植物残体向土壤有机质转化过程及其稳定机制的研究进展 被引量：104

1

作者 汪景宽 徐英德 +9 位作者 丁凡 高晓丹 李双异 孙良杰 安婷婷 裴久渤 李明 王阳 张维俊 葛壮 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期528-540,共13页

土壤有机质的数量和质量不仅是衡量土壤肥力状况的核心要素,其形成、转化及稳定过程还与全球气候变化密切相关。植物残体是土壤有机质的初始来源,但由于其腐解过程的复杂、多变性以及土壤有机质、微生物的高度异质性,植物残体向土壤有... 土壤有机质的数量和质量不仅是衡量土壤肥力状况的核心要素,其形成、转化及稳定过程还与全球气候变化密切相关。植物残体是土壤有机质的初始来源,但由于其腐解过程的复杂、多变性以及土壤有机质、微生物的高度异质性,植物残体向土壤有机质的转化和稳定机理尚不十分明确。本文介绍并讨论了近年来关于植物残体向土壤有机质转化相关研究的新发现,探讨了微生物源和植物源有机质对土壤有机质的贡献,概述了土壤有机质形成的微生物驱动机制,并综述了植物残体输入后土壤有机质稳定性的相关研究,最后对该研究领域未来的发展进行展望,以期能够为科学地提高土壤的固碳能力提供参考。 展开更多

关键词 土壤有机质 腐殖质 碳循环 微生物 稳定性

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巩固黑土地粮仓 保障国家粮食安全 被引量：48

2

作者 李保国 刘忠 +7 位作者 黄峰 杨晓光 刘志娟 万炜 汪景宽 徐英德 李子忠 任图生 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第10期1184-1193,共10页

粮食安全是国家安全的重要保障。东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中起到“压舱石”的作用。但由于该区域耕地的高强度、不合理或过度利用造成了严峻的黑土退化问题。因此,如何使黑土地粮仓高效、可持续地为国... 粮食安全是国家安全的重要保障。东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中起到“压舱石”的作用。但由于该区域耕地的高强度、不合理或过度利用造成了严峻的黑土退化问题。因此,如何使黑土地粮仓高效、可持续地为国家粮食安全提供保障,是当前亟待解决的科学问题。文章系统梳理了改革开放以来黑土地粮仓的农业发展状况;在此基础上,系统总结了黑土地粮食生产可持续发展所面临的问题,并结合中央对东北地区农业生产要求,提出了协调粮食安全和生态安全、增强粮食生产可持续发展的相应对策。以期为东北黑土区农业可持续发展提供参考,为国家粮食战略部署、农业政策制定及国家粮食安全稳固等提供科学指导。 展开更多

关键词 黑土地 粮食安全 黑土地粮仓 土地退化

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土壤孔隙结构与土壤微环境和有机碳周转关系的研究进展 被引量：36

3

作者 张维俊 李双异 +5 位作者 徐英德 刘旭 安婷婷 朱平 彭畅 汪景宽 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期1-9,共9页

土壤结构是土壤功能的基础,不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透、气体的交换等过程,还为土壤微生物提供了物理生境,并调控土壤有机碳的周转这一关键过程。土壤的孔隙特征能够直接、真实地反映土壤结构的好坏;用土壤的孔隙特征作... 土壤结构是土壤功能的基础,不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透、气体的交换等过程,还为土壤微生物提供了物理生境,并调控土壤有机碳的周转这一关键过程。土壤的孔隙特征能够直接、真实地反映土壤结构的好坏;用土壤的孔隙特征作为试验指标能更好地反映土壤结构对这些过程的调节作用。在此基础上,将高度异质性的土壤孔隙结构同土壤微环境的变化和土壤有机碳的周转过程进行定量分析,对深入了解土壤结构在土壤生态系统中的功能至关重要。因此,着重从土壤孔隙结构对土壤微环境的影响及其与有机碳的关系两方面展开,剖析土壤孔隙结构调控作用下的土壤微环境响应过程,阐述土壤孔隙结构对土壤有机碳周转产生的直接、间接影响,强调土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转进程中的重要作用,并对土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转、植物残体分解及其与微生物协调作用机制等方面研究提出展望。 展开更多

关键词 土壤结构 土壤孔隙 土壤微环境 土壤有机碳

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氢氧稳定同位素技术在土壤水研究上的应用进展 被引量：29

