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保护性耕作下秸秆还田对三江平原土壤细菌群落结构与功能的影响
1
作者 蔡丽君 张敬涛 +6 位作者 于文 宋振伟 郭震华 刘婧琦 杨旭 张娜 盖志佳 《应用生态学报》 北大核心 2026年第1期115-124,共10页
针对东北三江平原玉米连作下不合理耕作导致的土壤质量下降等问题,开展保护性耕作和秸秆还田方式定位试验(始于2019年),设翻耕秸秆还田(PT)、旋耕秸秆还田(RT)、条带耕作秸秆还田(ST)、免耕秸秆覆盖还田(NT)4个处理,以常规旋耕秸秆不还... 针对东北三江平原玉米连作下不合理耕作导致的土壤质量下降等问题,开展保护性耕作和秸秆还田方式定位试验(始于2019年),设翻耕秸秆还田(PT)、旋耕秸秆还田(RT)、条带耕作秸秆还田(ST)、免耕秸秆覆盖还田(NT)4个处理,以常规旋耕秸秆不还田(CK)为对照,分析定位试验5年后保护性耕作下秸秆还田对玉米产量、土壤理化性状和土壤细菌群落组成及功能的影响。结果表明:各处理玉米产量均高于CK,表现为ST、PT>RT>NT、CK,其中RT处理产量稳定性最佳(变异系数为4.4%),NT处理产量变幅最大(变异系数为10.4%)。0~5 cm表层土壤中,各处理较CK显著提升了铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量和土壤含水量,其中NT处理增幅最大,但除PT外均导致pH值降低;在5~10 cm亚表层土壤中,ST处理有效磷含量显著高于其他处理(增幅13.1%~83.7%),PT处理速效钾含量最高,各处理均较CK显著降低了pH值。各处理0~5 cm土层细菌Shannon指数较CK提高4.9%~9.0%;NT处理促进了放线菌门富集,ST处理促进了变形菌门富集。Mantel分析、FAPROTAX功能预测和功能基因qPCR验证表明,耕作和秸秆还田方式通过影响硝态氮、有效磷等土壤理化性状调控微生物群落组成,形成独特的碳-氮耦合代谢机制,使表层和亚表层土壤固氮功能分别增加0.3%~22.6%和69.3%~108.0%,亚表层固氮功能基因nifH丰度显著增加78.7%~161.1%。在三江平原地区ST模式玉米产量和土壤生态效益的综合表现最优,NT模式在表层土壤改良方面具有优势。 展开更多
关键词 保护性耕作 秸秆还田 玉米产量 土壤养分 细菌群落 细菌功能预测
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根际微生物组修复土壤污染研究进展
2
作者 杨凡 王欣 +4 位作者 张英 姜鸿勋 杨文瑞 常晓轲 姚秋菊 《中国瓜菜》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
土壤污染严重威胁粮食安全及人类生存与健康。微生物修复土壤污染是新质生产力的重要体现,是提升地力、促进农业可持续发展、保障中国粮食安全的必由之路。本文简要梳理了土壤污染来源及其危害,重点阐明了根际微生物组对土壤连作障碍污... 土壤污染严重威胁粮食安全及人类生存与健康。微生物修复土壤污染是新质生产力的重要体现,是提升地力、促进农业可持续发展、保障中国粮食安全的必由之路。本文简要梳理了土壤污染来源及其危害,重点阐明了根际微生物组对土壤连作障碍污染、有机物污染、重金属污染等方面的相关修复机制,并对根际微生物修复污染土壤技术进行了分类。最后从高效菌株选育及改良、微生物组构建及优化、产品安全性评估等角度对根际微生物组修复污染土壤进行了展望,以期为根际微生物组修复污染土壤提供参考。 展开更多
关键词 土壤污染 根际微生物组 连作障碍 重金属 有机物
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秸秆还田与不同稀土胁迫对土壤核心菌群及功能的影响
3
作者 金姝兰 胡忠俊 +4 位作者 向兴 金德才 董承旭 潘华华 姚宁萍 《生态学杂志》 北大核心 2026年第1期168-181,共14页
分别将0、500和1000 mg·kg^(-1)的轻稀土元素镧(La)、中稀土元素钆(Gd)、重稀土元素钇(Y)与1%、2%的秸秆添加至对应的PVC桶内(每桶装有1000 g土壤),探讨秸秆还田及不同稀土胁迫对土壤核心菌群及功能的影响。结果表明:不同种类、不... 分别将0、500和1000 mg·kg^(-1)的轻稀土元素镧(La)、中稀土元素钆(Gd)、重稀土元素钇(Y)与1%、2%的秸秆添加至对应的PVC桶内(每桶装有1000 g土壤),探讨秸秆还田及不同稀土胁迫对土壤核心菌群及功能的影响。结果表明:不同种类、不同含量的稀土元素及不同比例的秸秆影响细菌相对丰度、指示性物种、中心物种,其中稀土含量影响最大,其次是稀土种类和秸秆还田比例;依据细菌相对丰度及相关功能确定样品的核心菌群,添加1%、2%的秸秆与0、500 mg·kg^(-1)La、Gd、Y的样品以及添加2%的秸秆与1000 mg·kg^(-1)钆的样品,其核心菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、绿弯菌门(Chloroflexi),核心菌属为厌氧绳菌属(Anaerolinea)、草酸杆菌属(Oxobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、Candidatus Koribacter、梭状芽孢杆菌属(Clostridium sensu stricto 8)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、独活假丝酵母属(Candidatus Solibacter)、Pseudobacteroides、新鞘脂菌属(Novosphingobium)、Ammoniphilus、脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium);添加1%、2%的秸秆及1000 mg·kg^(-1)La、Gd的样品,其核心菌门为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门,核心菌属为芽孢杆菌属、纤维单胞菌属、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、unclassified_f_Acetobacteraceae;添加1%、2%的秸秆及1000 mg·kg^(-1)Y的样品,其核心菌门为厚壁菌门、放线菌门,核心菌属为芽孢杆菌属、脂环酸芽孢杆菌属。