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有机无机肥配施促进复垦土壤微生物群落和碳氮功能恢复
1
作者 李建华 李子旭 +6 位作者 朱悦 牛毅恒 李小针 卢晋晶 郜春花 张强 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第7期1285-1296,共12页
【目的】解析不同培肥措施下复垦土壤微生物群落结构、多样性及功能的差异特征,明确促进复垦土壤微生物群落和功能恢复的最优培肥措施。【方法】基于山西采煤塌陷复垦地的长期定位试验,采集复垦10年后的不同培肥处理土壤:不施肥(CK)、化... 【目的】解析不同培肥措施下复垦土壤微生物群落结构、多样性及功能的差异特征,明确促进复垦土壤微生物群落和功能恢复的最优培肥措施。【方法】基于山西采煤塌陷复垦地的长期定位试验,采集复垦10年后的不同培肥处理土壤:不施肥(CK)、化肥(NPK)、有机无机肥配施(NPKM)和未塌陷正常农田(NL),采用宏基因组测序、分子生态网络和功能基因注释等方法,分析土壤细菌、真菌群落的多样性、组成、生态网络与功能特征,及其与土壤养分的相关性。【结果】1)土壤细菌丰富度指数(ACE、Chao1)由高到低的顺序为NL>NPKM>NPK>CK(P<0.05),而对应的两个真菌丰富度指数的顺序则相反,NPK>NPKM>NL>CK(P<0.05);NPK和NPKM处理提高了细菌和真菌多样性(Shannon)指数,其中真菌多样性顺序为NL>NPKM>NPK>CK(P<0.05),细菌则表现为NL最高,NPK和NPKM处理差异不显著;NPKM处理的细菌、真菌群落与NL聚类在一个区域,NPK与CK聚类在一个区域,说明NPKM处理的细菌、真菌群落结构与正常农田没有显著差异,而NPK处理显著不同于正常农田。2)与CK相比,NPKM处理显著增加了细菌硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度;NPKM和NPK处理均增加了真菌被孢霉纲(Mortierellomycetes)的丰度,降低了真菌子囊菌纲(Sordariomycetes)的丰度。3)与CK相比,NPKM处理降低微生物生态网络的模块性和网络内的正/负链接比,表明物种间的竞争性和网络复杂性增强。4)基于KEGG和CAZy数据库分析,与CK相比,NPKM和NPK处理均提高了氨基酸、碳水化合物、脂质和核苷酸代谢相关功能基因丰度,NPKM处理在提升复垦土壤微生物功能潜力方面显著高于NPK处理,但与NL处理在多数功能通路中仍存在一定差距。【结论】复垦10年后,有机无机肥配施在提升复垦土壤微生物多样性、群落结构稳定性及代谢功能方面显著优于单施化肥,其微生物群落结构与未塌陷正常农田无显著差异,而微生物功能仍低于正常农田的水平,需要有机无机肥的持续投入。因此,有机无机肥配施较单施化肥更有效促进复垦土壤微生物群落结构与功能的同步恢复。 展开更多
关键词 煤矿复垦土壤 微生物群落 群落功能 长期施肥 土壤质量
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中国北方天然草地土壤pH对不同施肥措施的响应
2
作者 原韶雨 韩诗卉 +2 位作者 夏天 何宁波 张建杰 《草业学报》 北大核心 2025年第7期28-40,共13页
土壤pH是影响草地生态系统植物生长和土壤养分有效性的关键因素之一,施肥作为修复退化草地的重要措施,可能会对土壤pH造成影响。为了研究不同施肥措施对中国北方天然草地土壤pH的影响,进一步为修复退化草地的措施优化提供科学依据,本研... 土壤pH是影响草地生态系统植物生长和土壤养分有效性的关键因素之一,施肥作为修复退化草地的重要措施,可能会对土壤pH造成影响。为了研究不同施肥措施对中国北方天然草地土壤pH的影响,进一步为修复退化草地的措施优化提供科学依据,本研究收集了2000-2024年公开发表的63篇文献,共包括461组数据,采用整合分析(Meta-analysis)方法,对施用化学氮肥、氮磷配施和有机肥对土壤pH的影响进行了定量分析,并使用随机森林方法明确了不同施肥措施对土壤pH影响的主控因素。结果表明:总体上,施用化学氮肥对土壤pH的降幅最大,为5.31%,并且随施肥强度及施肥年限的增加而增大;氮磷配施的降幅为2.92%;施用有机肥在整体上对土壤pH没有显著影响。土壤pH对不同施肥措施的响应在不同草地类型、气候条件和酸碱度土壤中存在显著差异;随机森林分析结果显示,施肥量、施肥年限、土壤初始pH和年均降水量是土壤pH对不同施肥措施响应的重要因素。其中,施肥量是施用化学氮肥影响土壤pH的主控因素,均方误差的增加百分比为52.40%;土壤初始pH是氮磷配施和有机肥影响土壤pH的主控因素,均方误差的增加百分比分别为22.80%与22.20%。本研究还发现,施用有机肥对土壤pH的总体影响不显著,但显著增加了酸性及中性土壤的pH,降低了碱性土壤的pH。因此,在今后可以通过施用有机肥、有机无机肥配施等措施来调控土壤pH,从而保证草地生态系统的稳定性。 展开更多
