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土壤学报
中国土壤学会
土壤学报

中国土壤学会

蔡祖聪

双月刊

0564-3929

actapedo@issas.ac.cn

025-86881237

210008

南京市北京东路71号

土壤学报/Journal Acta Pedologica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊主要刊登土壤科学及相关领域（如植物营养科学、肥料科学、环境科学、国土资源和农业可持续发展等）中具有创造性的学术论文、研究简报、前沿问题综述与评论、问题讨论等。为中文（含英文摘要和关键词）核心期刊，为《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国21世纪议程管理中心信息源数据库》等的来源期刊和《中国期刊网》、《中国学术期刊（光盘版）》、《万方数据系统科技期刊群》的收录期刊，该刊在国际上也有一定影响，被CA、PЖ、CAB系列及FAO Agris AGRINDEX等收录，多次被评为优秀期刊，国内外发行。
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    基于力学参数解析黄土高原典型草地的土壤分离能力研究

    马建业马波佘芳涛王晨光...
    1009-1020页
    查看更多>>摘要：为解析黄土高原地区典型草地土壤分离能力变化的力学机制，选择代表性的须根系和直根系草地作为研究对象，基于室内径流冲刷试验，估算了相对土壤分离能力(RSD)，测定了土壤抗剪强度和根系抗拉力，并基于Wu氏模型估算了根系黏聚力(Cr)。结果表明，须根系草地的RSD较直根系草地显著低77。27％，而Cr较直根系草地高14。84％。直根系草地的Cr对RSD的表达效果优于根长密度，而须根系草地效果差异不明显。RSD与200 KPa正应力下抗剪强度(τ200)的相关性优于其他正压力。根土复合体中，Cr对土壤分离的效应强于τ200。通过根土复合体力学参数能够有效预测直根系草地的土壤分离能力，但对于须根系草地的预测还需进一步探究。研究结果可为黄土高原根系减蚀机理的完善提供参考。

    黄土高原草地土壤分离根系黏聚力Wu氏模型

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    砖红壤中铬的溶出和外源三价铬的氧化转化

    施杨潇潇姜军李科伟徐仁扣...
    1021-1030页
    查看更多>>摘要：砖红壤铬(Cr)的背景值和锰氧化物的含量均较高，当土壤中Cr溶出或者受到Cr(Ⅲ)污染，可能被氧化生成毒性较高的Cr(Ⅵ)，从而对周围环境造成威胁。为考察砖红壤中Cr的环境风险，以云南、海南和广东采集的部分砖红壤为对象，研究土壤中Cr的溶出和外源Cr(Ⅲ)的氧化。连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠法提取和电子探针扫描分析的结果表明，砖红壤中的Cr主要与铁氧化物和硅酸盐矿物结合，呈非活性状态。盐酸和柠檬酸的酸化和络合作用促进了 Cr的溶出，但即使1 mol·L-1的盐酸也仅使海南3和广东9砖红壤中3。68％和3。54％的Cr溶出。向砖红壤中添加Cr(Ⅲ)并培养42 d，发现少量添加的Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)，但不同土壤中Cr(Ⅵ)的生成量与亚锰的净产生量不一致，说明土壤中Cr(Ⅲ)氧化生成的Cr(Ⅵ)可能会被土壤有机质重新还原为Cr(Ⅲ)。去除土壤有机质后，一次平衡实验中观察到外源添加的Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)，氧化量与土壤易还原锰的含量一致。随着溶液pH的增加，Cr(Ⅲ)的氧化量呈先上升后降低的趋势，在pH 4。5时Cr(Ⅲ)氧化量达最大值，但Cr(Ⅲ)的氧化转化量在Cr(Ⅲ)添加量中的占比很小，外源Cr(Ⅲ)在土壤中氧化转化的风险也很低。虽然砖红壤的背景Cr和易还原锰的含量较高，但自然条件下Cr的溶解和Cr(Ⅲ)的氧化反应很难发生，Cr(Ⅲ)不易转化为Cr(Ⅵ)，因此无需过度担忧砖红壤中Cr的环境风险。

