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脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用

土壤学报 2024年第1期61卷 247-257页

作者：陈炳铭冯文婷王玉刚陈园园李彦中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站新疆阜康831505 中国科学院大学北京100049 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为... 详细信息

脱硫石膏溶解产生的Ca^(2+)会和土壤中含碳的阴离子(CO_(3)^(2–)、HCO_(3)^(–))发生反应,最终将CO_(2)吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为研究对象,以脱硫石膏为钙源物对0~20 cm土层进行改良。探究不同时间0~40 t·hm^(-2)脱硫石膏施用量下土壤无机碳(SIC)和土壤无机碳密度(SICD)的变化,从而研究碱土改良中的无机固碳作用。结果表明:施用脱硫石膏能显著减轻土壤碱害(pH下降),增加土壤盐分,同时具有无机固碳作用(SIC和SICD上升)(P土壤无机固碳存在影响,增大相对湿度和降水量会抑制SIC含量和SICD增加,而增大风速、温度和太阳总辐射则有促进作用。研究结果为施用脱硫石膏改良碱土能增加土壤固碳潜力提供了直接证据。

关键词：土壤改良脱硫石膏固碳土壤无机碳碱土

长期施用化肥对红壤磷形态、磷酸酶活性及phoD基因丰度和多样性的影响

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生态学杂志 2024年第2期43卷 487-493页

作者：黄文晶姜楠陈晓冬孙楠徐明岗陈振华张玉兰陈利军中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110107 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所杭州310021 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

以湖南省祁阳县的国家红壤肥力与肥料效益长期试验地为平台,采用单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)4种不同组合的无机肥料添加方式,结合实时定量PCR和高通量测序技术,探究长期施用化肥对土壤磷形态、磷酸酶活性... 详细信息

以湖南省祁阳县的国家红壤肥力与肥料效益长期试验地为平台,采用单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)4种不同组合的无机肥料添加方式,结合实时定量PCR和高通量测序技术,探究长期施用化肥对土壤磷形态、磷酸酶活性及phoD基因丰度和多样性的影响。结果表明:与单施氮肥处理相比,氮与磷、钾配施可以缓解土壤酸化趋势,氮磷配施能够显著增加土壤中各形态磷含量。与单施氮肥处理相比,氮磷、氮钾处理显著提高了土壤碱性磷酸酶活性、土壤总细菌丰度及phoD基因丰度;氮磷钾配施显著提高了土壤碱性磷酸酶活性和土壤总细菌丰度,但显著降低土壤phoD基因丰度。磷酸酶编码基因phoD基因群落的α-与β-多样性在处理间不存在显著差异,且所有处理中来源于假单胞菌属与紫色杆菌属的phoD基因分别超过总序列的45%。此外,链霉菌属、马赛菌属以及短波单胞菌属与土壤磷素存在显著的正相关关系。以上结果表明:在不同养分输入条件下,调节功能菌群丰度及磷酸酶活性的关键因素不同。氮磷钾的合理配施能够增加土壤磷含量和磷酸酶活性,改变phoD基因丰度和群落结构,提高土壤的供磷能力,但长期施用化肥会使土壤微生物物种趋于单一化。

关键词：化肥高通量测序磷磷酸酶 phoD基因丰度和多样性

基于稻虾共作系统水稻收割后水体水质及沉积物重金属风险评估

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基于数字图像处理的水稻生长特征识别研究进展

华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期 122-133页

作者：李志福吴永红刘雪梅李丹华东交通大学土木建筑学院南昌 330013 中国科学院南京土壤研究所南京 210008 中国科学院南京土壤研究所南京 210008 中国科学院大学南京学院南京 211135 华东交通大学土木建筑学院南昌 330013 中国科学院南京土壤研究所南京 210008 南京工业大学城市建设学院南京 211816

为探究稻虾共作系统中水稻收割后水体营养盐和沉积物重金属的分布特征,评估其水生态风险,通过监测 4块稻虾田的种养后期水体中的理化指标,评价了稻虾田中分子氨和沉积物重金属的毒性,系统分析了种养体系中水体营养盐、重金属的生态毒性... 详细信息

为探究稻虾共作系统中水稻收割后水体营养盐和沉积物重金属的分布特征,评估其水生态风险,通过监测 4块稻虾田的种养后期水体中的理化指标,评价了稻虾田中分子氨和沉积物重金属的毒性,系统分析了种养体系中水体营养盐、重金属的生态毒性风险.结果表明,稻虾种养模式的水稻收割后,水体pH值高,达到 9.25;总氮、氨氮和COD浓度分别达到 14.15、11.49和 92.01 mg/L.常年的稻虾共作系统中,沉积物中的重金属ωAs(16.21 mg·kg-1)和ωCd(0.20 mg·kg-1)水平较高,分别超背景值 2.35倍和 1.72倍,其他重金属含量较低.综合潜在生态风险指数和潜在生物毒性评价结果均表明,稻虾共作系统中沉积物重金属的生态风险低,这与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)养殖需要矿物质元素有关.综上所述,稻虾共作系统具有潜在修复土壤重金属污染的能力.

