土壤生态

• 土壤团聚体孔隙及其表征方法

  黄文智;陈学文;梁爱珍;张延;黄丹丹;刘立名;柳亚彤;张蕾;

  土壤团聚体孔隙结构作为土壤质量的核心要素，通过调控水气运移、养分循环和微生物活动等生态过程，深刻影响着农田生态系统功能。本文系统阐述了团聚体孔隙的形态特征及其与土壤水分动态、根系互作、碳氮循环和气体交换的互馈机制。团聚体间孔隙主导水分优先流与气体扩散，而微孔隙则影响有机碳的稳定性和养分固存。根系生长通过机械作用与分泌物调控孔隙网络重构，同时孔隙结构制约着根际过程与微生物活性。传统表征方法受限于二维分析和结构破坏，难以解析孔隙三维连通性等关键特征。计算机断层扫描技术通过非侵入式三维成像实现了孔隙形态、分布及连通性的定量表征，揭示了耕作方式、干湿循环等管理措施对孔隙结构的重塑规律。当前研究面临的技术瓶颈是：图像分辨率与阈值分割方法制约孔隙网络精准解析，多尺度关联机制和动态过程监测不足，同步辐射技术的广泛应用受限。未来需融合4D-CT、人工智能和跨尺度建模技术，发展标准化图像处理流程，深化孔隙结构与生态功能的动态耦合研究，为土壤健康管理提供理论支撑。

  2025年02期 v.14;No.54 129-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K]
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• 吉林西部盐碱地土壤氟分布特征及其对土地利用的响应

  阎百兴;欧洋;滕洪辉;祝惠;王鑫壹;

  采集水田、旱田和盐碱荒地的土壤样品，利用形态测定的方法，分析吉林省西部盐碱地不同灌区表层土壤全氟、水溶态氟含量的分布规律，并开展水溶态氟的分级分区，分析土壤类型及土地利用类型对土壤氟含量的影响，探讨区域盐碱土壤水溶态氟含量高的成因。结果发现，区域盐碱土壤全氟和水溶态氟含量均值分别为365.26 mg·kg~(-1)和14.45 mg·kg~(-1)，灌区间盐碱土壤全氟含量存在明显差异，水溶态氟含量差异不明显；区域全氟含量处于中低水平，而水溶态氟含量处于较高水平，土地利用类型对土壤全氟、水溶态氟含量有一定影响；地质地貌背景和盐碱环境共同造成区域盐碱土壤水溶态氟在土壤中的形成与富集。盐碱荒地水田开发中氟的环境风险不容忽视，建议加强固定剂的施用和污染防控措施的研发。

  2025年02期 v.14;No.54 144-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K]
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• 秸秆不同还田方式对黑土物理结构及玉米产量的影响

  时雁;张程杰;王洋;

  团聚体是影响土壤生产力的重要因素。为探究秸秆不同还田方式对黑土物理结构的影响，在中国科学院东北地理与农业生态研究所长春综合农业试验站作物高光效栽培示范区，开展秸秆不同还田方式试验，包括秸秆碎混还田（CR）、秸秆碎混还田+秸秆腐解剂（DA）、秸秆过腹还田（CM）、秸秆堆腐还田（SC）和秸秆炭化还田（BC），以无秸秆还田为对照（CK），采用土壤环刀法、土壤干筛法和土壤湿筛法测定玉米成熟期土壤含水量、孔隙度、容重及团聚体相关指标，并测定籽粒产量。研究结果表明，黑土团聚体主要以机械稳定性团聚体为主，水稳性团聚体占比较小；秸秆过腹还田对于耕层（0～20 cm）土壤大团聚体比例的提升效果优于其他还田处理，且团聚体破坏率和不稳定团聚体指数均较低、水稳系数较高；此外秸秆过腹还田显著提高穗粒数和百粒重，有提高玉米产量的趋势。通过Pearson相关性分析发现，>0.25 mm水稳性团聚体比例与团聚体破坏率和不稳定团粒指数呈显著负相关关系，说明大团聚体比例越高，土壤团聚体稳定性越强，土壤物理结构越稳定；此外产量与>0.25 mm机械稳定性团聚体比例呈显著正相关关系，表明土壤大团聚体比例可能有利于作物产量的提升。在所有还田处理中，秸秆过腹还田在提高黑土团聚体机械稳定性和水稳定性及玉米产量方面的效果最佳。

