根及根茎类道地药材连作障碍研究进展

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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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基于长期定位试验的土壤健康研究与展望 被引量：12

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作者 徐明岗 段英华 +2 位作者 白珊珊 张文菊 孙楠 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1253-1261,共9页

土壤健康是农业可持续发展的根基,是保障国家粮食安全和落实“藏粮于地”战略的重大需求。长期定位试验时空覆盖面广、数据丰富、施肥管理措施多样,对于土壤健康的研究和健康土壤的培育是难得的宝贵平台。本文在总结土壤健康的内涵及指... 土壤健康是农业可持续发展的根基,是保障国家粮食安全和落实“藏粮于地”战略的重大需求。长期定位试验时空覆盖面广、数据丰富、施肥管理措施多样,对于土壤健康的研究和健康土壤的培育是难得的宝贵平台。本文在总结土壤健康的内涵及指标体系与我国长期定位试验布局情况的基础上,系统梳理了基于长期定位试验的作物产量演变及高产稳产性、土壤有机质演变及其与产量的关系、土壤pH演变及生物多样性演变等耕地质量和土壤健康方面的研究进展,并提出了基于长期定位试验的土壤健康研究展望,包括建立因地制宜的土壤健康指标及评价体系,深入解析土壤健康演变的规律和驱动机制与发展健康土壤培育技术,以期高质量推进土壤健康研究,从而促进农产品质量安全和农业可持续发展。 展开更多

关键词 土壤健康 长期定位试验 作物产量 土壤有机质 土壤生物多样性

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食物系统碳足迹研究进展 被引量：3

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作者 薛佳敏 徐明岗 张建杰 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期196-205,共10页

食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意... 食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意义。近年来,国内外对种植业、畜牧业与食物消费环节的碳足迹研究持续深入,为减少温室气体排放和构建更加可持续的食物系统提供了重要的科学支撑,然而这一领域的研究仍在不断发展,未来仍有许多科学问题需要解决。本文综述了碳足迹的概念、研究意义、主要方法、国内外研究进展以及未来研究的难点与热点。并指出未来碳足迹研究在研究边界上要从可持续食物系统的视角出发,从“作物-畜牧-食品加工-食物消费”整个链条来定量农业碳足迹,兼顾农村居民生活产生的碳排放;在研究方法上,应考虑土壤、农田生态系统的碳汇作用,同时建立完备的碳足迹指标与参数监测体系;在碳减排途径上既要关注技术本身的革新,也要重视生活方式的转变以及政策的调控。这一研究有助于更好地理解食物系统对于环境与气候的影响,为推进农业绿色发展与助力乡村振兴战略政策制定提供科学依据,促进食物系统的可持续发展。 展开更多

关键词 食物系统碳足迹 环境问题 生命周期分析 食物系统 农村生活碳排放 农业碳减排

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“双碳”背景下土壤碳固存研究的演变与最新动态

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作者 石婷 王晋峰 +5 位作者 程曼 石娇 李建华 孙楠 王恒飞 徐明岗 《山西农业科学》 2024年第6期95-106,共12页

在全球变暖背景下,维持、提高和稳定土壤碳固存是助力“碳达峰、碳中和”(简称“双碳”)目标实现的重要手段。旨在为土壤碳固存的实践应用和全球气候变化的应对提供重要科学支持,以Web of Science核心合集数据库中收录的2107篇土壤碳固... 在全球变暖背景下,维持、提高和稳定土壤碳固存是助力“碳达峰、碳中和”(简称“双碳”)目标实现的重要手段。旨在为土壤碳固存的实践应用和全球气候变化的应对提供重要科学支持,以Web of Science核心合集数据库中收录的2107篇土壤碳固存相关论文为数据源,通过文献计量工具VOSviewer和CiteSpace从合作网络、文献共被引、关键词等角度进行可视化计量分析。结果表明,2002年以来,土壤碳固存研究领域的发文数量不断增长,尤其是2016年以后相关文献快速增加。领域内高产国家主要集中于中国、美国和澳大利亚,中国总发文量第一,美国的国际影响力最大(中心度最高),并且中国与美国之间建立了密切的合作关系;研究机构发文数量以中国科学院最多,排名前10的机构中的5所(中国科学院、西北农林科技大学、中国农业科学院、中国农业大学、南京农业大学)均来自中国;目前形成了以LAL RATTAN、SMITH PETE、ZHAO Xin、TIAN Xiaohong和XU Minggang为核心的紧密学术团体。近年来,研究热点主要集中在“土壤微生物在土壤碳循环中的作用”“秸秆还田等农业实践对碳储存的影响”“有机碳转化效率”等。未来应加强不同管理措施对土壤碳固存的影响、土壤微生物与碳循环关系、改进土壤碳循环模型等方面的研究。 展开更多