关键词：稻虾共作风险评估营养盐重金属毒性

来源：博看期刊评论

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中国稻米 2024年第4期30卷 7-11,16页

作者：刘正国韩玮高照张子杰刘建立李晓鹏南京信息工程大学生态与应用气象学院南京210044 中国科学院南京土壤研究所南京210008

水稻的特征识别是农业生产中的重要内容,主要指通过农业专家人工目视或使用图像处理和机器学习技术,对水稻的生长状态进行分析和处理,主要包括提取水稻的形状、颜色和纹理等特征和属性,进而对水稻生长状态、病虫害情况等进行识别诊断。... 详细信息

水稻的特征识别是农业生产中的重要内容,主要指通过农业专家人工目视或使用图像处理和机器学习技术,对水稻的生长状态进行分析和处理,主要包括提取水稻的形状、颜色和纹理等特征和属性,进而对水稻生长状态、病虫害情况等进行识别诊断。本文在梳理现阶段国内外相关研究成果的基础上,分析了基于数字图像处理水稻生长特征识别研究的田间图像采集设备、图像处理方式以及基于数字图像处理的水稻生长特征识别应用。总结了稻田中不同应用平台的功能特点。展望了基于数字图像处理的水稻特征识别的未来发展方向。

关键词：水稻图像处理农业特征识别机器学习

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秸秆碳类型对土壤团聚体真菌群落特征的影响

土壤学报 2024年

作者：王萍董建新夏龙龙何京况帅徐艳丽丛萍中国农业科学院烟草研究所中国农业科学院研究生院土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)

真菌的分解作用是驱动土壤养分循环和能量流动的主要动力，然而在团聚体尺度上，真菌群落对不同类型秸秆碳输入的响应特征及关键环境因子尚不明确。以玉米秸秆为原料，设置常规粉碎秸秆（RS）、腐熟秸秆（DS）和秸秆生物质炭（BC）3种... 详细信息

真菌的分解作用是驱动土壤养分循环和能量流动的主要动力，然而在团聚体尺度上，真菌群落对不同类型秸秆碳输入的响应特征及关键环境因子尚不明确。以玉米秸秆为原料，设置常规粉碎秸秆（RS）、腐熟秸秆（DS）和秸秆生物质炭（BC）3种秸秆碳类型的等碳量还田处理，并以不施秸秆（CK）为对照，探讨秸秆碳类型对土壤大团聚体（> 0.25 mm）和微团聚体（土壤真菌群落变化的关键环境因子。2年田间试验结果表明，RS处理显著降低了 0.25 mm大团聚体中真菌的α多样性（P 土壤团聚体真菌群落结构的稳定性。Mantel test分析发现，铵态氮（AN）和pH是影响土壤团聚体真菌群落结构的关键环境因子，且RS处理的真菌群落受土壤环境因子影响最大。真菌群落功能预测分析表明，3种秸秆碳的输入均能降低病原型真菌的相对丰度，减少农田土传病害的发生。综上所述，短期内秸秆还田，不同土壤团聚体真菌更易受秸秆碳类型的影响而产生分异，添加腐熟秸秆和秸秆生物质炭短期内能提升土壤AN含量，进而提高真菌网络的复杂性，促进真菌群落稳定，因此在实际生产中应考虑适当增加腐熟态或炭化态秸秆碳投入以促进土壤生态功能稳定。

关键词：秸秆碳土壤真菌团聚体真菌共现网络

接种蚯蚓对微塑料污染菜地土壤AM真菌多样性及辣椒生长的影响

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应用与环境生物学报 2024年

作者：肖青青贺柏平刘一凡王鑫孙东年林先贵胡君利中国科学院大学中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室合肥大学生物食品与环境学院

