研究选择华南地区两种典型土壤(水稻土和赤红壤),通过土壤培养试验,研究施用不同剂量(0％,1％,2％,4％)水稻秸秆生物炭处理对土壤养分及不同化学形态的硅含量随时间变化的动态影响.结果表明,不同剂量生物炭均能显著增加水稻土和赤红壤的pH值、总碳和速效钾含量,且随添加量的增加而增加.生物炭处理增加水稻土的碱解氮含量,但却降低赤红壤而的碱解氮含量.不同剂量生物炭添加均能显著提高两种土壤硅的不同化学形态的含量,其中4％的生物炭添加量效果最为明显.与对照相比,4％的生物炭处理在培养第10d时水稻土的CaCl2-Si、Acetic-Si、H2O2-Si、Oxalate-Si、Na2CO3-Si 含量分别增加 300.3％,419.4％、91.9％、115.0％和 82.5％,赤红壤则分别增加 864.9％,1463.4％、646.4％、186.5％、80.2％.综上,秸秆生物炭对土壤养分及不同硅形态的影响与生物炭添加量以及土壤种类有关,赤红壤影响效果要优于水稻土.

蚯蚓作为生物量最大的土壤动物,对土壤生态系统和环境质量影响深远.本研究介绍了华南地区主要应用的皮质远盲蚓(Amynthas corticis)、毛利远盲蚓(A.morrisi)、壮伟远盲蚓(A.robustus)、参状远盲蚓(A.aspergillum)、南美岸蚓(Pontoscolex corethrurus)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生态特征,阐述了它们与土壤pH值、酶活性、金属富集和有效性改变、孔道和微团聚体形成之间的紧密关系:(1)蚯蚓生存的土壤酸碱性范围较广(pH为3.8-7.9),其存活率与土壤类型、有机质含量和成分、土壤污染程度和蚯蚓种类相关;(2)肠道内、蚓粪和蚓触圈的酶活性分别表征了蚯蚓取食喜好、土壤养分循环及微生物种群特征;(3)蚯蚓能够富集不同种类的金属并改变其有效性,这些变化具有蚓种间、金属种类间和土壤类型之间的差异;(4)蚯蚓活动及其生产的蚓粪能改变土体结构、产生孔道、影响土壤团聚体数量、大小和分布.蚯蚓的上述作用使其在解决中国南方红壤酸化、土壤金属污染、茶园土壤养分不平衡、高速公路建设临时用地土壤损毁等方面具有广阔的应用前景.目前,由于华南远盲蚓的生理特征差异研究较少,远盲蚓繁育技术的缺乏一定程度上限制了这些蚯蚓在中型和大型尺度下应用技术的研究和推广.有必要进一步挖掘蚯蚓在土壤修复中的潜力,进行蚯蚓主导的相关技术研发,深入探讨其影响机制.

土壤潜性酸是植物生长的潜在限制因子,是土壤酸性调控的重要依据.按比例抽取并测定福建省耕地表层土壤代表性样点的潜性酸量和pH值,拟合潜性酸(PA)与活性酸(pH)的最优关系模型,利用全省1982年36777个、2008年236445个和2016年21269个耕地表层土壤调查样点pH等属性数据,建立3期1:5万耕地土壤潜性酸量数据库,借助GIS技术和灰色关联分析模型探讨福建省耕地土壤潜性酸动态变化规律及其驱动因素.结果表明:1982-2016年,全省耕地土壤潜性酸量整体呈上升趋势,2008和2016年潜性酸量分别比1982年上升1.30和1.49 cmol·kg-1,1982-2008年的潜性酸上升速率比2008-2016年高0.03 cmol·kg-1·a-1.1982-2016年,全省耕地土壤潜性酸变化量空间差异明显,龙岩市耕地土壤潜性酸变化量最大,比最小的三明市高4倍以上;不同利用类型耕地土壤潜性酸变化量大小依次为水田＞水浇地＞旱地;咸酸水稻土、潜育水稻土和淹育水稻土亚类的潜性酸变化量最大,是全省潜性酸变化量均值的l倍以上;赤红壤和盐渍水稻土亚类变化量最小,分别为全省均值的25.7％和28.4％.福建省耕地土壤潜性酸动态变化的主要驱动因素包括氮、磷肥施用量、阳离子交换量(CEC)、黏粒含量、pH和粉粒含量,灰色关联系数绝对值＞0.92.科学优化施肥结构、合理施用碱性调理剂改酸是减缓福建省耕地土壤潜性酸增加的重要途径.