4

作者 徐英德 汪景宽 +1 位作者 高晓丹 张玉龙 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期1-9,15,共10页

土壤水是水资源的重要组成部分,是连接自然界水循环的重要环节;一个地区的土壤水资源状况与当地作物生产、生态环境质量以及社会经济发展息息相关。应用稳定氢、氧同位素技术可从宏观和微观的结合上把握土壤水循环过程,阐明其相关机理;... 土壤水是水资源的重要组成部分,是连接自然界水循环的重要环节;一个地区的土壤水资源状况与当地作物生产、生态环境质量以及社会经济发展息息相关。应用稳定氢、氧同位素技术可从宏观和微观的结合上把握土壤水循环过程,阐明其相关机理;近年来这一技术有了长足进步,正在逐渐发展成为研究土壤水循环特别是探究土壤水分运移和转化规律的有效手段。在简述土壤水氢、氧同位素基本知识的基础上,从水的地球化学循环原理出发,讨论影响土壤水氢、氧同位素富集的因素,着重介绍了土壤水循环研究中的同位素技术的要点和特点,并对这一研究领域未来的发展进行了展望。 展开更多

关键词 土壤水 同位素 地球化学

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稳定^(13)C同位素示踪技术在农田土壤碳循环和团聚体固碳研究中的应用进展 被引量：25

5

作者 金鑫鑫 汪景宽 +6 位作者 孙良杰 王帅 裴久渤 安婷婷 丁凡 高晓丹 徐英德 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期217-224,共8页

农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解直接影响陆地生态系统碳贮藏与全球碳平衡。土壤团聚体是土壤结构的物质基础和土壤肥力的重要载体,也是土壤有机碳的固定场所。稳定^(13)C同位素示踪技术是研究土壤碳动态变化... 农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解直接影响陆地生态系统碳贮藏与全球碳平衡。土壤团聚体是土壤结构的物质基础和土壤肥力的重要载体,也是土壤有机碳的固定场所。稳定^(13)C同位素示踪技术是研究土壤碳动态变化的有效手段,能够揭示新输入碳在土壤及团聚体中赋存状态、周转过程以及微生物的调节机制。本文主要归纳与阐述了稳定^(13)C同位素示踪技术在农田土壤有机碳循环及土壤团聚体固碳机理方面的研究进展,提出^(13)C同位素示踪技术在未来土壤碳循环和固碳机制方面的主要研究方向。 展开更多

关键词 13C稳定同位素 有机碳 土壤团聚体 农田土壤

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基于保护性农业的土壤固碳过程研究进展 被引量：20

6

作者 徐英德 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期658-670,共13页

土壤有机碳(SOC)的固定是缓解全球气候变化和维持农田生态系统生产力的重要驱动力,阐明SOC的累积与稳定机制及其驱动因素有助于合理调控土壤碳汇潜力。此外,在全球生态环境退化和巨大粮食安全压力的挑战下,寻求可持续的农田管理方式成... 土壤有机碳(SOC)的固定是缓解全球气候变化和维持农田生态系统生产力的重要驱动力,阐明SOC的累积与稳定机制及其驱动因素有助于合理调控土壤碳汇潜力。此外,在全球生态环境退化和巨大粮食安全压力的挑战下,寻求可持续的农田管理方式成为迫切需要解决的任务。保护性农业对土壤固碳有着重要影响,且有助于实现粮食生产与生态效益的双赢。但鉴于土壤系统和功能的复杂性,尚未形成保护性农业措施调控下土壤碳库形成的系统理论。以此为背景,本文介绍并讨论了SOC不同的固定途径及其稳定机理,探讨了传统农作措施下SOC的损失情况,概述了保护性农业的内涵与主要组成,综述了保护性农业措施对SOC固定的影响,并深入剖析了保护性农业措施调控下的土壤固碳机理。在现有研究基础上,应通过现代有机碳分组、分离技术和生物标识物技术,明确保护性农业介导下SOC固定的微生物—团聚体—矿物协同作用机制,并关注深层土壤固碳过程;此外,建立保护性农业长效研究体系有助于明确保护性农业措施调控下的土壤固碳潜力与实质;最终,应构建基于农田实践的SOC管理框架,帮助土地管理者和农户制定科学合理的可持续土地利用战略。 展开更多

