生物炭对土壤微生物特性影响的研究进展

生物炭是在低氧条件下生物质经过热裂解得到的含碳丰富的产品,可提高土壤酸碱度,具有保水保肥及改善土壤微生物特性等功能。综述了生物炭对土壤微生物生物量、微生物群落结构及土壤酶活性的影响,多数研究表明:生物炭的碱性性质及多孔性质提供了适宜微生物生长的微环境,从而增加了土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮等的含量; 生物炭含有的营养物质及多孔性质,促进了土壤中细菌及某些功能菌的生长,但同时生物炭中含有的重金属及多环芳烃等有毒物质对细菌生长存在抑制作用; 相比于土壤细菌,生物炭碳氮比(C/N)高、含大量难降解碳化合物,则有利于土壤真菌生长,并且生物炭具有的较大孔隙度,为真菌菌丝提供了附着位点; 生物炭对微生物的促进作用间接提高了土壤中脱氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶等土壤酶活性。因此,未来应进一步探索生物炭与土壤微生物之间的相互作用机理,深入了解生物炭的土壤改良作用,深化对土壤微生物多样性的认识。     

生物炭对土壤修复的研究进展

我国农业已逐步由粗放型经营转变为集约型经营，绿色低碳模式逐渐成为农业发展的新方向。生物炭是一种新型生物材料，主要以农业废弃物为原材料经高温加工而成，富含碳元素及其他植物所需的微量元素,孔隙结构发达，表面积巨大，对土壤具有修复作用。生物炭的优良性质使其近年来在农业生产和生态环境保护方面得到了广泛应用和关注。重点综述了生物炭对土壤性质（pH和田间持水量）、土壤养分、土壤酶活性以及土壤微生物群落的影响，对国内外研究动态和研究热点进行了简要归纳，通过思考和分析，对生物炭未来的研究方向提出合理建议，以期为今后生物炭的深入研究提供依据。     

生物质炭对蚯蚓抗氧化防御系统的影响

以赤子爱胜蚓为研究对象,采用土壤-生物质炭培养体系,研究了不同裂解温度下(350℃、550℃和750℃)获得的生物质炭对蚯蚓SOD、CAT、POD等抗氧化系统酶的活性和脂质过氧化产物MDA摩尔浓度的影响。通过比较土壤培养体系和土壤-生物质炭培养体系中蚯蚓抗氧化系统酶活性的差别,本实验有针对性地对生物质炭施用量进行了调节、修饰或去除,阐明了生物质炭对蚯蚓生理水平(抗氧化防御能力)的效应,深化了人们对生物质炭施用环境安全的认识。     

生物质炭对废弃农田土壤中重金属形态和生物有效性的影响

本研究将生物质炭（2%,质量分数）施加到重金属污染农田土壤中,并采用盆栽试验方法种植小白菜,以考察生物质炭对废弃农田土壤中重金属（Cd、Pb、Cu、Ni、Zn和Cr）的总量和形态、小白菜生物量及其吸收重金属的影响。结果表明：生物质炭对土壤中Cd、Cu、Ni的总量无显著影响,而对Pb、Zn和Cr总量的影响主要与生物质炭吸附能力差异对淋溶损失的影响有关。生物质炭对土壤中重金属形态的影响与生物质炭和重金属的种类有关：生物质炭对Pb和Zn形态的影响程度最大,Cd和Cu次之,但对Ni和Cr形态几乎无影响。生物质炭（除了CC6）使小白菜的干重显著增加了27%～78%(P <0.05),这可能与生物质炭使土壤有机质含量显著增加以及总氮和总磷略有增加有关。除Pb外,生物质炭对小白菜吸收其余重金属无显著影响（P> 0.05）。本研究土壤中Cr超过了农用地土壤污染风险管控标准限值而Pb和Cd均未超标,但对照组和生物质炭处理组的小白菜中Cr、Pb和Cd均超过了食品国家安全标准限值。因此,在利用生物质炭修复重金属污染土壤时,特别是农田土壤,应在充分考虑土壤性质、农作物类型、重金属和生物质炭种类的基...     