关键词 土壤碳固存 土壤有机碳 文献计量 CITESPACE VOSviewer 可视化分析

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长期覆膜秸秆还田对土壤氮库和氮饱和亏缺的影响

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作者 张方方 薄其飞 +4 位作者 吴孔阳 白炬 高娜 岳善超 李世清 《土壤》 北大核心 2025年第2期469-476,共8页

基于黄土高原长达7年的春玉米田间定位试验,选择覆膜尿素掺混控释肥处理(对照)和对照+秸秆还田(简称:覆膜秸秆还田)两个处理,探究了长期覆膜秸秆还田对表层(0~20 cm)和底层(20~40和40~60 cm)土壤氮库和氮饱和亏缺的影响。结果表明:与对... 基于黄土高原长达7年的春玉米田间定位试验,选择覆膜尿素掺混控释肥处理(对照)和对照+秸秆还田(简称:覆膜秸秆还田)两个处理,探究了长期覆膜秸秆还田对表层(0~20 cm)和底层(20~40和40~60 cm)土壤氮库和氮饱和亏缺的影响。结果表明:与对照相比,覆膜秸秆还田处理降低了表层土壤容重,提高了各土层全氮含量和全氮储量,显著提高了2019年和2020年表层土壤的氮库管理指数;两年间表层土壤硝态氮含量分别显著提高了173%和176%,同时降低了表层土壤铵态氮含量;且不同程度提高了表层土壤水溶性有机氮、热水浸提有机氮、颗粒有机氮含量,略微提高了矿物结合态有机氮含量;此外,显著提高了两年间表层土壤细颗粒当前氮库,显著降低了两年间表层土壤氮饱和亏缺。综上,覆膜秸秆还田是旱作农业区提高土壤质量和增强土壤氮库的可持续管理措施。 展开更多

关键词 覆膜秸秆还田 无机氮组分 有机氮组分 氮库管理指数 氮饱和亏缺

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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

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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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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

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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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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

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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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黄土母质典型农田土壤无机碳与有机碳的关系及影响因素

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作者 墨美玲 王秀君 +1 位作者 徐明岗 卢同平 《土壤》 北大核心 2025年第1期35-46,共12页

针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数... 针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数据,开展了对黄土母质农田SIC和SOC的空间分布特征、二者之间关系及影响因素的分析。结果显示,两个区域0~100 cm土层的SOC储量相近(华北平原6.6 kg/m^(2),黄土高原6.7 kg/m^(2))。但SIC储量存在明显差异:在0~40 cm土层中,华北平原的SIC储量(5.9 kg/m^(2))显著低于黄土高原(8.9 kg/m^(2));相反,在40~100 cm土层中,华北平原的SIC储量(10.7 kg/m^(2))显著高于黄土高原(8.8 kg/m^(2))。华北平原表层SIC水平偏低的点位主要分布在耕作历史较长的河北平原,长期农作施肥引起上层土壤酸化导致SIC水解;黄土高原表层SIC水平偏高的农田多位于侵蚀程度高、肥力水平低的西部区域,侵蚀过程使得SIC含量较高的亚表层土壤露出地表。华北平原农田0~100 cm土层中的SIC与SOC呈显著正相关关系(P<0.01),黄土高原0~100 cm土层中的SIC与SOC呈负相关关系。综上,华北平原SIC储量及其与SOC的关系主要受施肥、灌溉等农田管理措施的影响,而黄土高原则与其不同程度的土壤侵蚀导致的土壤碳在空间上的重新分配有关。 展开更多