关键词 保护性农业 土壤有机碳 碳固定 微生物 有机碳稳定性

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玉米残体分解对不同肥力棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响 被引量：20

7

作者 徐英德 汪景宽 +4 位作者 王思引 孙雪冰 李君薇 张明垚 高晓丹 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1029-1037,共9页

以棕壤肥料长期定位试验(29 a)形成的高、低两种肥力水平棕壤为研究对象,采用不同部位玉米残体为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根茬和茎叶,进行田间原位培养试验,试验设置6个处理:低肥力土壤添加玉米根茬(LF+R)、低肥力土壤添加玉... 以棕壤肥料长期定位试验(29 a)形成的高、低两种肥力水平棕壤为研究对象,采用不同部位玉米残体为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根茬和茎叶,进行田间原位培养试验,试验设置6个处理:低肥力土壤添加玉米根茬(LF+R)、低肥力土壤添加玉米茎叶(LF+S)、高肥力土壤添加玉米根茬(HF+R)、高肥力土壤添加玉米茎叶(HF+S)和未添加玉米残体的对照处理(LF,HF)。本研究旨在探明玉米根茬、茎叶添加后不同肥力土壤团聚体组成及有机碳分布的变化规律,为构建合理的秸秆还田与施肥措施,减少土壤侵蚀提供理论依据。结果表明:1)添加玉米残体后低肥力棕壤团聚体稳定性、较大级别团聚体(>2 mm和1~2 mm)有机碳贡献率的提升幅度比高肥力棕壤大,说明低肥力土壤对外源有机质的响应更敏感,向大团聚体转化的速率更快。2)培养结束时,高肥力棕壤添加茎叶处理团聚体稳定性显著高于添加根茬处理,而添加根茬处理各粒级团聚体有机碳含量显著高于添加茎叶处理;低肥力棕壤中根茬和茎叶添加处理团聚体稳定性及有机碳含量之间差异不明显。3)在田间原位培养过程中,棕壤>2 mm和1~2 mm团聚体所占比例和团聚体稳定性呈现出前期(0~360 d)快速增加,后期(360~720 d)趋于稳定的趋势。可以看出,玉米残体对土壤团聚体团聚化过程的作用强度逐渐减弱。以上结果表明,作物残体输入对棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响与棕壤肥力水平和不同残体部位间的差异关系密切。 展开更多

关键词 棕壤 土壤肥力 玉米残体 根茬 茎叶 土壤团聚体 土壤有机碳

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东北黑土地不同类型区主要特征及保护利用对策 被引量：13

8

作者 徐英德 裴久渤 +3 位作者 李双异 邹洪涛 汪景宽 张佳宝 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期495-504,共10页

东北黑土地是世界主要黑土带之一,是我国粮食作物主产区,在保障国家粮食安全方面贡献极大。近几十年,东北黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等耕地质量退化问题严重制约了粮食产能的稳步提升。对东北黑土地资源进行合理、科学的认知,并... 东北黑土地是世界主要黑土带之一,是我国粮食作物主产区,在保障国家粮食安全方面贡献极大。近几十年,东北黑土地出现的“变薄、变瘦、变硬”等耕地质量退化问题严重制约了粮食产能的稳步提升。对东北黑土地资源进行合理、科学的认知,并采取有效措施对黑土地进行保护与利用成为该地区农业可持续发展的关键。然而,东北黑土地在地理位置、自然环境、农业生产和土壤资源组成的复杂性,阻碍了黑土地保护利用政策的科学制定和顺利实施。以此为背景,本文根据东北黑土地自然资源条件和农业生产特征,按照区别差异性、归纳共同性的原则,将东北黑土地划分成松嫩平原区、三江平原区、辽河平原区、长白山辽东区、西部风沙区和大小兴安岭区6个类型区,分别概述了不同类型区在气候、地理和土壤组成方面的特征;从气候、农业生产和土壤限制因素等层面探讨了不同类型区面临的主要问题;分析和归纳了当前不同类型区适用的黑土地保护利用模式,以期为协调黑土地保护与产能提升矛盾和合理利用黑土地提供参考。 展开更多

关键词 东北黑土地 类型区 特征 保护利用

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还田秸秆氮素转化及其对土壤氮素转化的影响 被引量：12

9

作者 徐英德 孙良杰 +2 位作者 汪景宽 李双异 高晓丹 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期859-870,共12页