关键词 施肥 土壤PH 影响因素 META分析 北方天然草地
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黄土高原北部典型县域耕层土壤有机碳储量的时空分布及其影响因素
3
作者 苏欣悦 王跃锋 +5 位作者 何宁波 李亚鹏 柏凯栋 王恒飞 李建华 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第3期485-495,共11页
【目的】土壤有机碳含量可直观反映土壤肥力水平,其储量在全球碳平衡中起着至关重要的作用。山西省应县地处黄土高原北部生态脆弱区,研究该县域长期多时间段耕地土壤有机碳储量的时空分布及影响因素,可为黄土高原区耕地土壤肥力提升和... 【目的】土壤有机碳含量可直观反映土壤肥力水平,其储量在全球碳平衡中起着至关重要的作用。山西省应县地处黄土高原北部生态脆弱区,研究该县域长期多时间段耕地土壤有机碳储量的时空分布及影响因素,可为黄土高原区耕地土壤肥力提升和农业生态环境保护提供理论依据。【方法】基于山西省应县1983、2010和2023年耕地土壤性质(有机碳、土壤养分等),以及1983—2023年相关农业生产(作物产量、种植面积、畜禽养殖等)数据资料,运用经典统计学、地统计学、方差分解以及随机森林模型等方法,量化耕层(0—20 cm)土壤有机碳储量的时空分布格局及主要影响因素。【结果】1983—2023年间应县耕层(0—20cm)土壤有机碳含量及其储量均呈增加趋势,净增量分别为3.20g/kg和8.30t/hm^(2)。从空间上来看,应县南部土壤有机碳含量和有机碳储量整体较高。其中,1983—2010年应县南部南泉乡有机碳储量增加最为明显,增量达10.14 t/hm^(2);2010—2023年应县西南部下马峪乡有机碳储量增加最大,增量为10.79 t/hm^(2)。40年来,应县耕地碳投入量呈增加趋势,年均碳投入为2.15 t/(hm^(2)·a);耕层土壤固碳速率和固碳效率分别为0.21 t/(hm^(2)·a)和9.67%,且表现为前期(1983—2010年)的土壤固碳速率和固碳效率小于后期(2010—2023年)。空间上,40年来应县各乡镇土壤固碳效率均有所不同,白马石乡和下马峪乡固碳效率较高(19.07%、17.34%),而镇子梁乡的固碳效率最低(2.83%)。当前碳投入和土壤属性(容重、全氮和速效钾)是影响应县耕地土壤有机碳储量变化的主要因素。【结论】40年来,应县耕地碳投入的增加显著提高了耕地土壤有机碳储量,且不同乡镇间变化趋势存在差异,建议在应县中北部如大临河乡、藏寨乡等有机碳储量较低地区增施有机肥,以提高土壤肥力,增加农田土壤碳固存。 展开更多
关键词 黄土高原 应县 土壤有机碳储量 时空分布 固碳效率
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根及根茎类道地药材连作障碍研究进展
4
作者 饶之望 孙祎洋 +3 位作者 郭军玲 金辉 杨治平 张强 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第4期258-272,共15页
随着农业生产的规模化、集约化和机械化的发展,药用植物连作障碍问题日益突显。在我国中药资源中,根及根茎类道地药材占比大,被广泛应用于中医药领域。根及根茎类道地药材由于其独特的“道地性”,连作障碍已经成为亟须解决的难题。研究... 随着农业生产的规模化、集约化和机械化的发展,药用植物连作障碍问题日益突显。在我国中药资源中,根及根茎类道地药材占比大,被广泛应用于中医药领域。根及根茎类道地药材由于其独特的“道地性”,连作障碍已经成为亟须解决的难题。研究综述了连作障碍的成因及其相应的消减措施,旨在为缓解根及根茎类道地药材连作障提供参考。导致根及根茎类道地药材连作障碍的原因复杂多样,是药用植物、土壤、微生物3个系统内多种因素相互作用的结果,主要包括了化感自毒作用、土壤理化性质改变和土壤微生物区系变化等。目前常见的缓解连作障碍的措施包括抗性新品种选育、种植和管理方式优化、土壤消毒、土壤调理剂改良、功能微生物调控,此外,无土栽培在缓解连作障碍中已受到广泛关注。未来研究应当以“植物-土壤-微生物”互作系统为基础,结合根及根茎类道地药材地区的生态环境和种植条件情况,重点关注根及根茎类药用植物与土壤微生物的相互作用机制以及连作障碍的生物学和生态学机制,以突破连作障碍的关键技术难点。同时,重点发展抗连作新品种,优化种植和管理技术,探索土壤微生物调控和生态修复等策略,从而有效解决连作障碍对药用植物生长和产量的影响。 展开更多