现代集约化种植导致菜地土壤微塑料污染问题日益突出。丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌在改善植物营养和增强宿主抗逆性方面具有重要作用，研究接种蚯蚓对土著AM真菌多样性及其功能的影响具有生产指导价值。采用盆栽试验，... 详细信息

现代集约化种植导致菜地土壤微塑料污染问题日益突出。丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌在改善植物营养和增强宿主抗逆性方面具有重要作用，研究接种蚯蚓对土著AM真菌多样性及其功能的影响具有生产指导价值。采用盆栽试验，按0.1%向土壤中添加微塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET），发现接种赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）处理土壤有机碳与有效磷含量分别显著降低8.3%和20.3%，土著AM真菌的物种丰富度和多样性指数也整体趋于下降，其中最优势属由球囊霉属（Glomus，占51.9%）转为类球囊霉属（Paraglomus，占45.6%）；但AM真菌种群丰度、辣椒（Capsicum annuum L.）根系AM真菌侵染率、植株生物量和果实产量显著提高47%至79%不等。冗余分析和相关性分析发现，辣椒果实产量与茎叶生物量显著正相关，后者又与AM真菌种群丰度、侵染率及土壤碱性磷酸酶活性显著正相关；而AM真菌多样性指数则与土壤有机碳含量显著正相关，前者降低是蚯蚓对土壤AM真菌群落结构所形成的选择过滤作用，后者降低则是蚯蚓对微塑料的摄食蓄积作用及对土壤呼吸的强化效果。鉴此，微塑料PET污染菜地接种蚯蚓在降低AM真菌多样性的同时会促进AM真菌种群的扩繁、侵染并增强其促生功能。

关键词：微塑料丛枝菌根真菌蚯蚓辣椒聚对苯二甲酸乙二醇酯

长期不同施氮量下微生物残体氮对土壤氮库稳定性和玉米氮素吸收的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第5期32卷 766-779页

作者：韩建张玉铭何红波李俊娣胡春胜李晓欣董文旭刘秀萍张丽娟河北农业大学资源与环境科学学院保定071001 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院农业水资源重点实验室石家庄050022 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 河北省食品安全重点实验室石家庄050227

在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中... 详细信息

在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田14年长期不同施氮水平定位试验,选取玉米季施氮量150 kg(N)·hm^(-2)(N150)、200 kg(N)·hm^(-2)(N200)和300 kg(N)·hm^(-2)(N300)3个典型处理,通过微区施用15N标记氮肥,在收获期测定玉米产量、地上部总吸氮量和肥料氮吸收量,分析0~20 cm土层土壤全氮(TN)、微生物残体氮[MRN,包括真菌残体氮(FRN)和细菌残体氮(BRN)]、固定态铵(FN)、矿质氮(NH_4^(+)-N+NO_(3)^(-)-N,MN)和其他有机氮(ON)含量及不同氮库对^(15)N的截获,并通过多元回归分析和路径分析建立各形态氮库与玉米氮素吸收的相关关系,研究土壤“老氮”和肥料“新氮”在土壤氮库中的分配及其对作物吸收利用的影响,为研究区氮肥高效利用和地力培肥提供理论支撑。结果表明,玉米产量和氮素吸收以及土壤TN含量均以N200最高,此施氮量有利于作物高产和土壤氮库培育。N300的肥料氮吸收和残留量高于N200,表明N300的土壤氮“激发效应”强于N200,会诱导土壤“老氮”的更多矿化和损失,其土壤TN库稳定性差、更新程度较大。总氮库中,MRN占主导,N200显著高于其他处理,对TN的贡献均在50%以上,且FRN主导了MRN的累积。N200的土壤FRN∶BRN比值显著高于N150和N300,表明适宜施氮可显著提升真菌在氮素积累中的贡献,提升土壤氮库的稳定性;施氮不足(N150)或过量施氮(N300)提升了细菌在氮素积累中的贡献,不利于稳定土壤氮库。N300的MN和FN含量显著高于其他处理,表明过量施肥更多提升的是活性氮库。由此可见,适宜施氮可优化土壤氮库分配,促进更多的氮进入微生物残体氮库,显著提高土壤微生物途径对氮的固持作用,促进土壤对氮素的保蓄与供应良性运行,保障了玉米氮素吸收与产量形成,为指导华北平原农田地力培肥与氮肥减施提供了科学依据。

关键词：玉米施氮量 ^(15)N标记吸氮量土壤氮库微生物残体氮

长期不同施肥措施对盐碱地稻田土壤微生物数量和群落结构的影响

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农业环境科学学报 2024年第8期43卷 1786-1795页