关键词 土壤无机碳 土壤有机碳 黄土母质 空间异质性 华北平原 黄土高原

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土壤微生物碳利用效率对农田管理措施响应的机制

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作者 张晨阳 孙力扬 +2 位作者 徐明岗 李建华 蔡岸冬 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期177-188,共12页

为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分... 为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分析方法探究不同农田管理措施对土壤微生物CUE的影响和主控因素。结果表明:添加生物质炭能够增加^(13)C标记底物(CUE_(13C))和^(18)O标记水(CUE_(18O))方法测量(计算)的土壤微生物CUE,而降低化学计量模型(CUE_(ST))方法计算的土壤微生物CUE。施用化肥降低土壤微生物CUE_(18O)(–4.71%),但提高土壤微生物CUE_(ST)(28.20%)。秸秆还田导致土壤微生物CUE_(18O)和CUE_(ST)分别降低14.08%和28.64%。免耕/少耕使通过三种方法评估的土壤微生物CUE均得到显著增加。特定气候、土壤属性和试验年限显著影响了土壤微生物CUE的变化趋势。干旱指数和土壤pH是影响土壤微生物CUE_(13C)效应值的关键因素。土壤微生物CUE_(18O)效应值随着土壤微生物生长速率和微生物生物量碳的增加而增加。土壤微生物CUEST效应值与土壤有机碳和微生物细胞外酶活性呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤黏粒含量呈显著负相关关系(P<0.01)。因此,充分考虑特定地点的气候、土壤化学性质以及微生物活性和功能对农田管理措施的响应有利于调节作用于微生物群落或者细胞层面的土壤微生物CUE,从而更有效地促进农田生态系统中土壤有机碳的形成和积累。 展开更多

关键词 微生物碳利用效率 农田管理 ^(13)C标记底物 ^(18)O标记水 化学计量模型 整合分析

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土壤容重和有机质对Cr(Ⅵ)还原转化的影响

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作者 李和平 逯嘉川 +1 位作者 吴忆苏 王恒飞 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第5期1286-1293,共8页

为了探究土壤容重(BD)和有机质(SOM)含量变化对土壤中Cr(Ⅵ)还原转化的影响,通过室内实验模拟Cr(Ⅵ)在不同BD和SOM含量下的转化特征,从动态角度探讨BD和SOM含量变化对土壤Cr(Ⅵ)还原转化的影响。结果表明:BD和SOM含量变化会显著影响Cr(... 为了探究土壤容重(BD)和有机质(SOM)含量变化对土壤中Cr(Ⅵ)还原转化的影响,通过室内实验模拟Cr(Ⅵ)在不同BD和SOM含量下的转化特征,从动态角度探讨BD和SOM含量变化对土壤Cr(Ⅵ)还原转化的影响。结果表明:BD和SOM含量变化会显著影响Cr(Ⅵ)的还原转化(P<0.05)。与BD为1.00 g·cm^(-3)时相比,随着BD从1.15 g·cm^(-3)增大到1.45 g·cm^(-3),Cr(Ⅵ)还原转化量增加了8.09%~129.27%;与SOM含量为1.13 g·kg^(-1)时相比,随着SOM含量从5.25 g·kg^(-1)升高到10.75 g·kg^(-1),Cr(Ⅵ)还原转化量增加了21.69%~98.15%。在BD为1.45 g·cm^(-3)、SOM含量为5.25 g∙kg^(-1)时,土壤中Cr(Ⅵ)还原转化量最大,转化率达42.6%。在低SOM含量(1.13 g·kg^(-1))下,提高BD和SOM含量,可以显著增加土壤Cr(Ⅵ)的还原转化量;在高SOM含量(5.25 g∙kg^(-1))下,提高BD可以显著增加土壤Cr(Ⅵ)的还原转化量,但提高SOM含量对土壤Cr(Ⅵ)还原转化量的影响却存在不确定性。研究表明,对于低SOM土壤,可以通过提高BD和SOM含量来促进土壤中Cr(Ⅵ)的还原转化,而对于高SOM土壤,适当增加BD有利于提高土壤中Cr(Ⅵ)的还原转化。 展开更多