添加1000 mg·kg^(-1)Y及1%、2%秸秆的样品,其细菌功能与其他样品差距最显著,其次是添加1000 mg·kg^(-1)La、Gd的样品;添加Gd的土壤细菌人类疾病、代谢、细胞过程、环境信息处理以及生物系统等功能显著低于其他样品;添加1000 mg·kg^(-1)的Y及1%、2%秸秆的样品,其细菌疾病通路显著小于其他样品;土壤中重稀土含量达到1000 mg·kg^(-1)对核心菌群影响大,2%的秸秆还田可减少稀土对环境的胁迫。 展开更多
关键词 核心菌群 细菌功能 稀土元素 秸秆还田 土壤
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耐低温复合菌剂HT20作用下秸秆还田对土壤胞外酶活性及细菌群落结构的影响
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作者 孙建平 李皓 +2 位作者 赵子婧 刘雅辉 戴相林 《山东农业科学》 北大核心 2026年第1期93-103,共11页
为探明冀东稻区耐低温复合菌剂HT20作用下秸秆还田对土壤生物性状的影响,以无秸秆还田(CK)为对照,设置未施菌剂秸秆还田(J0)和配施HT20秸秆还田(JH)两个处理,利用高通量测序技术,荧光光度法和实时荧光定量PCR法,研究不同处理对土壤胞外... 为探明冀东稻区耐低温复合菌剂HT20作用下秸秆还田对土壤生物性状的影响,以无秸秆还田(CK)为对照,设置未施菌剂秸秆还田(J0)和配施HT20秸秆还田(JH)两个处理,利用高通量测序技术,荧光光度法和实时荧光定量PCR法,研究不同处理对土壤胞外酶、纤维素分解基因和细菌群落结构及功能的影响。结果表明,与JH处理相比,CK和J0处理在部分生育期内显著抑制了土壤胞外酶活性以及纤维素分解基因cbhI和GH48的丰度(P<0.05)。具体而言,α-葡萄糖苷酶活性在移栽期分别降低19.52%和26.12%,成熟期分别降低19.79%与9.02%;β-葡萄糖苷酶活性在分蘖期分别降低23.58%与18.74%;β-木糖苷酶活性在移栽期分别降低39.70%和2.96%,分蘖期分别降低59.89%和25.09%,成熟期分别降低20.53%和25.33%;cbhI基因丰度在移栽期分别降低83.33%和44.93%,孕穗期分别降低53.28%和15.86%,乳熟期分别降低66.03%和25.80%,成熟期分别降低72.53%和41.93%;GH48基因丰度在移栽期分别降低71.83%和69.51%,分蘖期分别降低65.36%和56.28%,乳熟期分别降低68.43%和42.71%。JH处理改变了土壤细菌群落结构及表型功能特征,主要组成为放线菌门、变形菌门、厚壁菌;LEfSe分析表明,土壤中差异指示物种JH处理有4个,J0处理有2个,CK有8个;BugBase表型功能预测显示,JH处理在革兰氏阳性、生物膜形成、减少致病性和厌氧方面表现突出。研究结果从分子角度解释了HT20在水田中加速秸秆腐解的原因,可为优化创制新型低温腐熟剂提供理论指导。 展开更多
关键词 耐低温复合菌剂HT20 秸秆还田 土壤胞外酶 纤维素分解基因 微生物功能
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土壤次生代谢产物:连接微生物残体与土壤有机碳库的生态纽带
5
作者 刘占锋 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期6-11,共6页
土壤有机质是由来自植物和微生物细胞裂解和代谢产生的小分子物质组成的复杂连续体。微生物残体是土壤有机碳的重要来源,在调控土壤有机碳库的结构和稳定性方面发挥着重要作用。微生物残体和土壤有机碳库在微生物代谢水平存在密切的生... 土壤有机质是由来自植物和微生物细胞裂解和代谢产生的小分子物质组成的复杂连续体。微生物残体是土壤有机碳的重要来源,在调控土壤有机碳库的结构和稳定性方面发挥着重要作用。微生物残体和土壤有机碳库在微生物代谢水平存在密切的生态关联,但是对于微生物代谢如何调控微生物残体对土壤有机碳库的贡献,尚缺乏直接的试验证据和深入的机理性认识。本文从微生物残体对土壤有机碳库的贡献、次生代谢产物对土壤碳周转的调控作用、微生物残体与土壤有机碳库的生态关联等3个方面阐述了从微生物代谢水平探究微生物残体贡献土壤有机碳库的理论基础。作者提出未来应该基于野外控制实验平台,综合运用非靶向胞外代谢组学、宏基因组学、生物标记物等技术,探究土壤次生代谢产物的分子组成与可获得性对养分输入改变的响应规律,解析其在介导微生物残体贡献土壤有机碳库的调控效应及其背景依赖性,进而从微生物代谢的角度揭示微生物残体贡献土壤有机碳库的生态学机制。相关研究的开展不仅有助于从微生物代谢角度丰富土壤有机质形成与稳定的生态学理论,也可为应对未来气候变化和适应性管理提供科技支撑。 展开更多
关键词 土壤碳循环 微生物残体 土壤次生代谢产物 耦合机制 环境响应与适应
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秸秆和微塑料添加对滨海盐碱区蔬菜及土壤真菌群落的影响
6
作者 刘震 郭雪蕊 +3 位作者 曹华宁 吴佳璇 赵晓龙 周琬颜 《北方园艺》 北大核心 2026年第3期102-110,共9页
