农业土地利用转变对土壤团聚体组成及碳、氮含量的影响

为探究农业土地利用转变对土壤团聚体组成、稳定性及有机碳（SOC）、全氮（TN）含量变化的影响,选取玉米地、玉米地转变为姜地、稻田和稻田转变为姜地4种农业土地利用类型为研究对象,对土壤水稳性团聚体的组成、稳定性及SOC、TN含量进行测定与分析.结果表明： ①玉米地转变为姜地后,>0.25 mm粒级的大团聚体减少21.48%（p<0.01）,>0.25 mm稳定性团聚体的含量（DR_0.25）显著降低53.39%;稻田转变为姜地后,大团聚体差异不显著,<0.053 mm粒级的粉黏团聚体增加8.93%（p<0.01）;冗余分析和相关分析表明,土壤含水量是团聚体组成和 稳定性的重要影响因素;②玉米地转变为姜地后,0.25~1 mm粒级团聚体中SOC、TN含量分别减少52.68%、50.98%,粉黏团聚体（<0.053 mm）中SOC和TN含量增加约2倍（p<0.01）;稻田转变为姜地后,>0.25 mm的大团聚体和0.053~0.25 mm的微团聚体中的SOC、TN含量均减少（p<0.05）,其中,大团聚体碳氮比与团聚体组成和稳定性存在相关关系（p<0.05）;③所有处理均为大团聚体SOC、TN贡献率最高,转变后的姜地较玉米地、稻田的土壤粉黏团聚体的SOC、TN贡献率显著增加,尤其是较玉米地的粉黏团聚体SOC、TN贡献率增加3倍（p<0.01）;④平均质量 直径（MWD）和几何平均直径（GMD）与大团聚体的SOC、TN含量呈显著正相关（p<0.05）,分形维数（D）与MWD及1~2 mm粒级大团聚体的SOC、TN含量呈显著负相关（p<0.01）,DR_0.25与大团聚体的SOC、TN含量呈显著正相关（p<0.01）.总体上,玉米地和稻田两种用地转变为姜地后,土壤团聚体的组成发生较大变化,团聚体稳定性变化虽不显著,但大团聚体中SOC、TN含量降低,粉黏团聚体中SOC、TN含量增加.本研究的开展对农田科学管理和可持续生产具有重要的指导意义.     

不同轮作模式下土壤细菌群落特征及其对土壤全碳、全氮与温室气体释放潜力影响

为了探讨不同轮作模式下农田土壤细菌群落特征对土壤全碳(TC)、全氮(TN)含量及温室气体释放潜力的影响,以安徽铜陵两种不同轮作模式农田土壤为研究对象,设置旱-旱轮作(姜-菜)及水-旱轮作(姜-稻)两种轮作模式样地,测定并分析土壤细菌群落及其多样性、土壤TC、TN含量及CH₄和N₂O释放潜力.结果表明,旱-旱和水-旱轮作模式下姜季均降低了土壤TC、TN含量,水-旱轮作模式下稻季增加了土壤CH₄释放潜力(p<0.05),其他时期CH₄和N₂O释放潜力差异不显著.不同轮作模式对土壤细菌群落多样性影响不同,细菌多样性指数表现为水-旱轮作模式>旱-旱轮作模式(p<0.05).水-旱轮作相比于旱-旱轮作节杆菌属(Arthrobacter)相对丰度增加,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和芽胞杆菌属(Bacillus)相对丰度降低.芽胞杆菌属、Gaiella、Paenibacillus、Blastococcus等菌属在不同轮作模式下呈显著差异(p<0.05).Bryobacter、Bradyrhizobium和Mycobacterium与土壤C/N呈显著正相关(p<0.05).Acidothermus、Geodermatophilus、Blastococcus、Bacillus、Paenibacillus菌属对土壤N₂O释放有显著负效应(p<0.05).Conexibacter、Acidothermus和Geodermatophilus菌属对土壤CH₄释放具有显著正效应(p<0.05).本研究的开展对农田管理方式的选择及可持续生产均具有重要意义.     