还田秸秆是农业生产重要的有机肥源,秸秆分解不仅是作物所需氮素的重要来源,而且能激发土壤微生物活性,提高土壤氮素的有效性。近年来,秸秆还田作为改善土壤养分状况的一项重要措施逐渐受到重视。因此,探明秸秆氮素在土壤中的释放和转... 还田秸秆是农业生产重要的有机肥源,秸秆分解不仅是作物所需氮素的重要来源,而且能激发土壤微生物活性,提高土壤氮素的有效性。近年来,秸秆还田作为改善土壤养分状况的一项重要措施逐渐受到重视。因此,探明秸秆氮素在土壤中的释放和转化及外源秸秆氮对土壤氮素转移转化的影响对农田的氮素管理和合理进行秸秆还田具有重要指导意义。系统介绍了还田秸秆中氮素的存在形态及释放特征,探讨了秸秆氮在土壤中的去向及转化过程,综合分析了秸秆腐解对土壤氮素转化的影响,最后对秸秆还田条件下的土壤氮素研究进行了展望。 展开更多

关键词 秸秆 氮素 腐解 转化 去向

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外源新碳在不同肥力土壤中的分配与固定 被引量：11

10

作者 谢柠桧 安婷婷 +7 位作者 李双异 孙良杰 裴久渤 丁凡 徐英德 付时丰 高晓丹 汪景宽 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期942-950,共9页

外源新碳加入土壤后,传统技术尚无法区分其与原土壤有机碳的不同。利用13C稳定同位素方法,通过室内培养实验,探讨玉米秸秆和根茬添加到不同肥力水平土壤后外源新碳在土壤中分配与固定的差异。结果表明：（1）低肥土壤添加叶28 d后土壤... 外源新碳加入土壤后,传统技术尚无法区分其与原土壤有机碳的不同。利用13C稳定同位素方法,通过室内培养实验,探讨玉米秸秆和根茬添加到不同肥力水平土壤后外源新碳在土壤中分配与固定的差异。结果表明：（1）低肥土壤添加叶28 d后土壤有机碳（SOC）含量高于添加根和茎的;高肥土壤添加叶在整个培养期间（1～180 d）SOC含量都高于添加根和茎;两种肥力水平土壤在添加玉米根、茎、叶180 d后SOC含量均接近相等。（2）玉米根、茎、叶的添加对SOC中外源新碳含量以及残体残留率的影响不同,28 d前低肥土壤外源新碳含量高于高肥土壤,28 d后结果与之相反;低肥土壤在培养28 d后添加根的残留率比添加茎和叶的低,高肥土壤在培养7 d后添加叶的残留率比添加根和茎的低。以上结果表明,外源新碳在土壤中的固定受其来源和土壤肥力水平的影响与制约。 展开更多

关键词 肥力 玉米秸秆和根茬 δ13C 外源新碳

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不同耕作方式下黑土微生物群落对干湿交替的响应 被引量：11

11

作者 刘奎 葛壮 +7 位作者 徐英德 刘磊 叶超 李明 赵搏 梁爱珍 张彬 汪景宽 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期206-216,共11页

以吉林德惠市黑土长期田间定位实验地土壤为研究对象,通过室内模拟培养,采用高通量测序方法(16S rRNA)研究免耕和垄作土壤微生物群落对不同频率和强度的干湿交替处理的响应。结果表明:干湿交替显著降低免耕土壤中微生物群落的多样性,且... 以吉林德惠市黑土长期田间定位实验地土壤为研究对象,通过室内模拟培养,采用高通量测序方法(16S rRNA)研究免耕和垄作土壤微生物群落对不同频率和强度的干湿交替处理的响应。结果表明:干湿交替显著降低免耕土壤中微生物群落的多样性,且频率越高干旱强度越大多样性降低越显著;但干湿交替对垄作土壤的微生物多样性影响不显著。与对照相比,干湿交替显著增加免耕土壤中浮霉菌门(Planctomycetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,显著降低免耕和垄作土壤中Saccharibacteria菌门和Parcubacteria菌门的相对丰度。无论是免耕还是垄作条件下,干湿交替频率的不同导致土壤微生物群落结构产生显著差异,而干湿交替强度的不同对土壤微生物群落结构没有显著影响。研究结果为预测干旱气候对黑土生态功能的影响提供了理论基础。 展开更多