以“中甘21”甘蓝为试材,设置对照、微塑料(MPS)以及秸秆与微塑料混合施加(SMPS)7个处理,采用Illumina高通量测序对ITS1区进行高通量测序以及FunGuild功能预测,研究微塑料、秸秆施用对土壤真菌微生物群落的影响,以期为滨海盐碱区微塑料... 以“中甘21”甘蓝为试材,设置对照、微塑料(MPS)以及秸秆与微塑料混合施加(SMPS)7个处理,采用Illumina高通量测序对ITS1区进行高通量测序以及FunGuild功能预测,研究微塑料、秸秆施用对土壤真菌微生物群落的影响,以期为滨海盐碱区微塑料污染生态研究提供参考依据。结果表明:MPS2处理(微塑料浓度0.5%)观测到的物种数量、Chaol指数增加,SMPS2处理土壤优势菌门子囊菌门相对丰度提升显著,微生物功能病理营养型相对丰度显著降低。与对照相比,添加微塑料土壤中真菌群落的Shannon指数、Simpson指数均有所降低,Chao1指数在添加微塑料0.5%浓度时有增加趋势,添加微塑料一定程度上影响土壤α多样性。添加秸秆后以上指数均有降低趋势。在土壤中无论是否添加微塑料与以及微塑料与秸秆混施在土壤群落结构方面,真菌群落优势门均为子囊菌门,随着微塑料浓度的增加子囊菌门的相对丰度有增加趋势,加入秸秆后子囊菌门相对丰度显著增加,其中SMPS2子囊菌门相对丰度达94%以上。秸秆的添加为微生物提供了土壤通气、营养物质等环境条件,导致土壤微生物优势属发生变化,腐生营养型微生物相对丰度增加,病理营养型相对丰度减少。 展开更多
关键词 微塑料 秸秆 微生物群落 高通量测序
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毛白杨人工林叶片-细根表型及生长节律对间伐的可塑性响应 被引量：1
7
作者 王亚飞 邹瑜 +4 位作者 朱叙存 张树森 李少然 王烨 贾黎明 《林业科学》 北大核心 2026年第1期95-108,共14页
【目的】明确毛白杨叶片-细根表型可塑性和生长节律对间伐的响应机制,为速生树种高效结构调控技术的优化提供理论参考。【方法】以华北平原8年生三倍体毛白杨S86人工林为研究对象,设置3种间伐强度:不间伐(NT)、隔行间伐(间伐强度50%,T50... 【目的】明确毛白杨叶片-细根表型可塑性和生长节律对间伐的响应机制,为速生树种高效结构调控技术的优化提供理论参考。【方法】以华北平原8年生三倍体毛白杨S86人工林为研究对象,设置3种间伐强度:不间伐(NT)、隔行间伐(间伐强度50%,T50)、隔行隔株间伐(间伐强度75%,T75)。监测间伐后毛白杨生长指标和叶片、细根性状,分析毛白杨生长季内胸径、叶面积生长节律以及叶片、细根表型的可塑性,进而探究不同间伐强度下叶片、细根的生长策略以及与林木生长之间的耦联关系。【结果】1)间伐对叶片比叶面积(SLA)和比叶质量(LMA)存在显著影响,随着间伐强度的增加,叶片具有更小的SLA和更大的LMA。相比于间伐强度,土层深度对细根性状的影响更为显著,浅土层和深土层细根呈现完全相反的生长策略。2)间伐处理的胸径生长节律和叶面积变化规律均与NT相似:胸径生长开始于4月,停止于10月,呈“慢—快—慢”的单峰生长模式。毛白杨从3月中下旬开始展叶,4月初—5月初叶片进入快速生长发育阶段,5月初—8月初叶面积指数变化相对稳定,8月后开始落叶。3)间伐能够促进毛白杨胸径增长,并且可延长胸径高速率生长的时间(7—8月),10月末T75、T50胸径累计增长量相比于NT处理显著提高了91.57%和56.59%。此外,间伐能够调控林木自身形成更大的树冠促进林木生长,尤其是在间伐方向。4)叶片性状、根系性状分别解释了林木生长变异的88.25%、72.31%,叶片性状正向调节林木生长,而细根性状对于林木生长起到负向调控,其中LMA和细根生物量密度(FRBD)是解释度最高的表型参数。【结论】间伐后,毛白杨胸径的生长速率和叶片表型会发生可塑性变化,但不会改变胸径和叶面积的生长节律。间伐能够调整林木营养器官的比叶面积和比叶质量,采取“高投资-低收益”的单叶生长策略,并通过形成更大的树冠,更多的叶片数量促进毛白杨的直径生长。此外,间伐后的细根会更倾向于浅层化分布,并优先选择“改变其生物量分布特征并非形态特征”的生存策略获取水养资源。 展开更多
关键词 杨树人工林 间伐强度 林木生长节律 叶片性状 细根性状
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长期有机无机肥配施对潮土细菌群落结构、生态网络及关键物种的影响
8
作者 王仁卓 李玥颖 +11 位作者 黄绍敏 姜桂英 张琦 刘超麟 杨锦 王梦茹 王贝贝 刘芳 郭斗斗 介晓磊 宋练 刘世亮 《中国农业科学》 北大核心 2026年第2期354-367,共14页
【目的】基于潮土区长期施肥试验,明确细菌群落结构、生态网络和关键物种对长期施肥的响应特征。【方法】基于始于1990年的潮土长期定位试验平台,于2023年小麦成熟后取样,利用高通量测序技术,结合生态网络分析等方法,分析不施肥(CK)、... 【目的】基于潮土区长期施肥试验,明确细菌群落结构、生态网络和关键物种对长期施肥的响应特征。【方法】基于始于1990年的潮土长期定位试验平台,于2023年小麦成熟后取样,利用高通量测序技术,结合生态网络分析等方法,分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)以及化肥配施有机肥(NPKM)处理的土壤有机碳(SOC)等养分,土壤酶活性及细菌群落组成、结构、生态网络和关键物种的变化。【结果】有机无机配施显著提高了SOC等土壤养分含量和土壤酶活性。相较于CK,NPKS和NPKM处理的SOC提高了52.1%和81.9%,颗粒有机碳含量提高了60.6%和137.4%,易氧化有机碳提高了45.3%和63.4%,β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性提高了7.2%和12.6%,碱性磷酸酶活性提高了166.4%和216.2%(P<0.05),且NPKS处理的β-1,4-葡萄糖苷酶活性最高,为63.82μmol·g^(-1)·d^(-1)。与CK相比,NPKS处理的土壤细菌α多样性显著降低,其Ace指数、Chao1指数和Shannon指数分别降低了5.4%、5.2%和2.6%(P<0.05)。