Cd,Pb污染下植物生长对土壤酶活性及微生物群落结构的影响

主要研究重金属污染下植物生长对土壤酶活性和微生物群落结构的影响。玉米为供试植物。结果表明:Cd,Pb污染下土壤呼吸强度和酶活性随重金属浓度和培养时间增加而逐渐减小,土壤中低浓度Pb可促进脱氢酶和脲酶活性,但对磷酸酶起抑制作用;种植玉米可减轻Cd,Pb对磷酸酶和脲酶的影响,促进土壤呼吸,但对提高脱氢酶活性作用不显著,同时,种植玉米有利于降低Cd,Pb对脲酶和脱氢酶的抑制作用,但对提高磷酸酶的抑制作用阈值并不显著;Pb对土壤基因多态性的影响要小于Cd,种植玉米有利于提高土壤基因多态性及基因丰富度。因此提高植物多样性对减轻重金属毒害,增加微生物群落多样性和促进土壤健康具有重要意义。     

马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的影响

探讨马尾松(Pinus massoniana)纯林改造成马尾松×红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应,为马尾松人工林质量的精准提升提供理论依据。以60 a生的马尾松纯林和改造后的异龄混交林为对象,比较分析纯林和异龄混交林土壤微生物群落结构和功能差异,以及土壤微生物类群与土壤酶活性和土壤性质的相关性。两种林分土壤磷脂脂肪酸(PLFAs)含量均大于0.01 nmol·g-1的标记种类为27种,其中25种PLFAs标记含量均为纯林高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落、细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的PLFAs均显著或极显著高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落的PLFAs多样性均高于异龄混交林,其中土壤PLFAs丰富度和均匀度指数差异不显著,而香农威纳指数、Simpson指数差异显著;马尾松纯林改造为异龄混交林后,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶活性均呈现不同程度的降低,而土壤酸性磷酸酶和脲酶活性增加;相关分析表明,不同土壤微生物类群均与β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶呈正相关,与酸性磷酸酶和脲酶呈负相关;与土壤有机质、有效钾呈极显著正相关,而与土壤含水量、土壤微生物生物量氮呈显著负相关。马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应不明显,异龄混交林结构简单,物种多样性少,土壤有机质低,以及雨季土壤含水量过高是其土壤微生物群落多样性和土壤酶活性低于纯林的主要原因。     

半夏块茎提取液对土壤微生物和酶活性的影响

半夏(Pinetlia ternata (Thunb.) Brier.)是大量使用的中药材,连作障碍严重。在供试土壤中,通过试验加入不同浓度的半夏块茎提取液(Pinellia ternata tuber extracts,PTE),研究它们对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,在加入PTE的土壤中,细菌和放线菌数量比对照组降低约67. 56%和82. 00%,但真菌变化并不显著;另外,PTE还显著降低土壤微生物群落的多样性、均匀度和优势度指数,说明加入PTE恶化了土壤生态环境,使微生物数量减少,种群密度降低。由于土壤微生物是土壤酶的主要来源,土壤酶活性与土壤微生物种群结构和数量密切相关。PTE对土壤酶活性的影响表现出多样性,提高蔗糖酶活性,降低脲酶和磷酸酶活性。相关分析表明,土壤脲酶活性与细菌、放线菌的数量呈显著正相关(r=0. 977*、r=0. 969*,n=4);土壤磷酸酶活性与放线菌数量呈显著正相关(r=0. 959*,n=4)。这说明土壤酶活性表现出多样性变化,实际上反映出微生物不同种群对PTE的敏感度不一样。PTE对土壤酶活性产生的不同影响,可能妨碍土壤生物化学反应的有序进行,进而使土壤中的能量转化处于混乱状态,造成土壤功能失调。因此,在半夏生长过程中,根系分泌的化感物质可能改变土壤微生物种群结构,造成连作障碍。     

野外农田系统中聚乙烯微塑料对土壤-小麦系统的影响

塑料制品的大量生产和广泛应用导致土壤的微塑料(粒径小于5 mm)污染日益严重.采用野外lysimeter系统开展了为期半年的实验,研究野外实际环境中聚乙烯微塑料对土壤理化性质、小麦生长和土壤微生物群落的影响.结果表明,147和782 mg·kg~(-1)聚乙烯微塑料暴露对小麦秸秆和籽粒生物量、土壤微生物群落的多样性和结构组成均无显著改变,但是却显著影响土壤理化性质,包括降低土壤有机质、阳离子交换量、总磷和有效磷含量,增加土壤微团聚体比例,其中147 mg·kg~(-1)聚乙烯微塑料显著降低土壤磷酸酶活性.相关性分析结果显示土壤养分指标与丰度微生物具有显著相关性,其中与土壤有效磷具有正相关关系的微生物占比最多,表明聚乙烯微塑料可能影响土壤中参与磷代谢的微生物,改变土壤磷酸酶活性,进而影响土壤中的磷循环.     