关键词 耕作方式 干湿交替 土壤微生物群落 黑土 高通量测序

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不同肥力棕壤全氮和微生物量氮对外源玉米残体氮的响应 被引量：10

12

作者 徐英德 丁雪丽 +7 位作者 李双异 孙良杰 高晓丹 谢柠桧 金鑫鑫 白树彬 孙海岩 汪景宽 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第20期6818-6826,共9页

以棕壤玉米长期连作定位试验(27a)形成的高低两种肥力水平土壤为研究对象,采用^(15)N标记的玉米植株为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根、茎、叶(共8个处理),采用室内模拟培养与^(15)N同位素示踪技术,旨在弄清玉米根、茎、叶添加后... 以棕壤玉米长期连作定位试验(27a)形成的高低两种肥力水平土壤为研究对象,采用^(15)N标记的玉米植株为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根、茎、叶(共8个处理),采用室内模拟培养与^(15)N同位素示踪技术,旨在弄清玉米根、茎、叶添加后不同肥力土壤全氮含量及微生物量氮的变化规律。结果表明:(1)添加玉米根、茎、叶后低肥力棕壤全氮含量提升幅度分别比高肥力棕壤高5.75%、4.77%和3.75%,外源新氮的贡献率分别比高肥力棕壤高3.54%、3.28%和2.49%,说明不同肥力土壤对玉米残体添加的响应程度不同,低肥力棕壤对外源新氮施入后的响应更敏感,固定能力更强。(2)在添加玉米残体的56d培养时间内,低肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.83—0.98倍,高肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.87—1.56倍,可以看出不同部位玉米植株添加后均能显著促进土壤微生物量氮的积累,说明外源有机物输入是刺激土壤微生物数量和活性的重要因素,并且在高肥力土壤中刺激作用更加显著。此外,高肥力土壤添加茎和叶处理微生物量氮显著高于根添加处理,但低肥力土壤中根、茎和叶添加处理土壤中微生物量氮之间无显著差异。外源有机氮输入对土壤氮库的贡献与土壤的肥力水平及不同残体部位自身的物质组成特性密切相关。 展开更多

关键词 土壤肥力 玉米残体 δ^15N 土壤全氮 微生物量氮

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生物降解地膜对土壤微生物丰度、活性及群落结构的影响 被引量：8

13

作者 李铭轩 吉德昌 +8 位作者 王政宇 徐英德 贾照杰 李诗彤 常艺 冯良山 张哲 冯晨 丁凡 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1758-1767,共10页

为明确生物降解地膜对土壤微生物的影响情况,推动生物降解地膜在农业上的应用和推广,本研究基于2018年在辽宁阜新和海城建立的地膜覆盖玉米定位试验(试验设计相同,包含透明、黑色生物降解地膜和透明、黑色塑料地膜覆盖,以及不覆膜处理)... 为明确生物降解地膜对土壤微生物的影响情况,推动生物降解地膜在农业上的应用和推广,本研究基于2018年在辽宁阜新和海城建立的地膜覆盖玉米定位试验(试验设计相同,包含透明、黑色生物降解地膜和透明、黑色塑料地膜覆盖,以及不覆膜处理),测定了2019年春季土壤呼吸速率和春秋两季的土壤水解酶(β-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、N-乙酰葡萄胺糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和酸性磷酸酶)活性、微生物生物量碳含量、微生物生物量氮含量、磷脂脂肪酸(PLFA)含量。结果表明:地膜短期覆盖对土壤可溶性有机碳、酶活性、微生物生物量碳氮及PLFA含量无显著影响。对于两个试验地点,覆盖生物降解地膜土壤呼吸速率均高于塑料地膜,说明生物降解地膜有提高微生物活性的潜力。研究表明,生物降解地膜的应用在短期内没有对土壤微生物活性产生负面影响,但不同类型地膜对土壤的长期影响仍需要进一步监测和综合评价。 展开更多

关键词 地膜覆盖 聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯 土壤呼吸 土壤酶 磷脂脂肪酸

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以土壤普查成果助推黑土地科学保护与利用

14

作者 刘顺国 徐英德 +1 位作者 裴久渤 汪景宽 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1185-1190,共6页