施肥处理显著改变了细菌群落结构(R^(2)=0.543,P=0.001),但NPKS和NPKM处理的细菌群落结构较为相似。与CK相比,NPKS处理显著降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)和甲基微菌门(Methylomirabilota)的相对丰度,NPKM处理显著提高了拟杆菌门(Bacteroidota)的相对丰度(P<0.05)。冗余分析显示,影响微生物群落结构最主要的环境驱动因素为铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和SOC。网络分析显示,与CK相比,NPKM处理提高了细菌群落网络复杂性、稳定性和物种间的正相关比例。此外,NPKS和NPKM处理较CK显著提高了隶属于放线菌门(微球菌目、Microtrichales目)、绿弯菌门(热微菌目)、拟杆菌门(噬几丁质菌目和噬纤维菌目)、黏球菌门(未培养目bacteriap25)和变形菌门(伯克霍尔德氏菌目)8个关键物种的相对丰度,这些关键物种与土壤碳氮磷等物质循环以及植物促生密切相关(P<0.05)。偏最小二乘路径模型显示,施肥模式对关键物种的直接影响并不显著,而是通过显著影响土壤pH、调控群落组成以及提高土壤养分含量,间接影响了关键物种。【结论】长期有机无机肥配施提高了土壤养分含量和胞外酶活性,调控了微生物群落组成和结构,增强了细菌群落网络复杂性和稳定性,提高了参与土壤养分循环和物质转化的关键物种的相对丰度。 展开更多
关键词 长期施肥 潮土 细菌群落结构 网络分析 关键物种
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荒漠草原柠条引入后根系拓扑结构演变及对土壤碳氮组分的影响
9
作者 张恩培 孟晨 +3 位作者 王磊 陈林 马阳阳 杨志强 《水土保持研究》 北大核心 2026年第2期151-159,共9页
[目的]探究荒漠草原人工柠条种植后的根系动态变化及其对土壤养分的作用机制,为改善沙漠过渡带的土壤质量与养分循环提供科学依据。[方法]选择宁夏盐池县典型荒漠草原区,以草地和9,14,24,35 a生的人工柠条林为研究对象,通过CT扫描和图... [目的]探究荒漠草原人工柠条种植后的根系动态变化及其对土壤养分的作用机制,为改善沙漠过渡带的土壤质量与养分循环提供科学依据。[方法]选择宁夏盐池县典型荒漠草原区,以草地和9,14,24,35 a生的人工柠条林为研究对象,通过CT扫描和图像处理技术,获取根系构型,量化根系拓扑结构参数,分析了柠条引入后根系构型和拓扑结构变化以及对土壤碳氮组分的影响。[结果](1)整体上,随柠条引入林龄增加,粗根逐渐增多,而细根在引入柠条24~35 a明显增多;(2)在0—20 cm土层,柠条林龄显著影响根系等效直径(p<0.05),35 a相较于14 a和24 a分别显著减少28.1%和24.5%,相较于对照草地14 a显著增加15.3%。随着林龄增长,根系数量密度和长度密度随林龄先减少后增加,但都低于对照草地,且趋势相同,均为CK>35 a>9 a>14 a>24 a。相反,各样地根系等效直径随林龄先增大后减小,35 a甚至小于对照草地。在0—10 cm土层,柠条林龄显著影响根系体积密度(p<0.05),表现在相较于9 a,24 a和35 a分别显著减少22%和44%。(3)在0—20 cm土层,根系体积密度与可溶性有机碳呈显著正相关(p<0.05)。根系等效直径与易氧化有机碳和有机碳呈显著正相关(p<0.05),与颗粒有机碳和全氮呈极显著正相关(p<0.001)。(4)PLS-SEM结果揭示了根系拓扑结构对氮组分产生极显著正向影响(p<0.001),碳组分对氮组分产生极显著正向影响(p<0.001);[结论]荒漠草原中人工柠条引入后,初期灌木的粗壮根系发育抑制草本植物细根的生长,后期草本植物的细根有所恢复。根系拓扑结构的优化显著提升土壤的氮素供应能力,形成良性的土壤植物互作机制。 展开更多
关键词 CT扫描 柠条 根系构型 几何特征 碳氮组分
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假单胞菌生物有机肥促进烤烟生长的土壤微生物学机制
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作者 徐文正 郭芳阳 +5 位作者 王孟孟 刘巧真 韩会阁 李小杰 吴照辉 王典 《中国烟草科学》 北大核心 2026年第1期69-78,共10页
为明确增施假单胞菌生物有机肥影响烤烟生长的土壤微生物学机制,设置常规施肥(CK)、增施传统有机肥(OF)和增施假单胞菌生物有机肥(BF)三个处理,分析其对烤烟单株叶片干质量、根际土壤养分、微生物群落结构及病原真菌相对丰度的影响。结... 为明确增施假单胞菌生物有机肥影响烤烟生长的土壤微生物学机制,设置常规施肥(CK)、增施传统有机肥(OF)和增施假单胞菌生物有机肥(BF)三个处理,分析其对烤烟单株叶片干质量、根际土壤养分、微生物群落结构及病原真菌相对丰度的影响。结果表明,BF显著提高单株叶片干质量,较OF和CK分别提高0.98%和12.1%;与CK相比,BF显著增加了烤后烟叶产值,提高了土壤速效氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳(DOC)含量及微生物共现网络稳定性,显著降低病原真菌相对丰度。随机森林分析表明,DOC、平均聚类系数、平均路径长度和病原真菌相对丰度是影响叶片干质量的关键因子,其中叶片干质量与DOC含量和微生物共现网络聚集系数极显著正相关,与平均路径长度及病原真菌相对丰度负相关。综上,增施假单胞菌生物有机肥可优化根际土壤养分状况与微生物网络结构,抑制病原真菌,促进烤烟生长,较传统有机肥具有更好的应用前景。 展开更多
关键词 烤烟 生物有机肥 微生物群落结构 微生物共现网络 可溶性有机碳