    砖红壤背景铬土壤铬溶解Cr(Ⅲ)氧化铁锰氧化物

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    三江源地带性土壤铁(铝)键合碳分布特征

    周少龙李月梅张志春甄国赟...
    1031-1041页
    查看更多>>摘要：为了解青藏高原腹地天然草地土壤稳定性碳储量，掌握其固碳能力和增汇潜力，将三江源地区土壤按地域空间和3种典型草地类型进行划分，以活动层土壤为对象，进行土壤总有机碳(TOC)及铁(铝)键合碳[Fe(Al)-C]分析，并与地理、气候资料建立关系模型，反演近60年(1961-2020年)时空变化规律。结果表明:(1)三江源地区Fe(Al)-C平均含量6。07 g·kg-1，[Fe(Al)-C]/TOC平均16。87％，其含量分布地带性特征明显，中、东部地区显著高于西部地区(P＜0。05);(2)3种草地类型Fe(Al)-C含量在2。35～8。81 g·kg-1之间，[Fe(Al)-C]/TOC为11。99％～20。52％，高山灌丛草甸和高寒草甸均显著高于高寒草原(P＜0。05);3种高寒草地Fe(Al)-C与TOC呈极显著正相关(P＜0。01);(3)模拟数字化制图结果显示，近20年(2001-2020年)三江源地区Fe(Al)-C分布面积变化相比过去两个时段(1961-1980年和1981-2000年，其含量≥5。75 g·kg-1的分布面积平均增加了1。64％)，整体处于碳汇状态，三江源地区土壤铁(铝)键合碳在土壤稳定中的固碳潜力不容忽视。

    三江源青藏高原铁(铝)键合碳土壤碳库稳定性时空演变气候变化

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    江苏水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价

    季国军纪洪亭程琨刘满强...
    1042-1054页
    查看更多>>摘要：系统分析水稻不同种植方式碳足迹及经济效益对水稻生产碳减排和发展低碳农业具有重要意义，目前在省级尺度上关于不同水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价的研究尚少见报道。基于江苏水稻农情调查数据，利用生命周期评价方法定量分析江苏水稻不同种植方式碳足迹及经济效益。结果表明，2016-2020年不同水稻种植方式单位面积碳足迹为11。28～14。39 t·hm-2，单位产量碳足迹为1。30～1。52 kg·kg-1，单位产值碳排放为0。49～0。58 kg·yuan-1，单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位产值碳足迹从大到小依次为抛秧水稻或手插水稻、机插水稻、直播水稻。机插水稻和手插水稻生产单位面积碳足迹随年份的增加呈下降趋势。机插水稻、手插水稻和直播水稻单位产量碳足迹随年份的变化呈下降趋势。不同水稻生产种植方式碳足迹中占比最大的是稻田甲烷排放，其次为氮肥施用导致的碳足迹、稻田氧化亚氮排放和灌溉用电导致的碳足迹。氮肥和灌溉用电是影响不同水稻种植方式碳足迹差异的主要驱动因素。不同水稻种植方式总收益为2。51×103～2。75×103yuan·hm-2，资源投入成本为1。88×103～1。99×103yuan·hm-2，碳排放成本为0。20×103～0。25×103yuan·hm-2，考虑碳排放的净收益(NI-CO2)为0。39×103～0。64×103yuan·hm-2。机插水稻NI-CO2低于其他三种水稻种植方式，这与机插水稻较高的总收益和较低的资源投入成本和较低的碳排放成本有关。综上所述，仅考虑碳排放，直播水稻是最为低碳的水稻种植方式，综合碳排放和经济效益，机插水稻优于手插、直播和抛秧水稻。

    水稻种植方式碳足迹经济效益生命周期评价

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    水稻土好氧甲烷氧化菌对大气CO2浓度升高的适应规律