关键词 土壤容重 土壤有机质 Cr(Ⅵ)的还原 Cr(Ⅵ)的转化

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芽孢杆菌腐熟菌剂发酵工艺优化及促进果树枝条降解效果研究 被引量：1

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作者 张家星 姚怡敏 +4 位作者 闫敏 李磊 张强 杨治平 史向远 《中国果树》 北大核心 2023年第2期62-67,共6页

为确定芽孢杆菌腐熟菌剂的高效固态发酵工艺参数并研究该菌剂在促进果树枝条堆肥进程中降解的效果,采用单因素试验结合多因素正交试验的方法对芽孢杆菌的发酵参数进行了优化,并测定了该菌剂对果树枝条堆肥过程中纤维素与木质素降解的影... 为确定芽孢杆菌腐熟菌剂的高效固态发酵工艺参数并研究该菌剂在促进果树枝条堆肥进程中降解的效果,采用单因素试验结合多因素正交试验的方法对芽孢杆菌的发酵参数进行了优化,并测定了该菌剂对果树枝条堆肥过程中纤维素与木质素降解的影响。结果表明,在麸皮固体培养基中添加30%玉米粉、0.2%葡萄糖、0.1%胰蛋白胨、0.015%硫酸镁,控制培养基接种量为20%、固液比为1∶0.8、发酵温度为28℃即可实现芽孢杆菌的高效培养,有效菌落数最高达1150.00×10^(8) cfu/g。此外,果树枝条中添加2.5%芽孢杆菌腐熟菌剂进行堆肥可显著促进纤维素与木质素的降解,降解率分别提高191.00%与107.01%。 展开更多

关键词 果树枝条堆肥 芽孢杆菌 发酵工艺 纤维素 木质素

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山西典型旱地玉米产量及水分利用效率对长期不同施肥模式的响应 被引量：9

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作者 刘志平 马晓楠 +3 位作者 解文艳 杨振兴 周怀平 徐明岗 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期61-70,共10页

为明确旱地玉米产量和水分利用效率对长期不同施肥措施的响应,有效指导旱地合理施肥,在山西寿阳半湿润偏旱区开展30 a长期定位施肥试验,设4个单施氮磷化肥处理(N_(1)P_(1)M_(0),N 2 P_(2)M_(0),N_(3)P_(3)M_(0),N_(4)P_(4)M 0)、3个氮... 为明确旱地玉米产量和水分利用效率对长期不同施肥措施的响应,有效指导旱地合理施肥,在山西寿阳半湿润偏旱区开展30 a长期定位施肥试验,设4个单施氮磷化肥处理(N_(1)P_(1)M_(0),N 2 P_(2)M_(0),N_(3)P_(3)M_(0),N_(4)P_(4)M 0)、3个氮磷化肥和有机肥配施处理(N_(2)P_(1)M_(1),N_(4)P_(2)M_(2),N_(3)P_(2)M_(3))、1个单施有机肥处理(N_(0)P_(0)M_(6)),以不施肥(N_(0)P_(0)M_(0))为对照,分析了近3年(2019—2021年)玉米产量及其构成、玉米水分利用效率及其地力贡献率的变化特征。结果表明:随着肥料投入量的增加,不同降水年型下,单施氮磷化肥处理玉米产量及其构成因素(穗数、穗粒数及百粒重)均为先增加后降低的趋势,其中,N_(2)P_(2)M_(0)处理表现最优,即氮、磷施用量分别为120 kg·hm^(-2)和75 kg·hm^(-2)。与单施化肥相比,有机无机肥配施处理玉米平均增产32.7%,产量变异系数下降了6.1%。水分利用效率对施肥措施的响应与玉米产量表现出相同的趋势,与单施化肥相比,有机无机肥配施处理水分利用效率增加33.0%。水分利用效率与玉米产量和土壤有机质含量呈显著正相关关系,与生育期耗水量呈极显著负相关关系。当土壤有机质含量大于25 g·kg^(-1)时,水分利用效率的地力贡献力降低。综上可知,有机无机肥配施可以提高水分利用效率,保障玉米高产稳产,是山西旱地玉米最佳施肥模式。 展开更多