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连作对马铃薯根际土壤线虫群落结构与功能的影响
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作者 徐强 谢奎忠 +3 位作者 胡新元 岳云 董博 罗爱花 《作物学报》 北大核心 2026年第2期527-538,共12页
马铃薯是保障粮食安全的重要作物,但长期连作会导致土壤退化与土传病害加剧,威胁其可持续发展。土壤线虫是土壤健康与食物网动态的关键指标。本研究依托甘肃定西15年马铃薯定位试验,设置1、5、10、15年连作处理(编号分别为T1、T5、T10、... 马铃薯是保障粮食安全的重要作物,但长期连作会导致土壤退化与土传病害加剧,威胁其可持续发展。土壤线虫是土壤健康与食物网动态的关键指标。本研究依托甘肃定西15年马铃薯定位试验,设置1、5、10、15年连作处理(编号分别为T1、T5、T10、T15),通过高通量测序与土壤理化性质分析,探讨线虫群落结构演替及驱动机制。结果表明,长期连作显著降低土壤pH(从T1的8.28降至T15的8.14,P<0.05)和有机质含量(T5至T15降幅显著),而速效氮、磷、钾累积(T15达峰值,P<0.05)导致C∶N∶P化学计量失衡。β多样性分析(PCoA)显示,5~10年为群落结构转折期,解释57.06%的变异。食细菌线虫相对丰度由15%增至24%,Monhysterida由9%增至15%(P<0.05),标志着食物网从“真菌通道”向“细菌通道”转变;植物寄生线虫呈“先增后降”趋势(T5峰值,T10和T15显著下降,P<0.05)。马铃薯经济产量在15年连作后下降39.55%,同时腐烂薯率按重量计激增至T1的15.8倍,商品薯率大幅下降。经RDA和Mantel检验确认,土壤有机质和pH是群落演替的关键驱动因子。本研究提出了“连作两阶段演替模型”,并指出通过施用高碳有机物料以重建真菌主导的能量通道,是破解连作障碍、实现退化农田生态修复的关键策略。 展开更多
关键词 马铃薯 连作 土壤线虫群落结构 群落演替 食物网
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秸秆还田模式与种植密度对玉米叶片-土壤生态化学计量特征的影响及优化——以宁夏引黄灌区为例
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作者 李翻过 谭小敏 +6 位作者 洪自强 苏明 周甜 张正珍 张文杰 康建宏 吴宏亮 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2026年第2期310-324,共15页
研究不同秸秆还田模式和玉米种植密度对不同生育时期玉米叶片和土壤生态化学计量特征的影响,为宁夏引黄灌区秸秆还田技术的应用推广和土壤碳氮磷养分资源有效利用提供理论依据。采用两因素裂区试验设计,主区为2种秸秆还田模式:H0(秸秆... 研究不同秸秆还田模式和玉米种植密度对不同生育时期玉米叶片和土壤生态化学计量特征的影响,为宁夏引黄灌区秸秆还田技术的应用推广和土壤碳氮磷养分资源有效利用提供理论依据。采用两因素裂区试验设计,主区为2种秸秆还田模式:H0(秸秆不还田)和H1(秸秆全量粉碎深翻还田);副区为3种种植密度[D1(67500株·hm^(-2))、D2(82500株·hm^(-2))和D3(97500株·hm^(-2))]。测定不同处理玉米叶片和土壤碳、氮、磷含量,计算化学计量比和内稳性指数,并分析了土壤环境因子对玉米叶片化学计量的影响因素。结果表明:与H0相比,H1模式显著提高了叶片有机碳、碳磷比(LeafC:P)和土壤有机碳。与D2、D3相比,土壤有机碳、土壤全氮和叶片有机碳在D1密度下分别显著提高10.26%~20.37%、9.14%~17.49%和7.83%~18.25%。其中,与H0D3相比,HID1分别显著提高叶片有机碳21.27%、LeafC:P 14.06%和土壤有机碳25.83%。内稳性指数显示,H1模式下的叶片碳、氮、磷内稳性均高于H0,与D2、D3相比,低密度(D1)处理下叶片碳的内稳性最高。叶片碳、氮、磷的内稳性表现为H_(C)>H_(N)>H_(P),说明植物对碳元素的调控能力更强。相关分析表明,叶片有机碳与土壤有机碳、叶片全磷与土壤全磷均呈极显著正相关,LeafC:N与SoilC:N呈显著正相关。冗余分析表明,土壤碱解氮是影响玉米叶片化学计量的主要因素。隶属函数综合得分表明,HID1处理对玉米叶片和土壤生态化学计量内稳性的调节作用最好。在宁夏引黄灌区秸秆全量粉碎深翻还田模式下,玉米种植密度为67500株·hm^(-2)时,有利于提高玉米叶片和土壤中的碳氮磷含量,优化生态化学计量比,土壤养分资源得到有效利用。本研究首次系统揭示宁夏引黄灌区秸秆还田与种植密度的协同效应。 展开更多
关键词 玉米 秸秆还田 叶片 土壤环境因子 内稳性模型
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不同耕深下高碳基土壤修复肥对土壤保育和烟叶品质的影响
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作者 李沛岩 杜薇 +9 位作者 李帅兵 周东 杜鸿波 毋丽丽 黄治宏 郑邦玺 党玉丽 耿宗泽 任天宝 刘国顺 《河南农业大学学报》 北大核心 2026年第1期44-54,共11页