    曹伟伟严陈钟文辉朱春梧...
    1055-1065页
    查看更多>>摘要：CH4是仅次于CO2的第二大温室气体，而稻田是CH4的主要排放源，未来大气CO2浓度升高情景下(elevated CO2，eCO2)，水稻土好氧甲烷氧化过程及其功能微生物群落适应规律尚不清楚。依托中国FACE(Free Air CO2 Enrichment)水稻田试验平台，通过13C-CH4示踪的室内微宇宙培养实验，采用稳定性同位素核酸探针(DNA-S1P)和高通量测序技术，研究未来大气CO2浓度升高对水稻土甲烷氧化活性及其功能微生物的影响规律。结果表明:与常规大气CO2浓度(ambient CO2，aCO2)相比，eCO2条件下的甲烷氧化活性显著增加，从243 nmol·g-1 d。w。s·h-1增加至302 nmol·g-1 d。w。s·h-1，增幅高达24。3％，甲烷氧化菌数量则增加了 1。1倍～1。2倍。通过超高速离心获得活性甲烷氧化菌同化13CH4后合成的13C-DNA，高通量测序发现，未来大气CO2升高情景下水稻土活性好氧甲烷氧化微生物群落极可能发生明显演替，与对照相比，类型Ⅰ甲烷氧化菌甲基杆菌属Methylobacter的相对丰度增加16。2％～17。0％，而甲基八叠球菌属Methylosarcina的相对丰度下降4。7％～11。1％;同时刺激了食酸菌属Acidovorax和假单胞菌属Pseudomonas等非甲烷氧化菌的活性。综上所述:未来大气CO2升高情景下，水稻土好氧甲烷氧化微生物群落结构发生分异，促进了甲烷氧化通量，而甲烷氧化的代谢产物可能引发土壤中微生物食物网的级联反应，是土壤碳储存和周转的重要功能微生物群。

    大气CO2浓度升高水稻土甲烷氧化菌稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)高通量测序

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    大气CO2浓度升高和温升对水稻纹枯病侵染后的相关蛋白和防御酶的影响

    沈敏蔡创宋练张继双...
    1066-1076页
    查看更多>>摘要：纹枯病(sheath blight)作为一种土传病害，其发生和发展严重威胁到水稻(Oryza sativa L。)的生产。目前，大气CO2浓度([CO2])和温度升高如何影响感病植株内病程相关蛋白(pathogenesis related proteins，PR蛋白)和防御酶尚不清楚。本研究以纹枯病易感品种(Lemont)和抗性品种(YSBR1)为实验材料，利用田间开放式自由大气[CO2]和温度升高(T-FACE)平台设置四个处理:对照、[CO2]升高([CO2]升高至590 μmol·mol-1)、温升(冠层温度升高2℃)及[CO2]升高和温升交互，通过人工接种Rhizoctonia。solani，探究不同抗性品种叶片和茎鞘PR蛋白与防御酶活性，以及土壤基本理化性状的响应。研究结果表明:高[CO2]和温升下耕作土制成的土壤浸提液培养基中R。solani生长速率无显著差异，接种R。solani后病斑发展速率与土壤基本理化性状无关。水稻植株感病后，两个品种叶片和茎鞘中PR蛋白和相关防御酶表现出明显差异，且在高[CO2]和温升条件下，该差异进一步增大。对于茎鞘中的PR蛋白和防御酶，高[CO2]和温升交互处理明显增加Lemont和YSBR1茎鞘中过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1，3-葡聚糖酶(GLU)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。对于两个水稻品种，当R。solani入侵后，在各处理下，YSBR1叶片中PR蛋白和相关防御酶以及茎鞘中SOD和CAT活性均显著高于Lemont，且YSBR1病斑发展速率显著低于Lemont。在整个发病过程中，温升处理及其与高[CO2]互作处理均显著增加易感品种Lemont的病斑发展速率(增加了 21％～45％)，而对抗性品种YSBR1的病斑发展速率无显著影响。相关性分析结果表明，各处理下Lemont和YSBR1植株纹枯病病斑的发展速率均与其茎鞘中GLU活性存在显著正相关。因而，在R。solani侵染后，抗病品种中较高的PR蛋白和防御酶活性形成的防卫反应，能够有效减轻未来高[CO2]和温升条件对纹枯病病斑发展速度的影响。研究结果对选育纹枯病抗性品种来适应未来气候变化背景下的水稻生产提供重要的借鉴意义。