关键词 道地药材 根及根茎类药材 连作障碍 药用植物
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干湿交替和冻融循环促进风化煤固定化微生物材料钝化铅的稳定性
5
作者 庞黛 李小针 +3 位作者 孙艳稳 李林 焦子乐 李建华 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2681-2692,共12页
通过室内模拟试验,分析了干湿交替和冻融循环对土壤中DTPA可提取态Pb(II)含量、Pb形态及材料结构的影响,旨在探究这两种环境因素对风化煤固定化微生物材料修复铅污染土壤效果的稳定性及机制.结果显示:干湿交替35个周期后低浓度铅污染土... 通过室内模拟试验,分析了干湿交替和冻融循环对土壤中DTPA可提取态Pb(II)含量、Pb形态及材料结构的影响,旨在探究这两种环境因素对风化煤固定化微生物材料修复铅污染土壤效果的稳定性及机制.结果显示:干湿交替35个周期后低浓度铅污染土壤(LS-DW)和高浓度铅污染土壤(HS-DW)中DTPA可提取态Pb(II)含量分别降低46.41%和29.42%;冻融循环35个周期后低浓度铅污染土壤(LS-FT)和高浓度铅污染土壤(HS-FT)中DTPA可提取态Pb(II)含量分别降低40.06%和32.77%;LS-DW、LS-FT处理的残渣态含量增加.结构表征发现,风化煤固定化微生物材料经干湿交替、冻融循环后,表面变粗糙,比表面积、含氧官能团和Pb吸附点位增加,与官能团的络合作用增强,促进了钝化铅污染效果的稳定性. 展开更多
关键词 干湿交替 冻融循环 稳定性 铅污染土壤 风化煤固定化微生物材料
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工程堆积体坡面侵蚀过程及水动力指标对入流形式的响应
6
作者 陈岳岩 马宝红 +3 位作者 栾新龙 魏晓兰 吴旭 牛耀彬 《水土保持学报》 2025年第5期92-104,共13页
[目的]为揭示不同入流形式对坡面侵蚀产沙及其水动力学特性的影响。[方法]基于人工模拟入流冲刷试验,试验设计2种入流形式(股流、面流)和3种入流量(4、8、12 L/min),研究坡面侵蚀过程对入流形式响应机制。[结果] 1)股流和面流下,坡面产... [目的]为揭示不同入流形式对坡面侵蚀产沙及其水动力学特性的影响。[方法]基于人工模拟入流冲刷试验,试验设计2种入流形式(股流、面流)和3种入流量(4、8、12 L/min),研究坡面侵蚀过程对入流形式响应机制。[结果] 1)股流和面流下,坡面产流产沙过程基本一致,产流过程均呈现从跃变到稳定,产沙过程呈现先快速降低再波动减小趋势;相比面流,土壤侵蚀率在股流下表现出更强的波动性,其变异系数高达71.49%~111.94%。2)坡面平均流速在股流下显著高于面流(p<0.05),其幅度高达28.15%~52.85%。3)股流和面流下,坡面流型一致,均为过渡流和紊流并存,而坡面流态存在显著差异,股流呈急流,面流呈缓流。4) 2种入流形式下,土壤侵蚀速率与雷诺数、阻力系数、径流剪切力、径流功率、径流单位能量等均存在极显著正相关(p<0.01)。但最佳水动力学指标存在差异,面流为径流功率(R^(2)=0.68),而股流为径流剪切力(R^(2)=0.80)。5)相比面流,股流坡面土壤可蚀性指标K_(τ)、K_(ω)和K_(ε)分别增加166.67%、81.25%和113.86%,对应的临界水动力阈值(τ_(0)、ω_(0)、ε_(0))分别增加19.78%、40.70%、42.11%。[结论]入流方式为股流表现出更强的紊动性,具有更高的侵蚀能量,引发严重的水土流失。研究结果有助于揭示入流形式对坡面侵蚀过程的影响机理,为不同入流方式下坡面侵蚀预测模型的建立提供重要的理论依据。 展开更多
关键词 入流形式 股流 面流 水动力学参数 工程堆积体 土壤侵蚀
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