【目的】探究不同耕层深度下高碳基土壤修复肥对植烟土壤保育和烟叶品质的影响,为植烟土壤保育和优质烟叶生产等提供理论参考。【方法】以植烟土壤为对象,采用大田试验研究了耕作深度20 cm+常规施肥(CK)、耕作深度20 cm+900 kg·hm^... 【目的】探究不同耕层深度下高碳基土壤修复肥对植烟土壤保育和烟叶品质的影响,为植烟土壤保育和优质烟叶生产等提供理论参考。【方法】以植烟土壤为对象,采用大田试验研究了耕作深度20 cm+常规施肥(CK)、耕作深度20 cm+900 kg·hm^(-2)高碳基土壤修复肥+常规施肥(T1)、耕作深度40 cm+常规施肥(T2)和耕作深度40 cm+900 kg·hm^(-2)高碳基土壤修复肥+常规施肥(T3)4种不同处理对植烟土壤保育和烟叶品质的影响。【结果】与CK相比,深耕条件下施加高碳基土壤修复肥显著提高了土壤pH、全氮、全碳、有效磷、速效钾和有机质含量,增幅分别为16.41%、26.45%、37.96%、13.49%和38.13%。深耕条件下施加高碳基土壤修复肥提高了土壤细菌α多样性和细菌群落的丰富度,显著增加了细菌群落Shannon指数、ACE指数和Chao指数,降低了Simpson指数。深耕条件下配施高碳基土壤修复肥增加了厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteriota)的相对丰度。在烟叶品质方面,深耕条件下配施高碳基土壤修复肥提高了烤后烟叶物理指标,并显著提高了烤后烟的总糖、还原糖、钾含量和两糖比及中性香气物质总量,增幅分别为7.45%、31.23%、15.39%、11.25%和32.04%。【结论】深耕条件下施加高碳基土壤修复肥可以改善植烟土壤的理化性质和细菌群落结构,协调烟叶化学成分,提高烟叶中性香气物质质量分数,提高烟叶品质。 展开更多
关键词 烟叶品质 深耕 高碳基土壤修复肥 土壤保育 土壤细菌群落结构
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生物炭复合菌剂对蔬菜种植园土壤细菌群落结构和氮组分的影响
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作者 黄家庆 罗施行 +2 位作者 叶菁 林怡 王义祥 《微生物学报》 北大核心 2026年第1期246-266,共21页
【目的】蔬菜种植园土壤存在肥力退化、pH下降和重金属溶出等问题,需探究生物炭复合菌剂对菜园土壤细菌群落结构、氮组分和重金属有效性的作用机制。【方法】以重金属抗性菌罗尔斯通氏菌(Ralstonia)Bcul-1(R-B)和芽孢杆菌(Bacillus cell... 【目的】蔬菜种植园土壤存在肥力退化、pH下降和重金属溶出等问题,需探究生物炭复合菌剂对菜园土壤细菌群落结构、氮组分和重金属有效性的作用机制。【方法】以重金属抗性菌罗尔斯通氏菌(Ralstonia)Bcul-1(R-B)和芽孢杆菌(Bacillus cellulasensis)Zn-B(BC-Z)与生物炭(biochar,BI)制备固定化菌剂,并将其添加到长期轮作番茄的菜园土壤(pH 5.6)中。基于土壤细菌高通量测序和土壤成分测定分析菜园土壤的细菌种群多样性、pH、氮碳含量和重金属化学形态,研究生物炭复合菌剂对土壤细菌群落结构、氮碳供给和土壤重金属活性的影响。【结果】生物炭固定化促使外源菌R-B和BC-Z在重金属复合污染的菜园土壤中生长,并与土壤原有的高抗性Bacillus(10.18%-11.88%)长期共存,有效改善了土壤细菌种群结构、调整了差异菌群(biomarker)分布和增加了高丰度菌[如链霉菌(Streptomyces)、地嗜皮菌(Geodermatophilus)和类诺卡氏菌(Nocardioides)等]的相对丰度。此外,土壤细菌种群(属水平)、部分高丰度菌和外源菌R-B与土壤重金属化学形态和氮碳组分密切相关。添加生物炭菌剂(BI+R-B、BI+BC-Z和BI+R-B+BC-Z)后,菜园土壤的pH、EC、全氮、硝态氮(NO3--N)、有机质和总有机碳分别最高增加0.41、20.74%、18.96%、24.77%、10.26%和21.56%,且铵态氮(NH4+-N)残留减少13.91%,维持了菜园土壤氮碳供给能力。R-B生物炭菌剂(BI+R-B和BI+R-B+BC-Z)减少了土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu和Zn)的交换态、还原态或氧化态含量(减少0.18%-12.33%),同时增加了其残渣态含量(增加0.16%-14.59%),有效钝化了菜园土壤重金属活性。【结论】生物炭复合菌剂(BI+R-B+BC-Z)改善了重金属复合污染的菜园土壤细菌群落结构,促进了R-B生长,增加了高丰度菌的相对丰度,并维持了外源菌R-B和BC-Z与土壤原有的高抗性Bacillus长期共存。同时,该菌剂提高了土壤的pH、EC、总氮、硝态氮、总有机碳和有机质,减少了铵态氮残留,钝化了土壤重金属(Cd、Pb和Cu)活性,有效调控了菜园土壤细菌群落活性、外源双功能菌生长、氮碳供给、pH和重金属化学形态,具备维持菜园土壤供肥能力和治理重金属复合污染的潜力。 展开更多
关键词 功能菌固定化 外源双功能菌 重金属化学形态 土壤高丰度菌 土壤氮碳含量
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我国旱区乡土豆科植物根际促生菌的应用潜力
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作者 郭馨怡 杨珍 +3 位作者 王佳 林雁冰 上官周平 樊妙春 《植物学报》 北大核心 2026年第1期170-178,共9页
旱区乡土豆科植物对维持生态平衡和推动农业可持续发展至关重要。阐明旱区乡土豆科植物根际促生菌(PGPR)的特征及应用潜力,对于提高干旱地区植物抗逆性、促进生态修复具有重要价值。然而,针对旱区乡土豆科植物PGPR功能多样性的系统性研... 旱区乡土豆科植物对维持生态平衡和推动农业可持续发展至关重要。阐明旱区乡土豆科植物根际促生菌(PGPR)的特征及应用潜力,对于提高干旱地区植物抗逆性、促进生态修复具有重要价值。然而,针对旱区乡土豆科植物PGPR功能多样性的系统性研究仍显不足。该综述聚焦我国旱区乡土豆科植物PGPR,阐明其在干旱环境中的地理分布与生态优势,解析PGPR的抗逆促生机制及其在提高植物抗逆性方面的应用前景。同时,建议未来应深入挖掘菌种资源,明确乡土豆科植物对干旱区不同类型土壤的适应性,进而推动PGPR在旱区乡土豆科植物中的应用。该文为精准构建与利用合成微生物群落提高植物抗逆性并保障生态与农业可持续发展提供了有价值的线索与实践指导。 展开更多