作者：蒋小曈黄立华刘伯顺黄广志杨璨梁燕萍吉林农业大学资源与环境学院长春130118 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站吉林大安131317

为阐明盐碱地稻田长期不同施肥对表层土壤微生物数量和群落结构的影响,以大安站盐碱地水稻长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法研究了单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥单施(M)、有机肥与无机肥配施(MNPK)和秸... 详细信息

为阐明盐碱地稻田长期不同施肥对表层土壤微生物数量和群落结构的影响,以大安站盐碱地水稻长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法研究了单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥单施(M)、有机肥与无机肥配施(MNPK)和秸秆还田配施无机肥(RNPK)对土壤微生物数量和群落结构的影响。结果表明:不同施肥处理土壤中共检测出57种PLFA生物标记,M、MNPK、RNPK和NPK处理的PLFA含量较N处理分别增加26.47%、29.76%、25.07%和13.20%,其中M、MNPK和RNPK处理显著高于N处理(P土壤中的真菌/细菌的比值最大,较二者之比最小的M处理高6.00%,说明有机肥配施化肥对盐碱地稻田土壤生态系统的稳定性具有更好的改善作用。RNPK处理土壤中革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌之比最小,较二者之比最大的M处理降低了13.71%,说明秸秆还田配施化肥处理的土壤营养胁迫小,能有效改善土壤的营养状况。不同施肥处理微生物群落多样性大小表现为N处理土壤的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)和Simpson优势度指数(D)最大,分别较3项指数最小的NPK处理增加10.91%、12.00%和13.79%。冗余分析结果表明,盐分电导率(EC)、有机质和pH对土壤微生物群落变化具有显著影响,解释量分别为54.8%、39.8%和33.1%。因此,长期有机肥与化肥配施、有机肥单施和秸秆还田配施无机肥能有效增加土壤微生物生物量并优化微生物群落结构,进而改善土壤生态环境。

关键词：苏打盐碱地水稻有机培肥土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA) 秸秆还田

莽山浪畔湖国家重要湿地植物多样性及环境解释

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生态学报 2024年第12期44卷 5340-5350页

作者：李阳罗健夫侯志勇谢永宏陈薇黄鑫曾静于晓英中国科学院亚热带农业生态研究所农业生态过程重点实验室中国科学院洞庭湖湿地生态系统观测研究站长沙410125 湖南农业大学园艺学院长沙410128 湖南农业大学风景园林与艺术设计学院长沙410128 益阳市林业局益阳413000

研究莽山高山湖泊湿地植物多样性对环境因子的响应分析,不仅有助于深入了解湿地植物对环境变化下的适应策略,同时对保护当地湿地珍稀濒危物种具有重要价值。采用系统聚类分析、典范对应分析(CCA)和Pearson相关性分析等方法,对研究区30... 详细信息

研究莽山高山湖泊湿地植物多样性对环境因子的响应分析,不仅有助于深入了解湿地植物对环境变化下的适应策略,同时对保护当地湿地珍稀濒危物种具有重要价值。采用系统聚类分析、典范对应分析(CCA)和Pearson相关性分析等方法,对研究区30个植物群落样方进行分析,研究植物多样性与环境因子(土壤、水)之间的相互关系。研究结果表明:浪畔湖国家重要湿地植物群落可分为蕨状苔草+宽叶泽苔草群丛、雪白睡莲+莼菜群丛、水毛花+宽叶泽苔草群丛、莼菜+宽叶泽苔草群丛等4类。雪白睡莲+莼菜群丛Patrick丰富度指数和Pielou均匀度指数最低,Simpson多样性指数最高,水毛花+宽叶泽苔草群丛与之相反。浪畔湖国家重要湿地植物多样性与土壤速效钾和水深呈极显著相关性,与水质氨氮呈显著相关性,水深和土壤速效钾是影响湿地植物群落分布格局的主要因子。群落物种多样性指数与环境因子之间存在显著相关性,群落物种丰富度指数随水深增加呈先增后降的趋势,群落物种均匀度指数与水质氨氮浓度之间呈负相关关系。本研究旨在揭示浪畔湖国家重要湿地植物多样性与环境因子之间的生态关系,为保护湿地珍稀物种及维持湿地生态系统稳定提供理论依据。

关键词：高山湿地群落多样性环境因子系统聚类典范对应分析(CCA) Pearson相关性分析

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