    水稻纹枯病病程相关蛋白防御酶大气CO2浓度升高温升

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    磷石膏改良滨海盐土效果及对小麦生长的影响

    吴洪生陈小青马文舟王晓云...
    1077-1087页
    查看更多>>摘要：江苏滨海盐土(盐碱土)约66。22万公顷，大多未开发利用，主要因为含盐量很高，迫切需要进行改良。本试验采用田间试验方法，利用磷肥厂副产物磷石膏进行盐(碱)土改良试验。试验设置不施肥、不施用磷石膏、单施复合肥、施用复合肥+磷石膏不同用量等8个处理进行。结果表明，施用磷石膏可以降低盐碱土土壤pH，与不施用磷石膏的对照相比，施用磷石膏后表层0～20 cm 土壤pH下降0。07～0。40个单位，碳酸氢根离子下降15。81％～43。53％;土壤钠离子浓度下降17。25％～89。83％，土壤钾离子含量增加8。17％～384。90％，土壤钙离子含量增加59。51％～1 977。72％，土壤有机质增加4。51％～19。50％。施用磷石膏处理小区小麦叶片全氮含量较不施磷石膏处理增加7。85％～26。21％，叶片全磷含量增加5。02％～35。97％;小麦增产11。41％～45。26％。滨海盐土及盐碱土可以采用磷石膏进行改良，有较好的改良效果。综合考虑，以处理为30％复合肥1 050 kg·hm-2+磷石膏1 125 kg·hm-2和30％复合肥1 050 kg·hm-2+磷石膏2 250 kg·hm-2处理效果最好。

    滨海盐土磷石膏改良小麦理化性状增产

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    天然腐殖质材料对低品位磷矿粉水溶性磷的促释效果

    杨强张丛志张佳宝陈卓...
    1088-1098页
    查看更多>>摘要：低品位磷矿开发应用困难的关键问题在于其活化释放困难以及磷素在土壤中易被固定。将不同添加量的天然腐殖质材料及其衍生物作为促释材料，采用连续水浸提法、X-射线衍射以及红外光谱分析了促释材料对低品位磷矿粉的水溶性磷释放特性以及磷矿粉的结构与成键变化的影响，并通过盆栽试验进一步验证磷矿粉与促释材料在最优配比下的生物肥效。结果表明:随着促释材料添加量的提高，水溶性磷的释放也呈现增加趋势，当天然腐殖质材料和HNO3处理天然腐殖质材料分别与低品位磷矿粉混合的质量比为20:80时，5次水溶性磷释放总量分别为对照处理的1。54倍和1。72倍。X-射线衍射分析结果表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后，P2O5和Ca(PO3)2对应的特征衍射峰出现显著下降。红外光谱分析结果表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后，可明显看到位于966 cm-1处PO43-对称伸缩振动v1吸收峰消失，同时位于1 127、673和612 cm-1处PO43-非对称伸缩振动v3吸收峰、H2PO4相关吸收峰和HPO42-相关吸收峰强度均显著下降。盆栽试验进一步表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料作为一种优质有机物料按照6 g·kg-1或9 g·kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按照20∶80的质量比混合后可显著提升土壤的有效磷含量，同时可快速提升土壤有机质含量。天然腐殖质材料按9 g·kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20∶80的质量比混合，在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较对照处理增加了 29。86％、29。47％、36。48％，土壤有机质分别较CK增加34。16％、8。05％、47。40％。HNO3处理天然腐殖质材料按9 g·kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20∶80的质量比混合，在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较CK增加了 36。97％、94。44％、34。51％，土壤有机质分别较CK增加27。29％、14。57％、45。41％。天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料呈酸性、高比表面积、腐殖质含量高、活性官能团数量多等特性是提升低品位磷矿粉的水溶性磷和土壤有效磷含量的主要原因。

    天然腐殖质材料低品位磷矿粉水溶性磷有效磷扫描电子显微镜红外光谱X-射线衍射

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    叶面喷施山梨醇螯合钾对花生产量及根际土壤微生物群落的影响