本研究探讨赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对不同土壤细菌群落结构的影响,以便利用蚯蚓改善土壤生物学质量.选取华南地区赤红壤和水稻土,分别接种赤子爱胜蚓进行10 d室内盆钵培养,运用16S rDNA Illumina Miseq高通量测序技术对培养前后土壤的细菌群落结构进行分析.结果显示:(1)经赤子爱胜蚓取食后,两种土壤的细菌群落结构均发生了改变.赤红壤中增加了5个非优势细菌门,分别为FBP、纤维杆菌门(Fibrobacteres)、OP11、柔膜菌门(Tenericutes)和Thermi;Cytophagia、Spartobacteria和疣微菌纲(Verrucomicrobiae)从非优势细菌纲变为优势细菌纲;Solibacteres从优势细菌纲变为非优势细菌纲.水稻土中海绵菌门(Poribacteria)为新增加的1个非优势细菌门;螺旋体门(Spirochaetes)从非优势细菌门变为优势细菌门;4个非优势细菌门消失,分别为SBR1093、SC4、WS4和WS5;螺旋体纲(Spirochaetes)和疣微菌纲从非优势细菌纲变为优势细菌纲;浮霉菌纲(Planctomycetia)从优势细菌纲变为非优势细菌纲;酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)依然是两种土壤中的优势类群;(2)赤红壤中酸杆菌门的相对丰度显著下降44.90％,拟杆菌门的相对丰度显著上升14.88％;水稻土中酸杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、浮霉菌门和疣微菌门等6种细菌类群的相对丰度分别显著下降49.05％、20.44％、64.01％、35.00％、33.56％和24.38％,而拟杆菌门和螺旋体门的相对丰度分别显著上升28.85％和154.17％;(3)两种土壤细菌丰度的变化情况存在差异:赤红壤细菌丰度呈上升趋势,水稻土细菌丰度呈下降趋势,而两种土壤的细菌多样性变化则均呈下降趋势.本研究说明,经赤子爱胜蚓取食后赤红壤和水稻土的细菌群落结构组成和多样性均发生变化,为深入理解蚯蚓与土壤微生物群落的相互作用机制提供参考依据.

以广西国有高峰林场的6种不同林分(马尾松林Pinus massoniana、杉木林Cunninghamia lanceolata、尾巨桉林Eucalyptus urophylla ×E.grandis、米老排林Mytilaria laosensis、红锥林Castanopsis hystrix和天然次生林)为对象,运用分形学和森林水文学的理论和方法,研究了不同林分类型土壤的颗粒组成以及水分物理特征.结果 表明:研究区不同林分类型的土壤颗粒组成以黏粒为主,其次为粉粒和细砂粒,粗砂粒的含量相对较低,土壤颗粒分形维数从大到小依次表现为天然次生林、杉木林、米老排林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林;不同林分类型土壤的水分物理特征存在差异,蓄水性能大小依次表现为天然次生林、米老排林、杉木林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林,且土壤表层(0～10 cm)的蓄水能力要好于下层(20～50 cm);土壤颗粒分形维数主要受黏粒含量的影响,分形维数与黏粒含量呈极显著正相关,与总孔隙度、饱和蓄水量显著正相关,与土壤密度显著负相关,而与非毛管孔隙度、非毛管蓄水量和有机质含量相关性不显著.土壤颗粒分布的分形维数可作为反映南亚热带赤红壤地区人工林土壤水文物理性质的综合性指标.