关键词 有机肥 氮磷化肥 玉米产量 水分利用效率 地力贡献率

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不同氮效率春玉米品种临界氮浓度稀释曲线建立与验证 被引量：1

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作者 郭彩霞 黄高鉴 +2 位作者 王永亮 郭军玲 杨治平 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1355-1365,共11页

采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4... 采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4个施氮量处理:0 kg(N)∙hm^(−2)(N0)、120 kg(N)∙hm^(−2)(N120)、240 kg(N)∙hm^(−2)(N240)和360 kg(N)∙hm^(−2)(N360),于2014—2016年在山西农业大学东阳试验基地开展3年定位施氮试验,在春玉米拔节期(V6)、抽雄期(VT)、灌浆期(R2)和成熟期(R6)采集植株样品,分析两个春玉米品种在不同施氮量处理下地上部干物质量、籽粒产量(以下简称“产量”)和各生育时期植株氮浓度,以不同生育时期干物质累积量和植株氮浓度,建立并验证两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,‘郑单958’氮素利用率高于‘大丰26’。两个春玉米品种在适宜施氮量条件下,各生育时期地上部干物质量和产量均随施氮量增加呈增加趋势,地上部干物质量在N240和N360处理间差异不显著,产量在N240处理达最大值;植物氮浓度随施氮量增加而增加,随春玉米生育进程推进与地上部干物质量呈幂指数关系。依据春玉米地上部干物质量(Md)与其对应的植株氮浓度(CN)变化关系,建立两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型:‘郑单958’CN=30.457Md−0.292,‘大丰26’CN=33.249Md−0.333。相比‘大丰26’的模型参数,‘郑单958’的模型参数a降低8.40%,参数b降低12.31%;‘郑单958’和‘大丰26’模型均方根误差(RMSE)分别为1.71 g∙kg^(−1)和1.54 g∙kg^(−1),标准化均方根误差(n-RMSE)分别为9.25%和8.27%,表明模型稳定性较好。氮营养指数在同一生育时期随施氮量增加呈上升趋势,随生育时期推进呈先增加后降低趋势,与各生育时期的相对干物质量呈显著线性相关,与相对产量呈显著的一元二次曲线关系。本研究建立的晋中地区两个春玉米品种临界氮浓度稀释曲线模型及各生育时期氮营养指数,可用于春玉米生育时期营养状况的诊断和评估,结合施氮量与产量的关系,推荐该试验区域‘郑单958’施氮量为189.16~224.08 kg∙hm^(−2),‘大丰26’施氮量为199.72~214.67 kg∙hm^(−2)。 展开更多

关键词 春玉米 临界氮稀释曲线 氮素利用效率 氮营养指数

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黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素 被引量：6

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作者 高静 李建华 +5 位作者 张强 郑必昭 王瑞 蒙秋霞 郜春花 徐明岗 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期674-686,共13页

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、200... 黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据,运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现:(1)36年(1983—2019年)来,天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期(1983—2008年)较低,分别为0.20 g·kg^(–1)和0.01 g·kg^(–1),在后期(2008—2019年)较高,分别为0.29 g·kg^(–1)和0.03 g·kg^(–1)。碳氮比呈现前期无显著变化,后期显著降低。(2)36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%,表明地形等自然因素影响逐渐减弱,施肥等人为因素影响增强。(3)土壤有机质和全氮的空间分布特征相似,呈现西部低、东部高的格局,西北部和中部的变化速度快。综上,36年(1983—2019年)来,施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素,因此,结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。 展开更多