  2025年02期 v.14;No.54 155-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
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• 云南省思茅区有机茶园土壤肥力与生态风险评估

  刘志薇;王启;伯年国;王藤;陈平;李成华;赵明;

  明确有机茶园土壤养分状况及重金属含量，可为有机茶园土壤养分管理、肥力提升和生态风险预警提供科学依据。本研究采集了云南省普洱市思茅区7个主要产茶乡镇共72个有机茶园土壤样品，检测了铬、铅、砷、锌、铜、汞、镉、镍8种重金属含量，分析了土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量6种土壤养分指标。结果显示，思茅区有机茶园土壤pH值平均值为4.44,37.5%的样点茶园处于Ⅰ级优质标准；茶园土壤的有机质、全氮、有效磷等指标高于优质标准；应用土壤肥力综合指数（IFI）对有机茶园土壤养分状况及肥力质量进行综合评价发现，IFI值范围在0.25～1.00之间，平均值为0.66，分别有22.2%、68.1%样点的茶园处于Ⅰ、Ⅱ级优质标准，优良率达90.3%；土壤中重金属镉、铜、铅、铬、汞、砷、锌和镍的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)、13.8 mg·kg~(-1)、16.4 mg·kg~(-1)、39.5 mg·kg~(-1)、0.03 mg·kg~(-1)、14.3 mg·kg~(-1)、38.4 mg·kg~(-1)和16.0 mg·kg~(-1)，运用Hakanson潜在生态风险指数法（RI）评估发现RI最大值为245.0，最小值为46.3，平均值为91.15(<150)。思茅区有机茶园整体土壤养分状况优良，土壤肥力综合指数较高，部分有机茶园土壤酸化严重，综合潜在生态风险指数较低。

  2025年02期 v.14;No.54 168-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K]
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• 长白山区复合生态系统土壤肥力特征及影响因素分析

  胡卓楠;杨亮;王国平;韩冬雪;高传宇;

  长白山区独特的地形和气候条件造就了肥沃的森林土壤。随着近现代的开垦，该区域形成了森林、森林-耕地过渡带与耕地的复合生态系统。本研究测定了三种不同土地利用方式下的土壤养分含量、磁化率，并进行了粒度分级分析。采用蒙特尔检验对不同生态系统的土壤养分进行了检验和分析，重点探讨了森林土壤与坡耕地土壤养分之间的相似性特征，并分析了坡度变化对水力侵蚀下森林土壤与耕地土壤关系的影响。结果表明，森林和耕地土壤总有机质分别为9.70%和4.92%，森林土壤的养分含量最高，而坡耕地土壤的养分显著低于森林土壤。土地利用方式的变化会影响土壤特性，耕作会导致土壤养分含量下降，但增加土壤中的粘粒比例。蒙特尔检验相关系数与地貌的线性拟合结果表明，长白山区耕地土壤养分的迁移受坡度的主导作用。水力侵蚀使得森林土壤中的养分物质被冲刷并随水流迁移到下游的坡耕地土壤中。随着坡度的增大，不同生态系统土壤养分的相关系数逐渐增高，更多养分物质被冲刷至坡耕地土壤中。在长白山区，通过布设复合生态系统样带并实施合理的耕作制度，可以有效减少土壤养分流失，延缓土壤退化进程，从而促进坡耕地的可持续发展，保障粮食安全。

  2025年02期 v.14;No.54 180-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
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• 地膜覆盖和秸秆添加对日喀则马铃薯农田水热特征及产量的影响

  达娃普尺;