甘蔗是广西重要的糖料作物,本研究通过建立克隆文库、土壤养分分析和根样染色等方法测定了33个采样点3种土壤类型(赤红壤,红壤,砖红壤)下甘蔗根系AM真菌多样性及其与土壤因子的关系.结果 表明,3种土壤类型的甘蔗根系共鉴定出6科6属11种AM真菌,AM真菌各属频度存在明显差异,其中球囊霉属的频度值最高,在33个根系样品中有32个存在该属,为广西甘蔗根系AM真菌的优势属,而类球囊霉属、无梗囊霉属、近明球囊霉属、多样孢囊霉属和盾巨孢囊霉属5个属为稀有属.3种土壤类型的甘蔗根系均发现有球囊霉属和盾巨孢囊霉属;近明球囊霉属、无梗囊霉属和类球囊霉属仅在赤红壤的甘蔗根系中出现;而多样孢囊霉属仅在在赤红壤和砖红壤的甘蔗根系中出现.土壤的pH与AM菌根侵染率呈显著正相关,而有机质、总N、有效P、交换性Mga+与AM菌根侵染率均呈负相关.本研究表明,自然条件下甘蔗根系具有相对丰富的AM真菌类群,这些AM真菌可能在甘蔗生长过程中发挥着重要的生态功能.

本文选取南亚热带地区桉树、杉木、马尾松、米老排和红锥5种典型人工林为研究对象,采用Elliott湿筛法和Le Bissonnais (LB)法研究了人工林对土壤团聚体稳定性的影响.结果 表明:5种人工林土壤经湿筛法处理后,水稳性团聚体(WR＞0.25)均在62.2％以上,团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别介于1.58 ～3.71和0.57～ 2.02 mm,表现为杉木林最大,桉树林最小.各林分土壤团聚体结构破坏率(PAD)介于4.6％ ～31.5％之间;采用转移矩阵法评价5种人工林土壤团聚体,得出土壤团聚体稳定性指数(ASI)为杉木林＞红锥林＞米老排林＞马尾松林＞桉树林.在LB法3种处理下,快速湿润处理(FW)对土壤团聚体的破坏程度最大,说明消散作用是研究区团粒崩解的主要机制;预湿润振荡处理(WS)的破坏程度最小;慢速湿润处理(SW)介于两者之间,MWD和GMD值变化一致,均表现为WS＞SW＞FW,且随土层的加深,呈现逐渐降低的趋势.5种人工林土壤在LB法FW处理下团聚体GMD值与湿筛法ASI、MWD、GMD均达到显著正相关,表明湿筛法与LB法的FW处理具有很好的相关性,可用于表征南亚热带赤红壤地区土壤团聚体的稳定性.综合MWD、GMD、PAD和ASI等团聚体稳定性指标,杉木人工林比其他4种人工林更有助于土壤团聚水平的提高,其土壤结构相对较为稳定.

