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新疆不同连作年限棉田土壤健康评价
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作者 陈逸朋 李鑫 +6 位作者 王军 葛体达 薛娜娜 李方方 黄敏 黄亚萍 张文菊 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第1期112-124,共13页
【目的】从土壤性质和微生物群落结构评价新疆地区连作棉花土壤的健康状况,为该区棉花连作生态防治和土壤健康管理提供科学依据。【方法】采集了新疆喀什地区伽师县连作年限在5、7、12、20、25、30年的棉田土壤样品,分析土壤理化性质、... 【目的】从土壤性质和微生物群落结构评价新疆地区连作棉花土壤的健康状况,为该区棉花连作生态防治和土壤健康管理提供科学依据。【方法】采集了新疆喀什地区伽师县连作年限在5、7、12、20、25、30年的棉田土壤样品,分析土壤理化性质、胞外酶活性、微生物群落组成和真菌病原体丰度,运用主成分分析法构建最小数据集,以土壤健康指数面积法(SHI-area)评估土壤健康状况,并探讨植物病原体与土壤健康之间的关联性。【结果】随着连作年限的增加,棉田土壤电导率和盐度呈升高趋势,微量元素铁和锰以及与碳、氮和磷循环相关的β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、亮氨酸氨基肽酶和碱性磷酸酶活性随着连作年限的增加而增加。土壤微生物多样性受连作年限的显著影响,其中在连作7年的棉田土壤微生物α多样性较低。经主成分分析筛选,得到全氮、β-葡萄糖苷酶、有效锰、盐度和真菌α多样性(Simpson指数) 5个指标为土壤健康评价的最小数据集。基于该数据集计算得到的土壤健康指数,随连作年限的增加呈先下降(SHIY7=0.07)再逐渐恢复的趋势,在20年恢复到最高点(SHIY20=0.53),但没有超过连作5年时的水平(SHIY5=0.58)。植物真菌病原体丰度与最小数据集计算的土壤健康指数之间呈显著负相关(y=-0.0727x+0.561,R2=0.46,P=0.002)。相关分析表明,全氮含量是影响植物病原体丰度的极显著因素(R=-0.912,P<0.001),真菌优势属Pseudogymnoascus、Gymnoascus和Canariomyces丰度与土壤健康指数呈显著负相关性(R<-0.612,P<0.01)。【结论】土壤健康指数在连作初期不断下降,之后虽然有所恢复,但仍未达到连作5年的水平。土壤全氮、盐度、有效锰、β-葡萄糖苷酶和真菌多样性是评价土壤健康状况的关键指标。植物病原体数量受全氮的抑制而降低,全氮含量随着连作年限的增加,是土壤健康指数恢复性提升的最显著影响因子。电导率和盐度的不断提升也是需要关注并检测的一个指标。 展开更多
关键词 棉花连作 土壤养分 胞外酶活性 微生物群落 土壤健康指数
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施用生物炭对土壤养分有效性和离子交换性能影响的整合分析 被引量:14
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作者 冉继伟 齐昕 +4 位作者 武栋 黄敏 蔡泽江 黄亚萍 张文菊 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1449-1459,共11页
为准确评估施用生物炭对土壤养分有效性及交换性盐基离子的影响,通过收集2000—2020年发表的文献,获得不施生物炭(空白无添加)和单施生物炭648组匹配数据、不施生物炭和生物炭配施化肥430组匹配数据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方... 为准确评估施用生物炭对土壤养分有效性及交换性盐基离子的影响,通过收集2000—2020年发表的文献,获得不施生物炭(空白无添加)和单施生物炭648组匹配数据、不施生物炭和生物炭配施化肥430组匹配数据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,分析了不同方式施用生物炭对土壤氮磷含量(总氮、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、Olsen-P)、交换性盐基离子(K^(+)、Ca^(2+)、Na^(+)和Mg^(2+))及阳离子交换量(CEC)的影响。结果显示:施用生物炭(单施或与化肥配施)土壤氮磷含量增加14.0%~128.1%、盐基离子含量增加22.5%~270.2%。对不同方式施用生物炭的效果比较可知,生物炭与化肥配施对土壤养分的提升效果更加显著,单施生物炭对土壤盐基离子提升效果更高。进一步分析显示,当生物炭原料pH≥8时,单施生物炭显著增加土壤Olsen-P含量达10.3%~58.5%;制备温度>500℃时,单施生物炭对土壤盐基离子含量的增加幅度为33.9%~384.7%;生物炭施用量<10t∙hm^(-2)时,生物炭与化肥配施对土壤Olsen-P含量增加幅度(374.1%)高于单施生物炭(2.1%);在pH<6.5土壤施用生物炭提高土壤氮磷及交换性钙含量,其中单施生物炭土壤Olsen-P含量和CEC的增幅分别达45.0%和17.9%。因此,施用生物炭能有效改善土壤养分有效性和离子交换性能,降低环境风险。实际应用中需要根据不同目的选择生物炭单施或配施化肥,同时综合生物炭特性、施用量和土壤属性条件,有效利用生物炭提升土壤肥力是未来农业高质量发展的重点方向。 展开更多
关键词 生物炭 土壤养分有效性 交换性盐基离子 META分析
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