第三次全国土壤普查是一次重要的国情国力调查,力求全面、真实、准确掌握全国耕地土壤质量、性状和利用状况等基础数据。当前,东北黑土地面临较严峻的“变薄、变瘦、变硬”等退化问题,采取有效措施将土壤普查获得的大量土壤性状、立地... 第三次全国土壤普查是一次重要的国情国力调查,力求全面、真实、准确掌握全国耕地土壤质量、性状和利用状况等基础数据。当前,东北黑土地面临较严峻的“变薄、变瘦、变硬”等退化问题,采取有效措施将土壤普查获得的大量土壤性状、立地条件和土壤利用情况等数据与黑土地的科学保护耦合嵌套,从而明确各区域耕地质量,探索合理改良培肥措施,这对于延伸土壤普查成果的生命力,推动该地区农业可持续发展和维持粮食产能“压舱石”作用具有深远意义。基于以上考虑,本文论述了第三次全国土壤普查成果在明确黑土地“变薄、变瘦、变硬”区域、揭示土壤养分时空演变特征、提升黑土地粮食产能和精确评价黑土地耕地质量中的作用,探讨了土壤普查成果助推黑土地保护的可能实现途径,以期实现土壤普查成果的落地与延伸,全面掌握东北黑土地耕地资源现状,切实保护好东北黑土地,守护好大国粮仓。 展开更多

关键词 土壤普查 黑土地 耕地质量 保护利用

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地膜覆盖和施肥对棕壤剖面溶解性有机碳分布的影响 被引量：6

15

作者 赵搏 丁雪丽 +5 位作者 汪景宽 刘奎 张维俊 徐英德 谢柠桧 李明 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期847-853,共7页

依托沈阳农业大学棕壤长期定位试验站试验与土壤样品数据.系统分析了30年覆膜和不覆膜条件下不同施肥处理对土壤溶解性有机碳含量及其占有机碳的比例在剖面分布特征的影响;结果表明,施肥处理的总体效应大于覆膜处理,不论是否覆膜,长期... 依托沈阳农业大学棕壤长期定位试验站试验与土壤样品数据.系统分析了30年覆膜和不覆膜条件下不同施肥处理对土壤溶解性有机碳含量及其占有机碳的比例在剖面分布特征的影响;结果表明,施肥处理的总体效应大于覆膜处理,不论是否覆膜,长期单施氮肥、有机肥均能显著提高土壤剖面溶解性有机碳的含量,并且对表层土壤影响最大。不覆膜土壤0~40 cm土层中,单施氮肥对土壤溶解性有机碳占有机碳的比例影响显著,氮肥施用量越多,溶解性有机碳占有机碳的比例越大,而单施有机肥及有机肥氮肥混施对土壤溶解性有机碳占有机碳的比例基本没有影响。土壤溶解性有机碳含量与有机碳含量呈显著正相关,溶解性有机碳含量对土壤有机碳含量的剖面分布具有决定作用。 展开更多

关键词 棕壤 长期不同施肥 地膜覆盖 土壤有机碳 土壤溶解性有机碳

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微塑料参与下的土壤碳循环过程评述

16

作者 朱芷宏 张琎 +3 位作者 高晓丹 陶招 马南 徐英德 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期252-261,共10页

土壤有机碳固定是驱动土壤肥力演变和陆地生态系统碳平衡的关键过程。鉴于微塑料在土壤生态系统中的持久性和生态环境风险,其对土壤性质和过程的影响日益受到关注,但基于土壤碳循环视角关注微塑料介导作用的研究仍相对匮乏。赋存于土壤... 土壤有机碳固定是驱动土壤肥力演变和陆地生态系统碳平衡的关键过程。鉴于微塑料在土壤生态系统中的持久性和生态环境风险,其对土壤性质和过程的影响日益受到关注,但基于土壤碳循环视角关注微塑料介导作用的研究仍相对匮乏。赋存于土壤中的微塑料能够通过间接影响土壤理化性质和直接参与碳循环的方式影响土壤有机碳固存、矿化与消长,这进一步加剧了土壤有机碳循环过程的不确定性,也突出了相关研究的迫切性。以此为背景,本文概述了土壤有机碳固定途径的理论发展,总结了土壤中微塑料的来源特征,阐述了微塑料对不同土壤碳库的影响,并深入探讨了微塑料调控土壤碳循环的可能机制,最后对微塑料参与下的土壤有机碳循环相关研究进行了展望。结果表明微塑料能够通过影响土壤物理结构、微生物群落结构多样性、酶活性与功能基因、生物膜的形成、动物的繁殖与生长、植物的生长和根系沉积等对土壤碳的平衡起到介导作用,同时通过自身参与到土壤全链条生物地球化学循环中而直接影响土壤有机碳循环。但相关研究仍处于起步阶段,如何选取科学方法将微塑料周转与有机碳循环过程进行区分与耦合是未来研究的难点。因此,在现有研究基础上,通过先进土壤学研究手段的嵌套与改良,以及研究思路的革新与交叉,可进一步精准区分微塑料源碳在不同有机碳库中的贡献潜力,探明微塑料直接和间接影响土壤有机碳循环的耦合作用机制,并推进多因素影响下微塑料参与土壤碳循环过程的研究。 展开更多