关键词 黄土高原 天镇县 有机质 全氮 时空演变

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施肥对我国农田土壤易氧化有机碳影响的整合分析 被引量：1

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作者 何宁波 高静 +4 位作者 孙楠 李然 王恒飞 卢晋晶 徐明岗 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期8-16,共9页

土壤易氧化有机碳(ROC)作为土壤有机碳的重要组成部分,与土壤养分供应密切相关,在提升土壤肥力方面有着重要意义。施肥是影响土壤易氧化有机碳的重要措施之一,探讨不同土壤性质和气候条件下施肥对ROC变化的影响,为农田合理施肥和培肥地... 土壤易氧化有机碳(ROC)作为土壤有机碳的重要组成部分,与土壤养分供应密切相关,在提升土壤肥力方面有着重要意义。施肥是影响土壤易氧化有机碳的重要措施之一,探讨不同土壤性质和气候条件下施肥对ROC变化的影响,为农田合理施肥和培肥地力提供理论依据。收集了2000-2022年公开发表的文献78篇,建立了378组包含不同施肥条件下表层土壤ROC含量的数据库。采用整合分析和随机森林方法分析全国农田土壤ROC的提升幅度在不同施肥措施之间的差异,定量分析不同肥料施用量,土壤性质和气候条件等因素对ROC提升的相对贡献。结果表明:(1)施肥能显著提高ROC的含量,且施用有机肥(单施或配施)对ROC的提升幅度(70.1%)是施用化肥(17.7%)的4.1倍。随着有机肥施用量的增加,ROC的提升幅度也在逐渐提高。(2)在不同土壤养分含量下,施肥均能显著增加ROC含量,但在养分较低的土壤中ROC的提升幅度显著高于养分较高的土壤;中性土壤施用化肥后对ROC的提升幅度(34.8%)显著高于酸性土壤(16.6%)和碱性土壤(10.4%),但施用有机肥对ROC的提升幅度在不同pH下的土壤中无显著差异。(3)不同气候条件下,施肥对ROC的提升幅度存在显著差异,寒冷干旱地区施用有机肥对ROC的提升幅度显著高于温暖湿润地区。(4)不同施肥条件下(施用化肥和有机肥)均是土壤性质对ROC的提升幅度起决定性作用。因此,建议在我国构建以有机肥为核心的肥料施用体系,因地制宜地选择有机肥配施化肥的施用量,从而改善土壤性质,以最大的程度提高ROC含量,提升土壤肥力。 展开更多

关键词 施肥 易氧化有机碳 土壤性质 气候 整合分析

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施用粪肥对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性的影响 被引量：3

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作者 柏凯栋 孙力扬 +3 位作者 王晋峰 靳东升 李建华 徐明岗 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期70-78,共9页

[目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q_(10)的影响及主要驱动因素,为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO_(2)排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关... [目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q_(10)的影响及主要驱动因素,为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO_(2)排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关于施用粪肥对土壤呼吸温度敏感性影响的相关文献,用关键词“粪肥”、“土壤呼吸”、“温度敏感性”和“中国北方”进行检索,共提取已公开发表的16篇文献中试验数据104组。采用整合分析(Meta-analysis)探讨不同粪肥施用条件下各因素对土壤呼吸温度敏感性的影响。[结果]粪肥施用可显著提高土壤呼吸温度敏感性,平均提升幅度为8.11%。施肥类型中,猪粪对土壤呼吸温度敏感性的增幅(12.72%)显著高于鸡粪的增幅(5.56%);粪肥施用量≤15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最大(11.48%);单施粪肥的增幅(11.96%)显著高于粪肥配施化肥的增幅(5.22%)。土壤有机碳含量≥12 g·kg^(-1)时土壤呼吸温度敏感性的增幅(7.17%)显著高于6~12 g·kg^(-1)水平(2.23%)时的增幅;土壤初始pH≥7的增幅(8.11%)显著高于pH<7的增幅(3.48%)。不同气候条件下,年均温≤5℃时土壤呼吸温度敏感性的增幅为8.49%,年降雨量为400~600 mm时的增幅(8.98%)显著高于≤400 mm(2.71%)和≥600 mm时的增幅(-3.13%)。此外,随机森林结果表明土壤有机碳含量是影响土壤呼吸温度敏感性变化的关键因素,其解释率达42.6%。[结论]综上,在我国北方农田鸡粪配施化肥且粪肥施用量>15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最小,可以有效减缓农田土壤的碳排放,以达到应对全球变暖现状的目的。此外,土壤有机碳含量是影响粪肥施用下中国北方农田土壤呼吸温度敏感性变化的主要驱动因素。 展开更多

