生物炭在土壤培肥改良中的应用有助于农业可持续发展和碳中和目标的实现.为更好地了解生物炭对滨海盐碱土氮素转化和N2O排放的影响及其潜在机制,本研究按等氮原则,以仅添加硫酸铵(N 150 mg·kg-1,下同)为对照,设置5个处理,即硫酸铵+0.4％生物炭处理(W/W,下同)、硫酸铵+0.6％生物炭处理、硫酸铵+0.8％生物炭处理、硫酸铵+1.6％生物炭处理、硫酸铵+0.2％生物炭+0.2％有机肥处理,进行室内培养试验(60d).结果表明:生物炭对土壤氮素转化的影响主要在培养前期,与对照相比,添加生物炭显著增加了滨海盐碱土的硝态氮和铵态氮含量;生物炭显著提高了土壤净硝化速率,且净硝化速率随生物炭添加量的增加而减小;各处理土壤N2O排放的动态变化趋势基本一致,且主要集中在培养前30 d;与对照相比,生物炭添加显著降低了 N2O累积排放量,且降幅随添加量的增加而增大.可见,不同添加量生物炭与氮肥配施对土壤氮转化速率和N2O排放的影响不同,其中,0.8％生物炭处理不仅能显著提高土壤无机氮含量,而且能有效降低土壤N2O排放,可作为生物炭改良与培肥滨海盐碱土的最佳剂量.

滨海土壤盐碱化是中国沿海城市土壤质量健康的重要危害之一,由于受区域气候及地下水位共同影响控制,其盐碱化过程往往不可逆转.目前,众多滨海土壤盐碱污染地区所采用的物理和化学修复手段,存在修复频率高,人工物料成本大,具备二次污染风险等问题,因此,针对该区域土壤进行计划性的乔-灌-草植物群落配置,依靠单一物种在土壤固定深度的精确修复能力和发挥不同物种间的协同净化潜力进行土壤水盐控制及肥力恢复具有重要的生态学意义.本综述总结了近几年滨海盐碱土壤恶化现状,对比分析了多种修复手段各自优劣性,从乔-灌-草多群落配置修复模式的地下部根系系统对土壤不同深度物理结构重塑和肥力培育入手、举例分析多群落系统如何发挥修复潜力.同时,重点探讨了单一群落植物筛选与应用、多群落配置原则等几个修复过程中的关键性步骤,最终对多群落配置修复模式下滨海盐碱土壤复垦进行总结并举例说明,探讨多群落配置下进行盐碱土壤复垦的原理及未来发展方向,以此为基础为未来滨海土壤恢复提出建议,旨在为中国沿海城市滨海盐碱土壤利用提供借鉴.

花生属豆科固氮作物,具较强的抗旱耐盐性,土壤微生物在盐碱土生态系统中具有重要的生态功能.以花生平作、花生/棉花间作为对象,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析了黄河三角洲滨海盐碱地花生旺盛生长期不同含盐量盐碱地和非盐碱地0-40cm根层非培养土壤微生物群落组成及其多样性,分析了盐碱地花生根层土壤细菌群落与非盐碱地花生根层土壤细菌群落的差异,为揭示盐碱地花生根层土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应间的关系奠定基础.利用免培养技术直接从土壤样品提取总DNA,针对细菌基因组16S rRNA基因的V3高变区进行PCR扩增;利用焦磷酸测序的方法对V3高变区PCR产物进行高通量测序,并对测序数据进行生物信息学分析.结果 表明,(1)黄河三角洲滨海盐碱土较高含盐量土壤中根层土壤微生物种类、优势种群数量和群落功能多样性较非盐碱土壤较为丰富.(2)盐碱土花生平作或花生//棉花间作两种种植方式基本不影响二者0-40cm根层土壤微生物优势类群;不同土壤类型和种植模式下,花生和棉花根层土壤中优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)4种菌群,其总丰度为80％-90％.非盐碱土壤中花生根层的酸杆菌门(Acidobacteria)丰度是盐碱土壤中的3倍以上,嗜热油菌纲(Thermoleophilia)和放线菌纲(Actinomycetales)丰度远高于各种盐碱土壤花生平作和花生//棉花间作两种植模式下的花生根层土壤;非盐碱土平作花生0-40cm土层中Rubellimicrobium、Pontibacter和Lamia细菌则显著缺失.(3)土壤类型对土壤微生物菌群类型影响较大,聚类分析表明,10个土壤样本依据土壤含盐量高低和根系分布深度聚为3类,即非盐碱土壤归为1类,盐碱土壤根系密集分布层0-20cm、20-40cm各归为1类.