关键词 旱区 乡土豆科植物 植物根际促生菌 抗逆促生机制 合成菌群
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基于根系细菌群落分析烟草青枯病生物标志物
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作者 黄劭理 彭博 +7 位作者 徐茂华 林小兴 冯烨君 路小改 李力 张礼文 杨子仪 徐玉泉 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2026年第1期155-166,共12页
为筛选烟草青枯病的生物标志物,实现对烟草青枯病发生的预测,以烤烟品种‘云烟87’为试验材料,对来自贵州天柱县、湖南郴州市和湖南湘西土家族苗族自治州的健康植株和发病植株的根际和根内微生物进行16S rRNA测序,利用统计学方法分析根... 为筛选烟草青枯病的生物标志物,实现对烟草青枯病发生的预测,以烤烟品种‘云烟87’为试验材料,对来自贵州天柱县、湖南郴州市和湖南湘西土家族苗族自治州的健康植株和发病植株的根际和根内微生物进行16S rRNA测序,利用统计学方法分析根系细菌群落的多样性,并对健康和发病植株根系细菌群落进行比较分析,构建分子生态网络并识别核心微生物;同时,采用随机森林算法构建烟草根系微生物组与青枯病害的预测模型,并筛选对模型预测准确性贡献大的细菌类群。结果表明,来自贵州天柱县、湖南郴州市和湖南湘西土家族苗族自治州这3个产地的烟草根际和根内细菌多样性存在显著差异,但健康烟草与发病烟草根际和根内细菌的Shannon指数和Chao1指数无显著差异。基于健康和发病烟草根际和根内细菌群落的相对丰度,筛选出13种显著差异的细菌群落;通过分子生态网络,在根际和根内分别鉴定出11和15种与青枯病高度相关的细菌群落;构建的随机森林预测模型对根际和根内细菌群落的预测准确率均超过75%,并从中筛选对模型预测准确性贡献最大的前15种微生物群落。综合差异分析、分子生态网络分析和机器学习3种方法,在根际细菌群落中筛选到无色杆菌(Achromobacter)等、在根内中筛选到戴尔福特菌(Delftia)等可靠的生物标志物。研究结果揭示了烟草根际和根内细菌群落中可靠的青枯病生物标志物,为未来基于扩增子测序数据预防青枯病的发生提供了理论基础。 展开更多
关键词 烟草青枯病 生物标志物 微生物组 分子生态网络 机器学习
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德庆贡柑根围土壤及叶际细菌的分离与植物促生功能
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作者 董红红 杨茜 +2 位作者 邓名荣 李云锋 朱红惠 《微生物学报》 北大核心 2026年第1期443-455,共13页
德庆贡柑(Citrus reticulata cv.Gonggan in Deqing)作为中国国家地理标志产品,其品质形成与微生物生态密切相关。深入探究贡柑相关微生物资源对提升贡柑品质和产量意义重大。【目的】分离培养德庆贡柑根围土壤及叶际表面的细菌,系统评... 德庆贡柑(Citrus reticulata cv.Gonggan in Deqing)作为中国国家地理标志产品,其品质形成与微生物生态密切相关。深入探究贡柑相关微生物资源对提升贡柑品质和产量意义重大。【目的】分离培养德庆贡柑根围土壤及叶际表面的细菌,系统评价其促植物生长功能,为德庆贡柑的绿色栽培提供可用的促生菌资源。【方法】分别采集德庆贡柑根围土壤及叶片样本,采用稀释涂布法分离样本中的细菌,根据16S rRNA基因序列同源性鉴定菌株。利用溶磷、解钾、固氮和产铁载体的功能培养基评价菌株的促生能力,筛选高活性菌株。通过盆栽试验验证筛选出的菌株的促生功能。【结果】本研究共分离得到240株细菌,其中从贡柑根围土壤分离出96株,从叶际分离出144株。这些菌株隶属于4门29科51属,其中假单胞菌门(Pseudomonadota)为优势门,芽孢杆菌科(Bacillaceae)为优势菌科。240株细菌中,230株菌具有溶磷、解钾、固氮、产铁载体和产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)中的一种能力,占比达95.83%;123株菌具有3种以上促生能力,占比为51.25%。鉴于德庆贡柑的生长周期较长,本研究以番茄作为模式植物,通过盆栽试验评价8株具有2种及以上功能的菌株的促生功能。供试菌株显著增加了番茄的株高和鲜重。【结论】德庆贡柑根围土壤和叶际蕴含着丰富的功能微生物资源。本研究成功筛选出多株促生细菌菌株,盆栽试验证明它们能显著促进番茄生长。研究结果为德庆贡柑微生物资源的开发利用以及绿色栽培技术的发展提供了坚实的理论依据。 展开更多
关键词 德庆贡柑 根围土壤 叶际 促生细菌
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不同成因盐碱土的理化性质及微生物特性比较
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作者 杨蕙瑄 王亚男 +5 位作者 贾月慧 陈敏余 高进华 解学仕 周丽 曾希柏 《农业环境科学学报》 北大核心 2026年第1期139-147,共9页