生物炭在土壤污染修复中的潜在作用

生物炭作为土壤改良剂和污染物吸附剂能够改良受重金属污染的土壤,因此受到国内外学者的普遍关注。在国内外研究生物炭改良土壤应用的基础上,概述了生物炭可影响土壤的理化性质和土壤污染物的稳定性,以及生物炭在土壤中可改变重金属的迁移转化行为和微生物群落的行为及其潜在作用,这对未来生物炭的大规模推广应用提供了参考,具有重要的现实意义。     

生物炭和堆肥联合修复重金属和有机物污染土壤的研究进展

生物炭和堆肥可以有效的减少有机废物的容积,适用于土壤修复,被认为是高效的废物管理策略。本文综述了在生物炭和堆肥联合修复重金属污染土壤过程中两者的相互作用。在堆肥过程中,添加生物炭可以改变堆肥过程中的物理化学变化,微生物群落和结构,有机质的腐殖化过程以及恶臭气体的释放。同时,生物炭的添加改变了堆肥过程中营养元素的含量和土壤阳离子交换容量以及有机质含量,进而影响微生物的活性。另一方面,生物炭在堆肥化过程中,其物理化学性质和表面官能团发生了改变。生物炭和堆肥的相互作用增强了污染土壤的修复效果。基于以上内容,文章进一步探讨了该领域未来研究的重点,以期对复合型污染土壤修复方面的工作提供参考。     

武夷山土壤粒径分布特征及其可蚀性研究

为了更好地了解中亚热带山地土壤粒径分布及其可蚀性因子特征,以武夷山北段山脉为研究对象,选取土壤垂直带中6个代表性剖面,分析粒径分布规律,并结合有机碳分布特征,计算土样的可蚀性K值.结果表明:1)武夷山土壤质地以壤土和粘壤土为主,砂和粉砂相对含量随海拔升高大体呈上升趋势,粘粒含量则呈下降趋势;2)总体上,武夷山土壤可蚀性K值较小,但同一土壤剖面上B层的比A层的大,且土壤可蚀性因子K值随海拔呈先下降后上升的趋势,其值取决于质地和有机质含量.     

陕北枣林土壤动物与土壤因子关系研究

目的为深入研究枣林土壤动物对土壤质量变化的指示作用提供基础资料和理论依据。方法在陕北枣林研究区域内,以土壤动物和根际土壤为研究对象,采取野外调查取样、定点动态观测与室内实验测试相结合的研究方法。结果陕北枣林土壤动物类群数与土壤因子的相关程度不如密度明显。大型土壤动物类群数及其和中小型土壤动物密度与土壤营养要素相关程度较为密切,而且pH值无论对土壤动物类群数还是密度影响都最明显;土壤含水量对大型土壤动物的类群和中小型土壤动物密度有显著影响;陕北枣林土壤动物与土壤环境要素特征也具有明显的季节性变化。结论生境差异对大型土壤动物群落类群数均具极显著影响,而季节变化仅对中小型土壤动物个体密度具有显著影响。     

Impoverishment of Soil Nutrients in Gully Erosion Areas in Yuanmou Basin

The impoverishment of soil nutrients of nine gully head areas in Yuanmou Basin is assessed through an integrated evaluation method established on the basis of Fuzzy mathematics and multivariate mathematical theory. Results show that soil erosion of gully erosion area in Yuanmou basin has resulted in severe impoverishment of soil nutrients. All gully head areas are at high leves of impoverishment except for one at middle. By probing into and analyzing the mechanism of impoverishment of soil nutrients, we find that soil erosion has led to impoverishment of soil nutrients in a way of compacting soil, heightening position of obstacle horizon, and reducing the content of organic matter, as well as the direct loss of nutrient elements. Finally, this paper points out that soil and water conservation arming at the prevention of soil erosion is the most effective way against impoverishment of soil nutrients in Yuanmou basin.     

浅析武夷山山地土壤理化性质的垂直分异

土壤的理化性质反映了土壤在物理和化学方面的特征,它直接影响着土壤的肥力大小,成为评价一个地区土地初级生产能力的重要指标.研究针对武夷山地区6个典型土壤剖面,通过野外调查取样和室内理化分析方法,对6个剖面土壤基本性状进行测定、对比分析.结果发现,武夷山山地土壤理化性质在垂直高度上呈现明显的地区分异：1）随着海拔的逐级递增,土壤A发生层厚度也随之递增;2）根据前苏联土壤质地分类,武夷山山地土壤总体上是属于壤土,但各个剖面由于成土环境的不同,土壤质地仍存在着一定的差异性.随着海拔的逐级递增,土壤质地从中壤土向轻壤土、砂壤土逐渐过渡;3）武夷山山地土壤的pH值大致在4.2~4.5范围内,其土壤类型属于强酸性土类;4）土壤有机质质量分数总体上也随着海拔的逐级递增而增加.     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.     