耕作对土壤质量和作物产量具有重要影响.为探明粉垄耕作对土壤理化性质、团聚体粒级分布和稳定性的影响,以甘蔗为供试作物,对常规旋耕(XG)、深翻旋耕(SF)、粉垄20 cm (FL20)和粉垄40 cm (FL40)4种耕作方式下土壤团聚体稳定性各指标进行分析.结果 表明:甘蔗周年种植后,各耕作处理土壤肥力有所下降,其中FL40处理与XG相比,土壤pH值显著增加了0.27～0.31个单位,而各耕作处理土壤有机质含量无显著差异;FL20处理0～ 40 cm土层0.25～0.5 mm粒级水稳定性团聚体分别比XG和SF高22.38％ ～27.33％和23.78％～31.59％,FL40处理则提高了20～40 cm土层0.25～0.5 mm粒级水稳性团聚体;另外,与XG和SF相比,FL20和FL40明显增加了机械稳定性和水稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),且这两个处理还提高了水稳定性团聚体稳定率(WSAR),但降低了团聚体破坏率(PAD);土壤水稳性团聚体各参数之间的相关分析结果显示,PAD与WSAR、Cs 、WMWD、WGMD和＞0.25 mm粒级团聚体含量间均呈极显著负相关(P＜0.01),而与CE和＜0.25 mm粒级团聚体含量呈极显著正相关(P＜0.01).总的来说,粉垄耕作能提高中、小粒径的团聚体含量与稳定性,同时增加了土壤通透性,从而促使土壤结构得到改善,进而促进土壤养分矿化,提高作物对土壤养分的利用效率,可作为赤红壤地区一种较为高效、适合推广的耕作方式.

为探究南方高强度、高频次降雨下赤红壤区坡耕地土壤侵蚀及氮磷养分流失的特征,基于野外径流小区原位观测试验,通过测定自然降雨下赤红壤植蔗坡地坡面径流和溶解态氮磷流失量,探讨自然降雨下甘蔗种植对赤红壤坡面径流及溶解态氮磷流失的影响.结果表明:(1)2019年和2020年,径流量分别为1111.3 m3/hm2和3269.4 m3/hm2,硝态氮(NO3-N)流失量分别为1.39 kg/hm2和15.60 kg/hm2,铵态氮(NH4+-N)流失量分别为0.37 kg/hm2和1.02 kg/hm2,可溶性磷流失量分别为0.20 kg/hm2和0.27 kg/hm2.2019年和2020年植蔗坡地径流及溶解态氮磷流失量均集中在6月份,占流失总量的45％以上,硝态氮(NO3--N)是径流氮素流失的主要形式,占79％以上.此外,2019年和2020年5月至8月,侵蚀性降雨场次分别为18次和23次,侵蚀性降雨量分别为407.8 mm和668.0 mm.(2)不同侵蚀性降雨条件下,植蔗坡地溶解态氮磷流失量及其浓度波动较大,甘蔗生长前期(5-6月)溶解态氮磷流失量及其浓度呈上升趋势,而生长后期(7-8月)则呈波动下降趋势.2019年和2020年观测期侵蚀性降雨的年内分布存在明显差异,均集中在6月份,占35％以上.(3)坡面径流量与降雨量和最大30 min降雨强度呈极显著的正相关关系,同时坡面径流量与径流中硝态氮、铵态氮及可溶性磷流失量均呈极显著正相关关系.研究结果有助于明晰南方赤红壤区蔗区坡面土壤侵蚀及养分流失特征.

目的:以杭白芷产量和品质为依据,研究杭白芷在红壤丘陵区栽培的关键技术,以期获得最佳栽培条件.方法:以杭白芷为对象,通过筛选不同氮、磷、钾肥配比的施肥方案,比较无纺布、谷壳、稻草等覆盖物处理,以及赤霉素、多效唑、缩节胺等激素对杭白芷产量和品质的影响;探索烘干、室外晒干、室内阴干等初加工方式对有效成分含量的影响.结果:施肥试验中处理13(N:195 g/10 m2,P:0,K:240 g/10 m2)产量约8950.47 g/10 m2,显著高于其他处理(P<0.05);覆盖稻草产量显著高于无覆盖和覆盖无纺布、谷壳(P<0.05);施用缩节胺后杭白芷品质最佳;加工过程中,杭白芷中有效成分的含量:晒干>烘干>阴干.结论:综合考虑产量和品质两方面因素,在红壤丘陵区种植杭白芷少施或不施磷肥,用稻草覆盖能提高杭白芷产量,缩节胺能同时提高杭白芷的产量和品质;室外晒干的方式能保留较多的有效成分.