Dec 2024, Volume 11 Issue 4
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Cite this article :
Xinzhan SUN, Tengteng LI, Jiangzhou ZHANG. Soil health and microbial network analysis in a wheat-maize cropping system under different wheat yields. Front. Agr. Sci. Eng., 2024, 11(4): 615‒625 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024570
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健康的土壤对农业可持续发展至关重要，而土壤微生物群是调控土壤健康的关键。但是目前对不同小麦产量下土壤健康综合评价和微生物群落结构分析的研究较少。小麦产量以3.75、6.00、8.25和10.1 t·ha−1分为低产 (Y1)、中产 (Y2)、高产 (Y3) 和最高产 (Y4) 四个类别，本研究采集了0–15 cm和15–30 cm两个土层深度的麦田土壤样品，并测定了土壤理化指标、酶活性和微生物群落。结果表明，产量水平和土壤深度对土壤有机碳、全氮、矿质氮、速效钾、酶活性和土壤细菌群落均有显著影响。在0–15 cm和15–30 cm土层 (Y1除外)，Y4产量下的土壤健康指数 (0.51–0.87) 均显著高于Y3 (0.39–0.63)、Y2 (0.27–0.45) 和Y1 (0.21–0.52)。0–15 cm土壤健康指数与小麦产量呈显著相关，15–30 cm土壤健康指数与小麦产量无显著相关。Y4产量下的细菌和真菌网络结构更为复杂，且连接紧密。放线菌、太古菌和子囊菌是土壤健康的关键驱动因素。据此，微生物具有改善土壤健康和调控作物产量的潜力。
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中国近70%的耕地属于中低产田，且存在土壤酸化、地下水污染和温室气体排放等严重问题，改善或保持良好的土壤质量对提高作物生产力具有重要意义。目前许多对粮食作物的研究主要集中在表层土壤（0–20 cm），并没有研究深层土壤健康与作物生产力之间的关系。然而，深层土壤也是作物生长的关键，具有不同于表土的理化特征和微生物群落结构。因此，从表层土和深层土两个方面研究土壤健康刻不容缓。华北平原主要以冬小麦–夏玉米轮作体系种植，本研究在曲周县小麦收获季节进行采样。研究目标：(1) 评估4个小麦产量水平表层土和深层土的土壤健康状况；(2) 揭示微生物分类群与土壤健康之间的联系。
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孙新展，中国农业大学资源与环境学院博士后，助理研究员。主要从事土壤健康、根际微生态、植物-微生物互作等方面研究。目前主持中国博士后科学基金、国家重点研发项目子课题等项目。相关工作以第一作者或合作者身份发表在Frontiers in Microbiology, Frontiers of Agricultural Science and Engineering, Frontiers in Ecology and Evolution, Allelopathy Journal等期刊。现为中国植物营养与肥料学会会员。
张江周，内蒙古农业大学资源与环境学院副教授，硕士生导师，内蒙古自治区高层次引进人才，福建省高层次人才 (C类)。主要从事土壤健康、养分综合管理和耕地产能提升等方面研究。目前主持国家自然科学基金、省部级重点研发计划，参加国家重点研发项目等10余项。相关工作以第一作者或通讯作者发表在Land Degradation & Development, Applied Soil Ecology, Agriculture、Ecosystems & Environment，Geoderma，《土壤学报》等期刊，主编专著3部。现任《土壤学报》青年编委、《热带作物学报》青年编委。
供稿 | 孙新展
编辑 | 唐静月 李云舟
审稿 | 许建香
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中国科学院院士朱永官带领一群“土壤高级玩家”，一同创作出了本部集科学性、趣味性和前瞻性于一体的科普著作——《鲜活的土壤》，以科研者的视角和深入浅出的笔触，向大众讲述了土壤的本质、功能、土壤污染问题以及由此带来的粮食安全问题等人们关心和感兴趣的话题。
书中不仅涵盖了土壤的形成、分类、功能等基础内容，还深入探讨了土壤与生态环境、人类健康、文明演变进程等方面的紧密联系。用丰富的科研数据与成果揭示了土壤作为农业生产之基、生态系统之本的不可替代作用，更强调了在当前全球环境变化与资源约束加剧的背景下，科学合理地利用土地资源，对于维护国家粮食安全、促进生态平衡、实现经济社会可持续发展乃至推动人与自然和谐共生的战略价值。
《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》由联合国粮农组织 / 国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心水土管理和作物营养科专家穆罕默德·扎曼、李恒所著。著者长期致力于改善土壤、水资源与肥料管理的生产实践，为促进国际社会农业积极适应气候变化做出了贡献。
该书回顾了全球土壤盐渍化的历史和治理成败经验，旨在制定盐度和钠化度的评估技术规程，完善盐渍化土壤的缓解和适应措施，创新和推进核技术和同位素技术等的应用，为可持续地利用盐碱地提供可行性方案。该书具有先进性、指导性和实用性，能够切实解决生物盐碱农业所遇到的实际问题。该书可为进行景观和农田土壤盐渍化评估和诊断，利用核技术和同位素技术制定边际土壤可持续利用战略的技术研究人员、一线管理人员提供参考和借鉴。
康绍忠院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
张佳宝院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
Rainer Horn 博士，德国基尔大学教授，世界著名土壤物理学家。现任中-欧土地和土壤合作专家组委员，曾任世界土壤联合会(IUSS)主席，IUSS土壤物理委员会、土壤技术委员会以及第三工作组主席、土壤耕作研究组织主席、德国土壤学会主席等土壤学术组织重要职位。Horn教授在不饱和土壤力学理论创新和应用、土壤物理多尺度过程、土壤力学与水力学、物理化学和生物学等多学科交叉研究等方面取得巨大成就，并成功应用于指导固废处理、地质工程安全以及电缆地下埋藏等社会经济多方面。发表100余篇期刊论文，数十部土壤学专著以及数百篇技术报告，荣获美国土壤学会、美国农学会会士，罗马尼亚、波兰、德国土壤学会以及国际土壤耕作研究组织等学术团体先后授予Horn教授荣誉会员称号。
该书由赵英博士和张斌博士组织，邀请了诸多从事土壤物理研究的中青年工作者共同翻译。他们花费很大精力把该教材引进国内，可使更多的科研人员系统了解土壤物理学，对推动我国土壤物理学的发展意义重大。
邵明安院士序|《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》
《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》出版—赵其国院士序
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