关键词 微塑料 土壤有机碳 土壤碳循环 土壤微生物 微生物残体

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Cu^(2+)和Zn^(2+)在土壤电场中的极化对黑土胶体凝聚的影响 被引量：5

17

作者 高晓丹 徐英德 +5 位作者 张广才 张昀 李嵩 李少博 安雨鑫 汪景宽 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期440-447,共8页

金属离子在土壤胶体固-液界面上的行为差异引起土壤胶体絮凝过程的差异,并深刻影响土壤溶液中养分或污染物的迁移转化。为明确Cu^(2+)和Zn^(2+)两种金属离子界面行为对土壤胶体凝聚的影响,本文选取黑土胶体为研究对象,利用动态/静态光... 金属离子在土壤胶体固-液界面上的行为差异引起土壤胶体絮凝过程的差异,并深刻影响土壤溶液中养分或污染物的迁移转化。为明确Cu^(2+)和Zn^(2+)两种金属离子界面行为对土壤胶体凝聚的影响,本文选取黑土胶体为研究对象,利用动态/静态光散射技术研究专性吸附离子Cu和Zn体系中不同离子浓度条件下黑土胶体的凝聚行为。结果表明:(1)Cu^(2+)和Zn^(2+)两种金属离子引发黑土胶体凝聚的机制相似,均是低浓度下的慢速凝聚和高浓度下的快速凝聚,达到快速凝聚机制后,胶体的总体平均凝聚速率受离子种类影响较小。(2)Cu^(2+)对黑土胶体聚沉能力大于Zn^(2+),Zn^(2+)的临界聚沉浓度是Cu^(2+)的3.51倍,在黑土胶体的凝聚过程中存在强烈的离子特异性效应。(3)两种离子体系中颗粒间相互作用的活化能差异随离子浓度的降低而增大。此两种离子在凝聚作用的较大差异性源于Cu^(2+)较Zn^(2+)对有机配位体有较强的亲和力,以及黑土胶体表面附近强电场对离子的强烈极化作用扩大了两种离子本身的微小差异。 展开更多

关键词 黑土胶体 重金属 离子特异性效应 光散射 活化能 离子极化

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新农科背景下智慧课堂建设探索与实践——以土壤学课程教学为例 被引量：1

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作者 高晓丹 张昀 +2 位作者 吴岩 汪景宽 徐英德 《智慧农业导刊》 2023年第9期131-134,共4页

针对传统“注入式”教学方式所带来的不能充分调动学生的积极性和学生对知识吸收和能力提升效果较差问题,开展教学模式改革与创新。新农科背景下的土壤学教学改革与创新依托农林院校相关涉农专业的基础课程土壤学的智慧课堂建设为例,运... 针对传统“注入式”教学方式所带来的不能充分调动学生的积极性和学生对知识吸收和能力提升效果较差问题,开展教学模式改革与创新。新农科背景下的土壤学教学改革与创新依托农林院校相关涉农专业的基础课程土壤学的智慧课堂建设为例,运用慕课堂、易而思和科大讯飞等教学共享平台相结合的方式,主要从课程学习环境设计、课程教学过程设计以及实践应用效果三方面对智慧课堂教学模式进行设计,创建“三板块、四环节、五步走”的智慧课堂教学模式,以确保课堂教学以学生为中心,达到教学效果的提升。 展开更多