  西藏自治区日喀则市耕地地力匮乏，气候干旱冷凉，土壤温湿度较低，不利于马铃薯的正常生长和发育。而秸秆覆盖能够调节土壤温度和湿度条件，为马铃薯生长创造更加适宜的微环境。为探究地膜和添加不同厚度秸秆对马铃薯农田土壤温湿度及产量的影响，试验设置5个处理，包括常规种植（CK1）、覆膜种植处理（CK2）、添加秸秆3 cm处理（T1）、添加秸秆6 cm处理（T2）和添加秸秆9 cm处理（T3）。结果表明，T3处理增温保湿效果虽然低于CK2，但均高于其他处理，具备一定的保湿蓄热作用；生育期较对照提前，但无显著差异；株高较其他处理矮，但茎粗相对较粗，生育性状虽不及覆膜处理好，但利于增产；单株产量与CK2无显著差异，比CK1显著增产33.3%；单株薯数比CK1增加43.9%；公顷产量比CK1增产17.4%，但比覆膜处理有所减产。由于覆膜处理存在农事操作的复杂性和塑料薄膜环境污染问题，因此，采用适当厚度的秸秆覆盖代替塑料覆膜，更适合西藏自治区日喀则市绿色马铃薯生产的需求。

  2025年02期 v.14;No.54 188-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
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大豆遗传育种

• 植物免疫诱抗剂对大豆主要根部和种子病害的防治效果

  韦柳利;孙艳春;徐彬钰;李雨婷;王文霞;谢倚帆;常豆豆;马艺倩;李春杰;

  为探讨三种植物免疫诱抗剂对大豆主要根部和种子病害的防治效果及其对大豆生长和产量的影响，开展了东生1大豆室内种子萌发试验、温室盆栽和田间大区试验。结果显示：三种植物免疫诱抗剂的3个测试浓度包衣处理对大豆萌发和生长未产生不利影响，并且适当浓度有促进发芽的趋势；其中寡糖制剂在温室定量接种情况下对大豆胞囊线虫病的防效为50.4%，在田间对大豆根腐病防效达72.6%；普利维和沃科森能增强大豆根系固氮能力；三种植物免疫调节剂对种子病害防效均达42.2%以上，增产5.35%以上。收获时三种制剂均能促进大豆成熟，其中寡糖处理使大豆植株茎秆粗壮，抗倒伏能力较为明显。因寡糖制剂增产和防病效果好，具有应用前景。

  2025年02期 v.14;No.54 196-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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• 大豆矮化突变体df1的候选基因鉴定

  刘锦宇;吴士浩;仲威宇;张文韬;朱晓斌;夏正俊;

  植物在外界物理与化学因素的胁迫下会产生基因突变。这种染色体基因组的变化不但能创造新的遗传变异材料，为植物遗传改良与育种服务，同时也是研究基因功能的重要技术手段。本研究对我国东北地区的大豆主栽品种黑河43进行伽玛射线诱变，获得极度矮化突变体df1。遗传分析显示，df1突变为隐性单基因遗传。对杂合型衍生的df1突变型与正常野生型进行混池测序后，利用鉴定基因的BVF-IGV流程，确定了位于1号染色体上包含69个基因的大片段缺失是引起df1突变的遗传因子。缺失区域序列开发的分子标记与表型间进行连锁分析及野生型与突变型混池的转录组分析结果，佐证了上述结论。根据本研究中野生型与突变型的基因表达谱以及公共资源中5 000多份品种的转录组数据分析结果，最终确定Glyma.01G066600等26个基因为候选基因。研究结果为进一步通过精细定位克隆df1的功能基因以及明确其调控大豆生长发育的分子机理奠定了基础。

  2025年02期 v.14;No.54 207-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K]
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• 钾高效型鲜食大豆根际及非根际土壤钾素生物有效性研究

  于沁覃;夏厚禹;吕艳超;斯琴图雅;刘长锴;张秋英;刘晓冰;