典型稻田土壤真菌群落结构及多样性对比

为了解中国主要稻作区内不同母质发育的稻田土壤真菌群落结构和多样性差异,本研究选取由砖红壤、红壤、盐碱土、黑土和紫色土发育而来的5种中国典型稻田土壤为研究对象,利用高通量测序技术对土壤真菌群落组成及多样性进行对比分析.结果表明：5种典型稻田土壤的含水量、pH值、盐度及容重差异显著（P<0.05）;从Chao1指数来看,稻田土壤真菌群落丰度红壤型 > 黑土型 > 砖红壤型 > 紫色土型 > 盐碱土型.从ACE指数来看,群落丰度黑土型 > 红壤型 > 砖红壤型 > 紫色土型 > 盐碱土型.Shannon指数和Simpson指数均表现为群落多样性黑土型 > 紫色土型 > 红壤型 > 砖红壤型 > 盐碱土型;5种典型稻田土壤真菌门水平相对丰度最高的均是子囊菌门（Ascomycota）;砖红壤型和红壤型稻田土壤的优势真菌属为翅孢壳属（Emericellopsis）,紫色土型稻田土壤的优势真菌属为翅孢壳属、枝鼻菌属（Cladorrhinum）和柄孢壳属（Zopfiella）,黑土型稻田土壤的优势真菌属为翅孢壳属和明梭孢属（Monographella）,盐碱土型稻田土壤的优势真菌属为瓶头霉属（Phialocephala）;石黄衣属（Xanthoria）、Cyberlindnera、青霉菌属（Penicillium）和Westerdykella的相对丰度与土壤pH值呈显著负相关（P<0.05）,Ceroophora的相对丰度与土壤含水量呈极显著负相关（P<0.01）;帚枝霉属（Sarocladium）的相对丰度与可溶性有机碳呈极显著正相关（P<0.01）.以上研究表明,稻田真菌的群落结构和多样性受稻田开垦前土壤类型的影响,真菌物种丰度和优势菌种类型对土壤理化性质变化的响应较为敏感.     

秸秆及配施生物炭对福州茉莉园土壤碳、氮、磷、铁含量及其生态化学计量学特征影响

为阐明施加秸秆及配施生物炭对茉莉花园土壤碳（TC）、氮（TN）、磷（TP）和铁（Fe）含量及其生态化学计量学特征的影响,并探讨土壤活性有机碳及碳库管理指数的响应,以福州茉莉园土壤为研究对象,设置对照、秸秆、秸秆配施生物炭3种处理样地,对施加处理下福州茉莉花园0~10 cm表层土壤碳、氮、磷、铁含量和生态化学计量学特征进行测定和分析.结果表明：不同施加处理下,茉莉园土壤TC、TN含量均值表现为秸秆配施生物炭处理>秸秆处理>对照处理（p<0.05）,TP含量均值表现为秸秆处理>秸秆配施生物炭处理>对照处理（p<0.05）,土壤Fe含量均值表现为秸秆处理大于对照和秸秆配施生物炭处理,显著增加了茉莉花园表层土壤铁含量（p<0.05）.其次,秸秆配施生物炭处理较对照和秸秆处理提高了土壤C/N、C/P、C/Fe、N/P、N/Fe、P/Fe （p<0.05）;茉莉花园0~10 cm土壤碳储量、氮储量、磷储量均值表现为秸秆配施生物炭处理显著高于对照处理（p<0.05）,提高比例分别为46.5%、20.2%、10.2%,土壤铁储量表现为秸秆处理>对照处理>秸秆配施生物炭处理.此外,秸秆施加处理提高了土壤活性有机碳（C_N）,增加了土壤碳库活度指数（CPAI）和土壤碳库管理指数（CPMI）;秸秆配施生物炭处理同样大幅度提升了土壤总有机碳含量,并显著提高了土壤碳库指数（CPI）,但这部分主要是活性较低的稳态碳（C_NA）,因此,秸秆配施生物炭降低了土壤碳库活度（CPA）、土壤碳库活度指数（CPAI）和土壤碳库管理指数（CPMI）.总体来看,从土壤固碳角度考虑,秸秆配施生物炭是更合理的利用措施.     

不同轮作模式的土壤真菌群落结构及功能特征分析

为分析不同轮作模式的土壤真菌群落结构与功能特征差异,以安徽铜陵两种不同轮作模式的农田土壤为研究对象,设置水-旱轮作(姜-稻)、旱-旱轮作(姜-菜)两种样地,利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列,以分析不同轮作模式下土壤真菌群落结构和功能的差异及其影响因素.结果表明：姜季转变为菜季/稻季后均会造成土壤真菌α多样性指数增加,尤其是水-旱轮作模式(p<0.05);与旱-旱轮作相比,水-旱轮作提高了土壤真菌群落ACE和Chao1指数(p<0.05);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)和隐真菌门(Rozellomycota)是不同轮作模式下土壤环境中的主要真菌门类.被孢霉属(Mortierella)是两种轮作模式姜季处理中的主要真菌属,镰刀菌属(Fusarium)是旱-旱轮作菜季中的主要真菌属;水-旱轮作模式能有效降低白姜致病风险.在旱-旱轮作中的菜季土壤环境中真菌功能群以动植物病原真菌和腐生真菌为主,辅以内生真菌和地衣寄生真菌;在两种轮作模式中的姜季,真...     