关键词 粪肥 土壤呼吸 温度敏感性 北方 整合分析

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水分胁迫及复水对黄芩生理特性的影响

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作者 陈雨森 王浩 +3 位作者 孙祎洋 郭军玲 张强 杨治平 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期52-60,共9页

以正品黄芩为研究对象,设置盆栽土壤含水量为田间持水量的100%、80%、60%、40%,分别代表过量水分供给、适度水分供给、轻度水分亏缺、重度水分亏缺,并以适度水分供给(80%FC,FC为田间持水量)为对照,研究不同梯度水分胁迫及复水处理后黄... 以正品黄芩为研究对象,设置盆栽土壤含水量为田间持水量的100%、80%、60%、40%,分别代表过量水分供给、适度水分供给、轻度水分亏缺、重度水分亏缺,并以适度水分供给(80%FC,FC为田间持水量)为对照,研究不同梯度水分胁迫及复水处理后黄芩的生理响应。结果表明:水分胁迫30 d时,受胁迫处理(100%FC、60%FC、40%FC)的黄芩总叶绿素含量较对照处理分别降低7.1%、5.6%、5.9%,类胡萝卜素含量较对照处理分别降低6.5%、10.1%、9.3%,电解质相对外渗率较对照处理分别提升46.5%、19.7%、54.9%,丙二醛含量较对照处理分别提升39.7%、109.7%、360.0%,超氧化物歧化酶活性较对照处理分别提升2.3%、3.8%、7.5%,谷胱甘肽还原酶活性较对照处理分别提升97.4%、105.5%、172.5%。此外,在水分胁迫期间,水分亏缺处理(60%FC、40%FC)导致黄芩可溶性糖含量上升,在胁迫30 d时分别达49.7 mg·g^(-1)、57.8 mg·g^(-1),过量水分供给处理(100%FC)导致黄芩过氧化物酶活性提升,在胁迫30 d时达3.99 mg·g^(-1)·min-1。复水能有效降低水分胁迫带来的生理损伤,复水及收获期间,受胁迫处理(100%FC、60%FC、40%FC)黄芩叶绿素超量恢复,总叶绿素含量在复水5 d时较对照处理分别提升5.5%、9.1%、18.2%,受胁迫处理脯氨酸含量与对照处理均降至52.2 mg·g^(-1)附近。重度水分亏缺造成的生理损伤通过复水无法恢复,在收获时40%FC处理中可溶性糖含量达28.6 mg·g^(-1)、丙二醛含量达9.2 mg·g^(-1)、超氧化物歧化酶活性达919.9 U·g^(-1)·h-1、过氧化物酶活性达2.0 mg·g^(-1)·min^(-1),均为处理间较高水平。水分胁迫及复水有利于黄芩产量和质量提升,收获时60%FC处理黄芩苷收获量最高,达629.14 mg·株^(-1)。 展开更多

关键词 黄芩 水分胁迫 复水 生理特性

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风化煤固定化微生物材料对铅的吸附特性及机理 被引量：1

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作者 焦子乐 李建华 +3 位作者 陈潇晶 卢晋晶 郜春花 徐明岗 《山西农业科学》 2024年第1期94-100,共7页