为探究不同成因盐碱土养分含量、盐分特征以及细菌群落组成的差异,分析三者间的内在联系,本研究采集新疆、吉林和河北3个典型盐碱地分布区8个不同样地的盐碱地土壤,分析了土壤养分含量、盐基离子含量,并采用高通量测序技术测定了土壤细... 为探究不同成因盐碱土养分含量、盐分特征以及细菌群落组成的差异,分析三者间的内在联系,本研究采集新疆、吉林和河北3个典型盐碱地分布区8个不同样地的盐碱地土壤,分析了土壤养分含量、盐基离子含量,并采用高通量测序技术测定了土壤细菌群落多样性和组成。结果表明:吉林盐碱土(JL1、JL2)的盐基阴离子主要为H,其含量在0.5 g·kg^(-1)以上,土壤有机质和全氮含量较高,优势微生物为放线菌门(Actinobacteria)。新疆盐碱土(XJ1、XJ2、XJ3、XJ4)的盐基阴离子以SO2-4为主,且Na+含量较高,微生物丰度及多样性较低,优势微生物为变形菌门(Proteobacteria)。河北盐碱土中HB1的盐基阴离子以H为主,其含量为0.49 g·kg^(-1);HB2的阴离子以Cl-为主,其含量达29.09 g·kg^(-1);虽然微生物群落组成变化明显,但盐分对其丰度和多样性的影响不显著。结果显示,盐碱土的盐基离子含量、优势微生物种群及理化性质等与其成因紧密相关,微生物的多样性则主要取决于Ca^(2+)、Na+等的含量,且具有一定的地域性分布特点,因此,在盐碱地改良时必须充分考虑其地域分布及理化和生物学性质的差异。 展开更多
关键词 盐碱土 盐基离子 高通量测序 群落组成
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石灰土与红壤的原土和团聚体中微生物对养分限制的响应策略
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作者 李佩云 张苑 +5 位作者 陈荣枢 胡馨月 徐海荧 吕利 梁建宏 朱婧 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期156-171,共16页
土壤资源供给不平衡会导致微生物养分限制,不同类型土壤及团聚体中的微生物面临养分限制时采取的响应策略及其对土壤有机碳(SOC)含量的影响仍不清楚。本研究选取中国亚热带季风气候区次生林植被覆盖下的典型喀斯特中性石灰性土壤(LS)和... 土壤资源供给不平衡会导致微生物养分限制,不同类型土壤及团聚体中的微生物面临养分限制时采取的响应策略及其对土壤有机碳(SOC)含量的影响仍不清楚。本研究选取中国亚热带季风气候区次生林植被覆盖下的典型喀斯特中性石灰性土壤(LS)和酸性红壤(RS)作为对比,通过土壤原土及其团聚体的全量、可利用态、微生物生物量和胞外酶碳、氮、磷的计量比和微生物与资源的化学计量不平衡性等指标评价其养分限制特征,并分析不同土壤微生物养分限制的响应策略及其对土壤SOC的影响。结果表明,不同元素化学计量特征所反映的土壤微生物养分限制特征存在差异,其中可利用态和胞外酶计量比及其化学计量不平衡性决定了微生物的响应策略。总体上2种土壤均呈现氮和磷共限制,但相对而言RS的氮和磷限制更强;且其大、中团聚体中存在更强的氮和磷限制。在土壤可溶性有机碳(DOC)的驱动下,RS大、中团聚体中的微生物更多地提高其氮和磷利用效率(NUE和PUE),通过提高磷微生物熵(qMBP)、降低细胞内养分稳态的方式适应养分限制,该过程降低了碳利用效率(CUE);而LS则保持了较高的CUE。土壤SOC含量并未受化学计量不平衡性和微生物响应策略的影响,土壤理化性质(尤其是pH和钙含量)是SOC含量的关键驱动因素。本研究结果为中国亚热带森林生态系统管理和修复过程中土壤养分和碳库的调控提供理论依据。 展开更多
关键词 养分限制 土壤有机碳 化学计量 养分利用效率 微生物熵 团聚体 喀斯特
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生物炭-秸秆隔层协同改良对盐碱土壤水分入渗过程的影响
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作者 牛雨婷 徐俊鹏 +1 位作者 董勤各 冯浩 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期144-152,共9页
[目的]探究生物炭-秸秆隔层协同改良措施(表层土壤添加生物炭+耕层下方铺设秸秆隔层)对旱区盐碱农田土壤水分运移规律的影响,为河套灌区盐碱农田土壤水分运移过程的合理调控提供科学依据和技术参考。[方法]利用土柱垂直入渗试验,设置生... [目的]探究生物炭-秸秆隔层协同改良措施(表层土壤添加生物炭+耕层下方铺设秸秆隔层)对旱区盐碱农田土壤水分运移规律的影响,为河套灌区盐碱农田土壤水分运移过程的合理调控提供科学依据和技术参考。[方法]利用土柱垂直入渗试验,设置生物炭添加量分别为0.5%(SC0.5)、2.5%(SC2.5)、7.5%(SC7.5)与秸秆隔层联合施用的处理,以未添加生物炭且无秸秆隔层的处理(CK)作为对照,系统分析不同组合下土壤水分入渗过程与入渗模型参数的变化特征。[结果]1)在只添加生物炭的表层土中,随生物炭添加量增加,相同时间内湿润锋运移深度和累积入渗量均逐渐减少。以60 min为例,SC0.5、SC2.5、SC7.5处理湿润锋运移深度较CK分别减小3.49%、6.97%和10.41%,累积入渗量分别减少7.75%、8.88%、15.50%。湿润锋通过秸秆隔层表现为“阻滞-波动”动态特征,其通过土壤与秸秆隔层交界面上方的过渡区的平均湿润锋推进速率较CK减少9.10%~45.45%,而在通过秸秆隔层时入渗率出现波动特征。2)生物炭与秸秆隔层的协同作用受生物炭添加量影响,具有阈值效应,可能为0.5%~2.5%。总体来看,SC0.5处理在增加总累积入渗量方面效果最佳,较CK增加16.88%,但同时减缓湿润锋运移,较CK增加总入渗时间22.22%。3)Kostiakov模型和Philip模型均能较好地模拟盐碱土壤水分入渗过程,其中Kostiakov模型具有更高的模拟精度,而Philip模型可从参数物理意义角度解释土壤水分入渗机制,二者在解析生物炭-秸秆隔层协同改良措施下土壤水分运移过程上具有互补性。[结论]生物炭-秸秆隔层协同改良措施对土壤水分入渗效果受生物炭添加量影响,其中SC0.5处理对减缓湿润锋运移,增加累积入渗量综合效果最好,研究可为西北旱区中重度盐碱农田土壤改良提供理论指导和技术支撑。 展开更多
关键词 盐碱地 生物炭 秸秆 入渗率 入渗模型
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