    孙伟张欢洋魏倩倩曾凡鹤...
    1099-1110页
    查看更多>>摘要：中国农用钾肥严重依赖进口，通过改变钾元素的存在形态进一步提高钾的利用效率，具有重要现实意义。以花生(品种为花育22)为供试作物，2020-2021年连续进行了两季大田试验，采用完全随机区组设计，考察自由离子态钾(无机盐钾)与山梨醇螯合态钾对花生产量、干物质积累量、钾积累量以及花生根际土壤细菌群落结构的影响。在常规施肥基础上进行花生不同生育期喷施试验，设置清水对照(CK)、无机钾(IK)、山梨醇混合无机钾(MK)、山梨醇螯合钾(SK，自制)和市售螯合钾(LK，国外产品)5个处理。结果表明，叶面追施钾肥可显著提高花生产量，与IK或LK处理相比，SK处理两年平均增产率分别提高18。9％、14。97％，产量构成要素百仁重、百果重、饱果率均得到显著提升;山梨醇螯合钾处理的花生植株干物质积累量、钾积累量均得到显著提高，说明自制山梨醇螯合钾能够促进钾营养元素在植株中的分配。与其他处理相比，山梨醇螯合钾处理增加了花生根际土壤微生物多样性与丰富度。相关性分析表明，产量的增加与钾元素吸收、分配及根际微生物变化显著相关。综上，在相同的施钾水平上，与无机盐钾形态相比，山梨醇螯合钾更能促进花生植株对钾素的吸收和积累，综合表现为产量的增加。该研究结果可为提高钾肥利用效率提供理论及实际参考。

    花生无机钾山梨醇螯合钾产量钾积累根际土壤微生物群落

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    根际溶铁细菌与AM真菌协同提高石灰性土壤铁有效性的机制研究

    彭海英邵雅东栗晗李培根...
    1111-1122页
    查看更多>>摘要：石灰性土壤普遍存在铁有效性低导致的植物缺铁黄化现象，严重影响农业可持续发展。筛选高效溶铁细菌并探讨其与菌根真菌(AMF)协同提高土壤有效铁含量、改善植物铁营养机制具有重要意义。以石灰性土壤和番茄(Lycopersicon esculentum)为试材进行盆栽试验，分别接种 Advenella kashmirensis(B1)、Arthrobacter cupressi(B2)、Klebsiella variicola(B3)、Variovorax guangxiensis(B4)和 Enterobacter ludwigii(B5)5 株细菌，以不接菌处理为对照(CK)，筛选出高效溶铁菌株B1、B2和B3。将其与纯培养得到的AM真菌孢子(Rhizoshagu irregularis，Ri)组合，设置单独接种AM真菌(Ri)、单菌与Ri(B1+Ri、B2+Ri和B3+Ri)、菌群与Ri(B1+B2+B3+Ri)共接种处理，进一步探究单菌及菌群与AMF协同促进石灰性土壤难溶性铁的活化和促进植物铁吸收的机制。结果表明:(1)与对照相比，接种B1、B2和B3能够显著促进番茄生长，根系和地上部全铁积累量分别提高6。48倍和2。61倍(B1)、4。11倍和2。03倍(B2)、4。37倍和2。25倍(B3);新叶活性铁含量分别提高74。21％、1。33倍和1。75倍。(2)与单接AMF相比，不同共接种组合显著增加番茄生物量，各部位平均全铁积累量显著提高58。32％～119。43％，其中B3+Ri处理、B1+B2+B3+Ri处理下番茄根系活性铁含量分别提高41。47％和44。30％、新叶活性铁含量分别提高12。61％和12。77％。不同共接种组合处理显著提高AM真菌的菌根侵染率，较单接AM真菌处理提高13。35％～30。99％;根系铁还原酶活性增加9。86％～22。07％，根系LeFIT1、LeFRO2和LeMYB72基因表达显著上调。与单接AM真菌相比，B3+Ri和B1+B2+B3+Ri处理下根际土壤pH分别降低0。21和0。09，土壤有效铁含量分别提高15。78％和55。23％。综上，AM真菌与3株高效溶铁细菌的协同作用可显著提高石灰性土壤铁有效性并改善植物铁营养，不同类型溶铁细菌与AMF的协同作用机制不同，为解决石灰性土壤铁有效性低的问题提供了微生物途径。

    AM真菌溶铁细菌土壤有效铁土壤pH活性铁铁营养

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