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水稻土淹排水过程中各形态硫对镉生物有效性的调控作用
1
作者
李轶湑
夏冰
+6 位作者
应蓉蓉
胡哲伟
许芳源
高文静
胡鹏杰
陈红枫
岳正波
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第3期206-214,共9页
为了深入了解硫在水稻土淹排水过程中的形态转化特征以及各形态硫对镉的生物有效性的调控作用,采集2种不同硫含量的天然水稻土表层土壤,设置低硫(L)、高硫(H)、外源添加硫酸盐(L+S)不同处理组,进行淹水-排水培养试验,借助薄膜扩散梯度技...
为了深入了解硫在水稻土淹排水过程中的形态转化特征以及各形态硫对镉的生物有效性的调控作用,采集2种不同硫含量的天然水稻土表层土壤,设置低硫(L)、高硫(H)、外源添加硫酸盐(L+S)不同处理组,进行淹水-排水培养试验,借助薄膜扩散梯度技术(DGT)和土壤连续提取技术,表征土壤镉的生物有效性和土壤固相中各形态硫、镉的含量。结果表明,提高土壤硫含量有助于降低镉的生物有效性。H、L+S组在淹水阶段DGT提取镉含量降低的速度更快,H、L+S组的DGT提取镉在淹水期的下降幅度分别为52.1%、41.4%,高于L组9.8%的下降幅度。水溶性硫酸盐、吸附性硫酸盐在水稻土淹水阶段中逐渐转化为还原性无机硫(RIS),在排水阶段中则相反;大部分外源添加的硫酸盐在水稻土淹水阶段转化为有机硫形态。RIS含量是决定水稻土镉生物有效性的关键性因素,酸提取态镉是与镉生物有效性关联性最强的镉形态;RIS中的主要成分酸挥发性硫化物、铬还原硫化物、水溶性亚硫酸盐与酸提取态镉具有强相关性,分别为-0.81、-0.66、-0.74(P<0.01)。硫元素形态在水稻土淹排水过程中发生规律性变化,还原性无机硫形态在土壤镉固定化过程中发挥主要作用,研究结果有助于更好地理解硫元素对水稻土中镉元素的调控作用。
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关键词
硫
形态转化
水稻土
镉
生物有效性
薄膜扩散梯度技术
调控作用
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职称材料
三江平原旱作黑土质量演变及其驱动因子分析
2
作者
范益恺
黎烨
+2 位作者
陈增明
张楠
丁维新
《农业工程学报》
2025年第20期247-257,共11页
高强度耕种利用改变了东北黑土地土壤物理结构和生物化学性质,降低了土壤质量。然而,长期耕种下黑土质量的变化规律与关键影响因素并不十分清楚。该研究选取三江平原不同耕种年限(5、20、30、60、85和100 a)的旱作黑土,对其物理、化学...
高强度耕种利用改变了东北黑土地土壤物理结构和生物化学性质,降低了土壤质量。然而,长期耕种下黑土质量的变化规律与关键影响因素并不十分清楚。该研究选取三江平原不同耕种年限(5、20、30、60、85和100 a)的旱作黑土,对其物理、化学和微生物学指标进行分析,建立最小数据集,评估土壤质量指数(soil quality index,SQI);结合文献数据与随机森林模型,探究长期耕种黑土质量下降的关键驱动因子与机制。结果表明,随着耕种年限增加,土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量呈指数下降趋势;以农田开垦时间起始计算,耕种前30年,SOM含量从42.3 g/kg降至21.2 g/kg,降幅为49.9%;在60~100 a期间,降幅为12.6%。土壤可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)与SOM下降趋势相似但损失速率更快,耕种100年后降幅为56.1%。总体上看,土壤pH值、全氮、全磷、团聚体平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、微生物多样性指数(multidiversity)呈现下降趋势;相反,全钾、容重、微生物生物量碳呈上升趋势。SQI由全氮、容重和细菌-真菌群落跨营养级香农指数构成,随耕种年限增加呈线性降低。随机森林模型表明,MWD和SOM是SQI变化最重要的驱动因子。结构方程模型显示,耕种主要通过破坏土壤团聚体结构、降低SOM和DOM含量,导致土壤质量下降。百年耕种尺度下三江平原SOM的下降幅度和速率高于东北黑土地的平均水平,是松嫩平原的1.5倍;这是由于三江平原开垦前起始SOM含量较高且开垦扰动更剧烈。综上,长期耕种导致土壤团聚体破碎和SOM衰减是黑土质量持续退化的主要诱因,建议通过增加有机肥投入、减少耕作扰动等保护性耕作措施,促进团聚体形成和有机质积累,从而延缓退化进程并改善土壤质量。研究结果为三江平原黑土地退化阻控和质量提升提供理论依据。
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关键词
土壤
有机质
团聚体
东北黑土区
耕种年限
土壤质量
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职称材料
题名
水稻土淹排水过程中各形态硫对镉生物有效性的调控作用
1
作者
李轶湑
夏冰
应蓉蓉
胡哲伟
许芳源
高文静
胡鹏杰
陈红枫
岳正波
机构
合肥工业大学资源与环境工程
学院
安徽省生态环境
科学
研究
院
生态环境部
南京
环境
科学
研究所
土壤与农业可持续发展全国重点实验室/中国科学院南京土壤研究所