  钾高效型鲜食大豆对钾素的吸收利用效率更高，根系吸钾能力更强。然而，其根系是否通过高效活化土壤钾素，提高土壤钾素的生物有效性从而保障钾素供应尚不清楚。本研究采用分室根箱试验方法，比较了不施钾肥和正常施钾肥120 kg(K_2SO_4)·hm~(-2)(K120)两种条件下，钾高效型和钾低效型鲜食大豆根际及非根际不同距离（0～2 mm、2～4 mm和> 4 mm）土壤中速效钾和缓效钾的差异。结果表明，与钾低效型材料L7相比，不施钾处理下钾高效型材料L20根际及非根际不同距离土壤中速效钾含量更低，而土壤中缓效钾含量更高，尤其是非根际> 4 mm土壤。因此，L20根际与非根际土壤中相比于L7均保持了更低的速效钾与缓效钾（A/S)比值，说明钾高效型鲜食大豆L20根系可以利用更低浓度的速效钾，并对缓效钾的活化能力更强，有利于其向速效钾的转化。研究同时发现，不施钾肥对钾高效型材料L20干物质及钾素积累的影响更小。更强的活化土壤缓效钾向速效钾转化可能是钾高效型鲜食大豆L20钾素供应的重要基础，这些发现为钾高效型鲜食大豆品种的选育提供了重要的理论依据。

  2025年02期 v.14;No.54 217-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
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酸化耕地治理与粮油作物丰产专栏

• 三种含钙物质对南方酸性镉污染土壤调酸降镉效应

  林小兵;周利军;武琳;王斌强;黄尚书;刘春香;况姚赟;王焕;陈国钧;

  为验证含钙（Ca）物质对农田土壤酸化改良和镉（Cd）污染的协同修复效果，采用大田试验，研究了3种含钙物质（生石灰、石灰石粉和牡蛎壳粉）对土壤Cd含量、化学性质（pH、阳离子交换量、交换性钙、有机质、速效氮磷钾养分）及其水稻不同部位中Cd含量的影响。结果表明：与对照（CK）相比，施用含钙物质土壤pH上升了1.17～1.69个单位，其增幅为17.1%～17.8%(P<0.05)，以石灰石粉处理的pH值最高；交换性钙含量增加了60.2%～171%(P<0.05)；阳离子交换量增加了16.2%～20.0%(P<0.05)；有效态Cd含量降低了15.8%～21.1%(P<0.05)；水稻根系、茎秆、叶片、谷壳和糙米中Cd含量分别显著降低了25.6%～38.5%、 61.7%～78.5%、 60.5%～88.9%、 61.5%～76.9%和47.6%～66.7%(P<0.05)，以石灰石粉处理糙米Cd含量最低；且各处理糙米中Cd含量均低于限量标准（≤0.20 mg·kg~(-1)），各处理还显著降低了水稻不同部位中Cd富集系数（P<0.05）。相关性分析表明：水稻各部位中Cd含量与土壤有效态Cd含量呈显著正相关关系（P<0.01），而与土壤pH和阳离子交换量呈显著负相关关系（P<0.05）。施用含钙物质能有效阻止土壤Cd进入水稻体内，显著降低可食部位-糙米中的Cd含量，并以石灰石粉处理“调酸降镉”效果最好。

  2025年02期 v.14;No.54 227-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K]
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• 土壤调理剂对酸性土壤中铅赋存形态及其钝化效果的影响

  刘辽源;

