿物）有关,揭示下蜀黄土中的粗颗粒物质可能主要来源于近距离搬运。〉64μm可能是凸显下蜀黄土和北方黄土REE差异的敏感粒级,该粒级中LREE富集与否是区别两者的有效标志,这为REE应用于黄土的物源示踪研究提供了新途径。

黑土锌有效度的物理化学研究法985-994

摘要：锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素,研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象,采用物理化学研究法,分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明,长期不施肥黑土有效锌（DTPA-Zn）含量可达1.96 mg kg-1,长期施肥可显著增加黑土交换态Zn和无定型氧化铁结合态Zn含量,从而显著提高黑土有效Zn含量,可增至3.3 mg kg-1,对土壤全Zn未有明显增加;配施有机肥可显著增加矿物态Zn以外其他各形态Zn含量,土壤有效锌含量随有机肥施用量增加而逐渐增加,最高可达14.5 mg kg-1。长期施肥使土壤酸化从而降低了黑土对Zn2＋的吸附强度和容量,且其吸附的Zn2＋更易解吸出来,配施一定量有机肥处理虽未能减缓土壤酸化,可在一定程度上增加土壤对Zn2＋的吸附强度与容量,但其吸附的Zn2＋更难以解吸。总体黑土有效锌含量相对较高,对Zn2＋吸附强度和容量均较高,但随着施肥引起土壤酸化而降低其对Zn2＋吸附强度和容量。

外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应研究995-1002

摘要：系统分析了黑麦草幼苗在0.2、0.4、0.6和0.8 mmol L-1水杨酸分别与150 mmol L-1 Na Cl盐胁迫复合作用下的生长指标与生理生化指标特征,探究了外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应。结果表明：施加不同浓度的外源水杨酸均能够显著缓解盐分对黑麦草幼苗的胁迫效应,盐胁迫下施加外源水杨酸,可使得黑麦草幼苗株高,地上、地下部分鲜重和干重均相对增加;加强了植物体内抗氧化酶系统,表现为超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性显著提高;减弱了细胞膜脂过氧化作用并降低了质膜破坏程度,表现为细胞质膜透性和丙二醛含量均显著降低。0.6 mmol L-1是所设置的浓度梯度中最佳的水杨酸施用浓度;与单独150 mmol L-1 Na Cl盐胁迫相比,黑麦草幼苗株高增加43.38%,地上部分鲜、干重分别增加37.92%和31.36%,地下部分鲜、干重分别增加25.46%和15.32%;胁迫处理第3天,SOD活性增加17.20%,第9天,丙二醛（MDA）含量降低27.60%。