出处
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第3期206-214,共9页
基金
国家自然科学基金(编号:41977135)
安徽省自然科学基金(编号:2008085MD107)。
文摘
为了深入了解硫在水稻土淹排水过程中的形态转化特征以及各形态硫对镉的生物有效性的调控作用,采集2种不同硫含量的天然水稻土表层土壤,设置低硫(L)、高硫(H)、外源添加硫酸盐(L+S)不同处理组,进行淹水-排水培养试验,借助薄膜扩散梯度技术(DGT)和土壤连续提取技术,表征土壤镉的生物有效性和土壤固相中各形态硫、镉的含量。结果表明,提高土壤硫含量有助于降低镉的生物有效性。H、L+S组在淹水阶段DGT提取镉含量降低的速度更快,H、L+S组的DGT提取镉在淹水期的下降幅度分别为52.1%、41.4%,高于L组9.8%的下降幅度。水溶性硫酸盐、吸附性硫酸盐在水稻土淹水阶段中逐渐转化为还原性无机硫(RIS),在排水阶段中则相反;大部分外源添加的硫酸盐在水稻土淹水阶段转化为有机硫形态。RIS含量是决定水稻土镉生物有效性的关键性因素,酸提取态镉是与镉生物有效性关联性最强的镉形态;RIS中的主要成分酸挥发性硫化物、铬还原硫化物、水溶性亚硫酸盐与酸提取态镉具有强相关性,分别为-0.81、-0.66、-0.74(P<0.01)。硫元素形态在水稻土淹排水过程中发生规律性变化,还原性无机硫形态在土壤镉固定化过程中发挥主要作用,研究结果有助于更好地理解硫元素对水稻土中镉元素的调控作用。
关键词
硫
形态转化
水稻土
镉
生物有效性
薄膜扩散梯度技术
调控作用
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
三江平原旱作黑土质量演变及其驱动因子分析
2
作者
范益恺
黎烨
陈增明
张楠
丁维新
机构
土壤与农业可持续发展全国重点实验室/中国科学院南京土壤研究所
出处
《农业工程学报》
2025年第20期247-257,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFD1500303)
中国科学院战略性先导科技专项(XDA28010302)
中国科学院青年创新促进会项目(2022313)。
文摘
高强度耕种利用改变了东北黑土地土壤物理结构和生物化学性质,降低了土壤质量。然而,长期耕种下黑土质量的变化规律与关键影响因素并不十分清楚。该研究选取三江平原不同耕种年限(5、20、30、60、85和100 a)的旱作黑土,对其物理、化学和微生物学指标进行分析,建立最小数据集,评估土壤质量指数(soil quality index,SQI);结合文献数据与随机森林模型,探究长期耕种黑土质量下降的关键驱动因子与机制。结果表明,随着耕种年限增加,土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量呈指数下降趋势;以农田开垦时间起始计算,耕种前30年,SOM含量从42.3 g/kg降至21.2 g/kg,降幅为49.9%;在60~100 a期间,降幅为12.6%。土壤可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)与SOM下降趋势相似但损失速率更快,耕种100年后降幅为56.1%。总体上看,土壤pH值、全氮、全磷、团聚体平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、微生物多样性指数(multidiversity)呈现下降趋势;相反,全钾、容重、微生物生物量碳呈上升趋势。SQI由全氮、容重和细菌-真菌群落跨营养级香农指数构成,随耕种年限增加呈线性降低。随机森林模型表明,MWD和SOM是SQI变化最重要的驱动因子。结构方程模型显示,耕种主要通过破坏土壤团聚体结构、降低SOM和DOM含量,导致土壤质量下降。百年耕种尺度下三江平原SOM的下降幅度和速率高于东北黑土地的平均水平,是松嫩平原的1.5倍;这是由于三江平原开垦前起始SOM含量较高且开垦扰动更剧烈。综上,长期耕种导致土壤团聚体破碎和SOM衰减是黑土质量持续退化的主要诱因,建议通过增加有机肥投入、减少耕作扰动等保护性耕作措施,促进团聚体形成和有机质积累,从而延缓退化进程并改善土壤质量。研究结果为三江平原黑土地退化阻控和质量提升提供理论依据。
关键词
土壤
有机质
团聚体
东北黑土区
耕种年限
土壤质量
Keywords
soils
organic matter
aggregation
Mollisols region of Northeast China
cultivation year
soil quality
分类号
S151 [农业科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水稻土淹排水过程中各形态硫对镉生物有效性的调控作用
李轶湑
夏冰
应蓉蓉
胡哲伟
许芳源
高文静
胡鹏杰
陈红枫
岳正波
《江苏农业科学》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
三江平原旱作黑土质量演变及其驱动因子分析
范益恺
黎烨
陈增明
张楠
丁维新
《农业工程学报》
2025
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职称材料
已选择
0
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