  为明确不同土壤调理剂对酸性土壤中铅（Pb）赋存形态及其钝化效果的影响，本研究以受Pb污染弱酸性耕地土壤为材料，采用盆栽实验，添加石灰粉、白云石粉、牡蛎壳粉、泥炭土、硅钙镁钾肥等5种调理剂，监测了试验后60 d土壤中5种赋存形态Pb含量与土壤pH的变化，分析其钝化土壤中Pb污染的效果。结果显示，土壤中5种赋存形态Pb以可还原态、残渣态Pb为主，其后依次为弱酸提取态、可氧化态和水溶态Pb。添加石灰粉、白云石粉、牡蛎壳粉、泥炭土、硅钙镁钾肥试验后60 d，与CK相比，土壤pH分别提高了1.81、1.49、1.17、0.48和0.60个单位（P<0.05）；水溶态分布系数分别显著降低了92.5%、92.5%、90.0%、57.5%和37.5%，弱酸提取态Pb分布系数分别降低了87.2%、73.7%、77.3%、26.7%和44.9%，可氧化态Pb分布系数分别提高了7.63%、7.90%、17.2%、40.1%和31.9%；而可还原态和残渣态Pb分布系数除了泥炭土与CK差异不显著外，其它处理均有不同程度的提高。土壤pH与其钝化效果具有抛物线型变化关系，相关系数（r）为0.973 5(P<0.01)。5种调理剂具有降低土壤中有效态Pb，并提高潜在有效态和不可利用态Pb的作用；钝化土壤中Pb污染的效果分别为87.2%、73.6%、77.3%、26.7%和44.9%。应用这5种调理剂及适宜施用量，钝化修复酸性土壤中Pb污染是一种有效可行的安全利用技术措施，值得在进一步大田试验验证后进行示范推广。

  2025年02期 v.14;No.54 235-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
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• 超稳矿化材料（LDHs）对镉污染红壤性水稻土的修复效果

  龙燕;徐高理;杨林;晏婷;欧阳潞;

  耕地土壤重金属污染已成为制约绿色农业健康发展的突出短板之一。超稳矿化材料（LDHs）是一种新型的层状复合金属氢氧化物，因其具有分层结构、高比表面积和可交换的层间阴离子而在土壤修复领域表现出高效、稳定的特点。探究LDHs对土壤-作物系统重金属Cd的影响，可以为Cd污染耕地安全利用提供科学依据。以Cd污染红壤性水稻土为研究对象，采用室内苋菜盆栽实验方法，设置了0、2 g·kg~(-1)、5 g·kg~(-1)、10 g·kg~(-1)和20 g·kg~(-1) 5个不同LDHs用量处理，研究了LDHs用量对土壤p H、土壤有效态Cd含量及苋菜中Cd含量的影响。结果表明：与CK相比，施用LDHs后pH值显著提高0.85～3.54个单位（P<0.05），且随施用量的增加而增大；土壤有效态Cd含量随施用量的增加显著降低了58.5%～99.6%(P<0.05）。当施用量为2 g·kg~(-1)时，苋菜地上部分Cd含量与CK差异不显著；施用量≥5 g·kg~(-1)时，苋菜地上部分Cd含量随施用量增加而降低，降幅为52.5%～87.8%(P<0.05）；苋菜地下部分Cd含量随施用量的增加而呈下降趋势，且较CK显著降低45.3%～85.5%(P<0.05）。苋菜富集系数与上述变化规律一致。土壤p H与土壤有效态Cd含量、BCF_(shoot-soil)、BCF_(root-soil)均呈显著负相关关系；土壤有效态Cd含量与BCF_(root-soil)呈极显著正相关关系，与BCF_(shoot-soil)呈正相关关系。LDHs能显著提高土壤p H，降低土壤Cd活性，从而减少Cd在植物体内的转运和富集，对Cd在土壤-作物系统中具有良好的阻控作用，可有效应用于Cd污染农田的钝化修复。结合生产成本与修复效果综合考虑，LDHs施用量以10 g·kg~(-1)为宜。

  2025年02期 v.14;No.54 246-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K]
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• 欢迎投稿及订阅2025年《土壤与作物》

  <正>《土壤与作物》（ISSN:2095-2961,CN:23-1580/S），中国科学院东北地理与农业生态研究所主管，中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心和中国土壤学会联合主办，重点刊登气候变化背景下的土壤与作物交互作用的过程、机理和调控技术方面的基础理论和应用层面的简报、学术论文及综述文章，包括土壤肥力质量与作物生产力、土壤水分和养分有效性与作物生育、土壤有益/病原微生物与作物互作、作物适应气候变化的根际微环境等与土壤-作物互作相关的土壤生物化学和物理学、分子生物学、作物逆境生物学和作物生长发育模型等。土壤与作物资源保护、管理及其高效利用、作物生态也属于本刊范畴。

  2025年02期 v.14;No.54 256页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K]
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