华南矿区与非矿区土壤酸化特征及铝形态分析

吴家龙; 郭彦彪; 张池; 邓婷; 王皓宇; 杨淇钧; 刘青; 周波; 任宗玲; 戴军

doi:10.7671/j.issn.1001-411X.201806011

华南矿区与非矿区土壤酸化特征及铝形态分析

吴家龙^1,,
郭彦彪¹,
张池¹,
邓婷¹,
王皓宇¹,
杨淇钧¹,
刘青²,
周波³,
任宗玲¹,
戴军^1, ,

1.
华南农业大学资源环境学院/农业部耕地保育重点实验室/国土资源部建设用地再开发重点实验室/广东省土地利用与整治重点实验室，广东广州 510642
2.
中国热带农业科学院广州试验站，广东广州 510140
3.
广东省农业科学院茶业科学研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室，广东广州 510640

基金项目: 广东省自然科学基金(2015A030313404)；国家自然科学基金(41601227，41201305)；国家重点研发计划重点专项(2016YFD0201301，2016YFD0201200，2016YFD0800300)；广东省水利科技创新项目(2014-18)；华南农业大学资源环境学院院长基金(ZHXY2017A02)

详细信息

作者简介:
吴家龙(1989—)，男，博士研究生，E-mail: jialongw003@163.com

通讯作者:
戴　军(1958—)，男，教授，博士，E-mail: jundai@scau.edu.cn

中图分类号: S153.4
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出版历程
- 收稿日期: 2018-06-11
- 网络出版日期: 2023-05-17
- 刊出日期: 2019-03-09

Acidification characteristics and aluminum speciation in soil from mining and non-mining areas of Southern China

1.
College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation in South China, Ministry of Agriculture P. R. China/Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources for Construction Land Transformation/Guangdong Province Key Laboratory of Land Use and Consolidation, Guangzhou 510642, China
2.
Guangzhou Experimental Station, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Guangzhou 510140, China
3.
Tea Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory of Tea Plant Resources Innovation and Utilization, Guangzhou 510640, China

摘要

摘要:
目的
通过对华南矿区和非矿区土壤样品的酸化特征及铝形态进行对比分析，为华南地区土壤酸化研究及改良提供理论依据。

方法
以华南地区31个土壤样品为研究对象，测定了土壤pH、有机质、交换性酸、黏粒含量和阳离子交换量(CEC)，通过连续浸提法测定了土壤铝形态，采用相关分析和主成分分析法研究了矿区和非矿区土壤中铝的形态分布。

结果
矿区土壤的交换性氢(Ex-H)(2.75 cmol·kg⁻¹)显著高于非矿区土壤(0.97 cmol·kg⁻¹)；矿区土壤的pH(H₂O)(3.44)、CEC(b=6.43 cmol·kg⁻¹)、黏粒(w=13.05%)、弱有机结合态铝(Al_Orw)(b=3.44 mmol·kg⁻¹)和有机结合态铝(Al_Or)(b=12.96 mmol·kg⁻¹)的含量均分别显著低于非矿区土壤(4.39，12.70 cmol·kg^–1，28.64%，8.32和41.46 mmol·kg^–1)。相关分析结果显示：矿区和非矿区土壤的交换态铝(Al_Ex)与pH(H₂O)均呈显著负相关(r=−0.577**和−0.671**)；矿区和非矿区土壤Al_Ex与交换性酸总量(r=0.927**和0.662**)、交换性氢(r=0.976**和0.555*)及交换性铝(r=0.870**和0.632**)分别呈正相关。主成分分析结果显示：矿区和非矿区土壤的综合酸化特征差异显著，按pH<3.50、3.50≤pH<4.50、4.50≤pH<5.50和pH≥5.50划分的土壤综合特征也有显著性差异。

结论
矿区土壤的酸性更强，有机结合态铝含量较低，而非矿区土壤具有较高的pH(H₂O)、CEC和黏粒含量，矿区和非矿区土壤酸化特征不同，且不同pH梯度土壤的酸化特征也不同。因此，在矿区土壤酸化改良中，pH和有机质的提升尤为必要。
- 土壤酸化 /
- 铝形态 /
- 矿区 /
- 相关分析 /
- 主成分分析
Abstract:
Objective
To perform comparative analysis of acidification characteristics and aluminum speciation of soil samples collected from mining and non-mining areas in Southern China, and provide a theoretical basis for the remediation of soil acidification in Southern China.