模拟盐水入侵对河口湿地土壤碳矿化潜力的影响研究

河口湿地在全球陆地生态系统碳循环中具有重要作用,为了揭示盐水入侵对河口湿地土壤碳矿化潜力的影响,以闽江河口淡水湿地为研究对象,采用室内泥浆厌氧培养与气相色谱法相结合的方法,通过设置高频率盐度梯度的盐水入侵情景模式,对不同处理下的土壤碳矿化潜力（以CO₂产生潜力表征）及其环境调节因子进行连续3周的测定与分析.研究结果表明：①不同盐度处理下土壤pH值均低于对照处理（0）,氨态氮（NH₄⁺-N）含量均高于对照处理,且随盐度增加而增加,可溶性有机碳（DOC）含量在盐度25‰、30‰处理下高于对照处理,SO₄^2-含量在盐度20‰、25‰、30‰处理下高于对照处理;②随着时间的变化,厌氧培养第1周CO₂产生潜力显著高于第2周和第3周（p＜0.05）,不同盐度处理CO₂产生潜力差异较大,表现为低盐度（0.5‰~10‰）促进和高盐度（15‰~30‰）抑制作用,盐度10‰~15‰可能是影响土壤碳矿化转变的重要转折点;③不同盐度处理下CO₂产生潜力与土壤pH值呈显著正相关,与土壤电导率（EC）、NH₄⁺-N、Cl^-、SO₄^2-和DOC呈显著负相关（p＜0.05）. 盐度是影响河口湿地土壤碳矿化的的重要因素,低盐度的盐水入侵促进河口湿地土壤碳矿化,高盐度的盐水入侵抑制土壤碳矿化.     

2012~2019年天津市公交站微环境空气质量改善

于2012年9月、2014年3月、2015年6月和2019年6月在天津市八里台公交站采集环境空气样品,分析该微环境中大气可吸入颗粒物（PM₁₀）污染的整体改善趋势以及PM₁₀中碳组分、水溶性离子组分以及元素组分的特征和4次采样之间的差异.结果表明,4次采样的PM₁₀浓度分别为281,217,188,78μg/m³,呈明显下降趋势.其中水溶性离子组分和元素组分浓度逐年降低,但其占比变化不大（平均浓度占比分别为22%和39%）,4次采样的二次离子SNA（即SO₄^2-,NO₃^-和NH₄⁺）占PM₁₀比例分别为11%,9%,9%,17%;总碳质量浓度逐年降低,碳组分在PM₁₀中所占的比例呈波动上升的趋势（从18%上升至32%,平均为25%）,根据估算结果,4次采样的二次有机碳（SOC）占PM₁₀比例分别为4%,9%,9%,13%.研究显示,天津市交通微环境空气质量改善效果显著,但二次组分（SNA和SOC）在PM₁₀中占比呈上升趋势,需进一步加强二次污染的控制.     

互花米草入侵对河口湿地土壤真菌群落结构及多样性影响

河口湿地是遭受互花米草入侵的主要区域,为了探究互花米草入侵对河口湿地土壤真菌的影响,以秋茄湿地、芦苇湿地,白骨壤湿地3种典型的湿地为研究对象,借助高通量测序技术对其土壤真菌丰富度及多样性进行分析.结果表明：①白骨壤湿地受到入侵后,土壤盐度、含水量、容重均发生了显著的变化（p<0.05）;②子囊菌门（Ascomycota）相对丰度在互花米草入侵红树林湿地和芦苇湿地后变化均较大,秋茄湿地土壤组织胞浆菌属（Histoplasma）相对丰度降低;芦苇湿地土壤假丝酵母菌属（Pseudeurotium）相对丰度有所增加;③互花米草入侵白骨壤湿地后,土壤真菌多样性升高;互花米草入侵秋茄和芦苇湿地后,土壤真菌多样性降低;④互花米草入侵白骨壤湿地和芦苇湿地后土壤真菌群落结构差异最大;⑤环境因子能够影响湿地土壤中真菌的相对丰度,Talaromyces的相对丰度与土壤盐度呈显著正相关（p<0.01）,Penicillium的相对丰度与土壤含水量呈显著正相关（p<0.01）,Pseudeurotium、Toxicocladosporium与土壤pH呈显著负相关（p<0.01）.本研究可为治理互花米草过程中微生物多样性的保育提供重要的数据支撑.