关键词 智慧课堂 新农科 教学改革 线上教学 土壤学

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离子界面行为在土壤有机无机复合体形成中的作用 被引量：5

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作者 李少博 徐英德 +6 位作者 高晓丹 张昀 张广才 李嵩 许晨阳 田锐 汪景宽 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期1682-1691,共10页

土壤有机物质与土壤矿物质表面之间的相互作用普遍存在,有关土壤有机无机复合体形成理论的研究倍受关注,土壤有机质与矿物质结合的紧密程度直接关系到土壤碳库的稳定性,在环境科学与农业资源利用领域有重要意义。但关于土壤有机无机复... 土壤有机物质与土壤矿物质表面之间的相互作用普遍存在,有关土壤有机无机复合体形成理论的研究倍受关注,土壤有机质与矿物质结合的紧密程度直接关系到土壤碳库的稳定性,在环境科学与农业资源利用领域有重要意义。但关于土壤有机无机复合体形成机制还不完善,土壤宏观、介观及微观各尺度间的作用机制未能衔接。本文综述了土壤有机无机复合胶体的形成(形成学说、作用机制与影响因子)及此过程中离子的界面行为;系统地梳理了离子在土壤有机无机复合体形成中的作用机制;回顾了土壤有机无机组分相互作用的研究方法;最后强调了离子特异性效应在土壤有机无机复合体形成中的作用,特别是化合价相同的不同离子对土壤系统的性质与过程具有不同的影响。即离子电子层数和外层电子排布的微小差异在土壤表面附近的强电场中被放大,通过极化作用提高离子的有效电荷,增强离子所受的库仑作用力。离子的有效电荷数可以定量表征该土壤胶体复合过程中界面上离子作用的强弱程度。结论不断完善土壤有机无机复合体形成理论,为土壤培肥和污染土壤修复提供理论依据,对促进土壤有机无机复合体环境化学和微粒污染物迁移动力学的研究具有重要的科学意义与实践意义。 展开更多

关键词 土壤有机无机复合体 离子吸附 离子键 离子特异性效应 土壤有机质

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不同施肥处理黑土覆膜后秸秆碳氮在团聚体中的固存特征 被引量：3

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作者 刘旭 李庭宇 +5 位作者 安婷婷 徐英德 葛壮 朱平 李双异 汪景宽 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4439-4450,共12页

地膜覆盖是提高作物产量的重要措施,理解覆膜条件下黑土团聚体中外源碳和氮的固存特征,为深刻认识地膜覆盖措施的可持续应用提供理论依据。选取长期定位试验站(29年)不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥配施化肥(MNPK)3个典型施肥处理,... 地膜覆盖是提高作物产量的重要措施,理解覆膜条件下黑土团聚体中外源碳和氮的固存特征,为深刻认识地膜覆盖措施的可持续应用提供理论依据。选取长期定位试验站(29年)不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥配施化肥(MNPK)3个典型施肥处理,表层土壤(0-20 cm)添加^(13)C^(15)N双标记玉米秸秆后设置裸地和覆膜的田间原位微区培养试验,探讨不同施肥处理结合覆膜黑土团聚体中有机碳和全氮对秸秆来源碳和氮的响应。结果表明,与裸地相比,所有处理覆膜后微团聚体(<0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量平均降低了26.49%和32.05%。覆膜MNPK与裸地处理相比大团聚体(>0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量显著降低了35.58%和15.97%,但大团聚体中原土壤有机碳的含量提高了9.16%。在CK和NPK处理微团聚体中,秸秆来源碳占该粒级团聚体有机碳的比例表现为覆膜>裸地,而在MNPK处理各粒级团聚体中则表现为裸地>覆膜。无论覆膜与否,秸秆来源碳对团聚体有机碳和秸秆来源氮对团聚体全氮的贡献率受施肥处理的影响表现为CK>NPK>MNPK。且秸秆来源碳和氮占微团聚体中有机碳和全氮的比例大于大团聚体。总之,单施化肥处理结合覆膜促进了微团聚体中有机碳的更新;而有机肥配施化肥结合覆膜加快了各粒级团聚体中秸秆来源碳和氮的损失,也促进大团聚体中原土壤有机碳积累。 展开更多

关键词 ^(13)C^(15)N双标记 秸秆来源碳 秸秆来源氮 地膜覆盖 土壤团聚体

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