秸秆对茶园土壤有机碳稳定性影响的研究进展

我国茶园普遍存在土壤有机碳含量低等问题,这对茶叶产量品质造成极大影响.施加秸秆可提高茶园土壤有机碳含量.土壤有机碳稳定性机制包括有机碳内在难降解性、黏土矿物的化学保护和土壤团聚体的物理保护作用以及生物作用等.土壤有机碳稳定性的影响因素主要有有机碳自身的分子结构性质、土壤生物环境和非生物环境等.施加秸秆提高茶园土壤有机碳主要途径有秸秆自身作为碳源、促进茶树生长、增加土壤微生物生物量以及改良土壤结构和改善土壤化学性质等.最后展望了未来研究所面临的任务.     

复杂成层土中管桩振动特性分析

为了完善桩基检测理论及提高桩基检测质量,以地下水位面为界限,将管桩侧面土考虑为单相-饱和复杂成层土,进行了单相-饱和复杂成层土中管桩的纵向振动特性研究。首先根据地下水位面分界,分别建立了单相土层和饱和土层与管桩耦合振动的数学模型,然后进行了土体的动力方程求解得出管桩侧面土的剪切复刚度,根据阻抗传递性得到桩顶阻抗,进而得出速度导纳和速度时域的表达式,最后分析了地下水位面变化和地下水位面一定时桩土参数变化对桩顶动力响应的影响,并对比分析了相同参数下桩周土为成层单相土、单相-饱和复杂成层土、成层饱和土时桩顶动力响应的差别,得到了水位影响下复杂土中管桩耦合振动规律。     

亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO_2浓度动态初探

土壤CO2作为岩溶作用的重要驱动因素受到越来越多学者的关注,本文在对南川市金佛山西坡次生灌丛区连续观测的基础上,对亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO2浓度动态作了详细的研究,初步得出以下结论:(1)土壤CO2随着气温的日变化而呈现明显的日变化,同时对气温的变化有明显的滞后效应。(2)不同土壤深度CO2浓度的大小基本上呈同向变化,但深度对CO2浓度的影响较为复杂。(3)气温和地温的变化和土壤CO2浓度的变化有很大的一致性,温度的变化会引起土壤CO2浓度的较大变化,而植被层的湿度和土壤CO2浓度的变化之间的关系不明显,降水和表层土壤含水量对土壤CO2浓度的贡献较大。(4)土壤CO2明显的驱动着岩溶作用的进行。以上结论的得出对进一步研究土壤CO2对岩溶的驱动作用打下了坚实的基础.     

金属材料在土壤中的腐蚀速度与土壤电阻率

从分析土壤的各种性质入手,利用物理化学原理讨论了土壤电极率的本质及其影响因素,结合电极过程动力学理论,研究了电迁移对金属在土壤中腐蚀的电极过程的影响,从而说明了用土壤电阻率来判断金属材料在土壤中的腐蚀速度有时会出现误判的原因,并解释了某些酸性土壤中金属材料的腐蚀速度随土壤电阻率的增大而增大,在某些含盐量的高的土壤中金属材料的腐蚀速度不随土壤电阻率的减小而减小却会增大的现象。     

磷石膏对黄壤镁吸附解吸特性的影响

土壤的镁素吸附解吸行为与生态、农作物间的平衡发展密切相关，对维持土壤正常的生态效应具有重要意义。磷石膏用作土壤改良剂可改变土壤的理化性质，进而影响土壤镁的吸附解吸行为。本文以磷石膏和黄壤为原料，研究磷石膏掺量对黄壤镁吸附解吸特性的影响。结果表明：磷石膏基本不影响黄壤的镁吸附行为，适量磷石膏可促进黄壤对镁的吸附作用，培养时间对磷石膏促进或抑制黄壤镁吸附能力作用的影响不显著；原土和混合土样的镁等温吸附过程均符合Langmuir等温吸附方程，磷石膏几乎不影响其对镁的吸附热力学特性；原土和混合土样的镁吸附动力学过程满足准二级动力学方程，磷石膏没有改变黄壤对镁的吸附动力学行为；适量磷石膏可促进黄壤对镁的解吸作用，掺量过多促进解吸的作用会减弱，甚至可能抑制黄壤对镁的解吸作用。