风化煤固定化微生物材料较游离微生物能更好地钝化重金属。研究旨在探究风化煤固定化微生物材料的铅吸附性能及机理,为其污染场地应用提供理论指导和依据。以风化煤固定化微生物材料为对象,通过批量吸附试验系统研究材料的用量、pH、吸... 风化煤固定化微生物材料较游离微生物能更好地钝化重金属。研究旨在探究风化煤固定化微生物材料的铅吸附性能及机理,为其污染场地应用提供理论指导和依据。以风化煤固定化微生物材料为对象,通过批量吸附试验系统研究材料的用量、pH、吸附时间和铅溶液质量浓度对其吸附性能的影响,并采用动力学、热力学模型拟合的方式描述铅吸附过程,结合扫描电镜和红外光谱技术对吸附机理进行探究。结果表明,风化煤固定化微生物材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,在200 mg/L铅溶液中吸附性能最优,最大吸附量达到338 mg/g;拟二级动力学模型和Langmuir模型显示,该吸附过程以化学吸附为主,且铅离子以单分子层的形式排列;热力学分析表明,该反应是自发的吸热反应,温度升高会促进反应的发生。材料表面钙、钠等元素的离子交换作用及羟基、羧基、羰基、酰胺基等活性基团的络合沉淀作用,促进了风化煤固定化微生物材料的铅吸附作用。在铅质量浓度为200 mg/L,材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,可实现材料吸附性能的最大化。材料表面的Ca、Na等元素与铅的离子交换作用以及羟基、羧基、羰基、酰胺基与铅的络合沉淀作用是其主要作用机制。 展开更多

关键词 铅污染修复 固定化微生物材料 吸附特性 动力学模型 热力学模型 吸附机制

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施用有机肥煤矿复垦耕地有机碳的固持效率及组分变化 被引量：8

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作者 徐明岗 李然 +7 位作者 孙楠 安永齐 王小利 靳东升 李建华 张强 洪坚平 申华平 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2143-2151,共9页

【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机... 【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机肥(LMF)和化肥配施高量有机肥(HMF)4个处理。2019年玉米收获前,采集0—20 cm土层土壤样品,采用物理-化学联合分组方法,测定土壤总有机碳(SOC)及各组分有机碳含量,分析碳投入与土壤总有机碳及各组分有机碳含量之间的关系。【结果】复垦11年后,与CK相比,F、LMF和HMF处理SOC含量分别显著增加了23.8%、39.6%和82.1%(P<0.05),固碳速率分别达到0.57、0.83和1.28 t/(hm^(2)·a)。复垦土壤的固碳效率为20.9%,游离态颗粒有机碳组分的固碳效率最大(9.0%),是土壤固碳的主要形式。与CK相比,F处理的土壤游离态颗粒有机碳、化学保护粘粒组有机碳和生物化学保护粘粒组有机碳储量分别提高37.1%、52.3%和93.5%,而LMF和HMF处理提高了土壤游离态粗颗粒有机碳组分、物理保护有机碳、化学保护粉粒组和粘粒组有机碳及生物化学保护粘粒组有机碳储量。与CK相比,HMF处理对上述各组分的提升幅度分别为66.1%、179.6%、59.7%、48.6%及63.0%;与LMF处理相比,HMF处理对各组分的提升幅度分别为19.6%、32.1%、28.5%、5.3%和7.3%。与CK和F处理相比,LMF和HMF处理显著提高了土壤物理保护有机碳在总有机碳中的分配比例。复垦土壤有机碳年均固定量均与年均碳投入量之间极显著正相关,复垦土壤各组分有机碳年均固定量与年均碳投入量之间极显著正相关(P<0.01)。【结论】复垦土壤有机碳年均固定量与碳投入量之间极显著正相关,在复垦11年后,复垦土壤仍有很大的固碳潜力,固存的有机碳主要以游离态颗粒有机碳为主。施用高量有机肥是快速恢复煤矿区复垦土壤有机碳含量的有效措施。 展开更多

关键词 复垦耕地 土壤有机碳 物理-化学联合分组 固碳效率

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