Method
Soil pH, organic matter content, exchangeable acid content, clay contents and cation exchange capacity (CEC) of 31 soil samples in Southern China were measured, and aluminum forms were examined by sequential extraction method. The correlation analysis and principal component analysis were applied to study the distribution of different aluminum species in soil of mining and non-mining areas.

Result
The contents of exchangeable hydrogen (Ex-H) (2.75 cmol·kg⁻¹) in mining soil were significantly higher than those in non-mining soil (0.97 cmol·kg⁻¹). The mining soil had significantly lower pH (H₂O) (3.44), CEC (6.34 cmol·kg⁻¹), clay content (13.05%), weakly organically bound aluminum (Al_Orw) (3.44 mmol·kg⁻¹) and organically bound aluminum (Al_Or) (12.96 mmol·kg⁻¹) contents than those in non-mining soil (4.39, 12.70 cmol·kg^–1, 28.64%, 8.32 and 41.46 mmol·kg^–1), respectively. For both mining and non-mining soil, the correlation analysis showed that exchangeable aluminum (Al_Ex) content had significantly negative correlation with pH (H₂O) (r=–0.577** and –0.671**), and Al_Ex content had significantly positive correlation with exchangeable acid quantum (Ex-Q) (r=0.927** and 0.662**), Ex-H (r=0.976** and 0.555*) and exchangeable aluminum (Ex-Al) contents (r=0.870** and 0.632**), respectively. The principal component analysis (PCA) showed that there were significant differences in soil acidification characteristics between mining and non-mining areas, and there were significant differences in the comprehensive characteristics of soil with different pH levels (pH<3.50, 3.50≤pH<4.50, 4.50≤pH<5.50 and pH≥5.50).

Conclusion
Compared with non-mining soils, mining soils have stronger acidity and lower content of organically bound aluminum. Non-mining soils have higher pH (H₂O), CEC and clay contents. The acidification characteristics of mining and non-mining soil are significantly different, and the acidification characteristics of soil with different pH gradients are also significantly different. Therefore, it is particularly necessary to improve soil pH and organic matter content in the remediation process of acidified soil of mining area.
- soil acidification /
- aluminum form /
- mining area /
- correlation analysis /
- principal component analysis

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普通大蓟马Megalurothrips usitatus又名豆大蓟马、豆花蓟马，隶属于缨翅目蓟马科大蓟马属，主要分布于澳大利亚、马来西亚、斯里兰卡、菲律宾、斐济、印度、日本等^[1-3]，在我国海南、台湾、广东、广西、湖北、贵州、陕西等地也均有发生为害^[4-5]。据报道，该虫有28种寄主，其中16种为豆科植物，目前它已成为危害华南地区豆科作物的主要害虫^[6-9]，田间调查和室内试验均表明豇豆为其嗜好寄主^[10-11]。普通大蓟马主要以锉吸式口器取食豇豆幼嫩组织的汁液，可造成叶片皱缩、生长点萎缩、豆荚痂疤等，严重影响豇豆品质^[12-13]。此外，该虫体积小、发生量大、隐秘性强，大部分时间都躲在花中取食，从豇豆苗期至采收期均可为害^[14-15]，以上特点均增加了农户的防治难度。当其为害严重时，农户只能增加施药频率和施药量，这也导致该虫对多种常用化学农药产生了严重的抗药性^[16-17]。

目前关于普通大蓟马的研究主要集中在生物学特性^[18]及综合防治技术^[19-20]等层面，随着抗药性的不断发展与研究的不断深入，从分子层面解析普通大蓟马的抗药性机制和寄主选择机制等以寻求新型绿色防控方法势在必行，室内种群的大规模饲养是展开这些研究的基础。化蛹基质作为影响昆虫种群规模的关键因子，韩云等^[21]曾指出普通大蓟马在含水量(w)为15%的砂壤土中羽化率显著高于砂土、壤土和黏土，但不适用于室内大规模饲养，因为实际应用中，存在土壤类型无法明确区分、配制砂壤土会增加人工饲养的工作量等问题。土壤以外的其他基质对普通大蓟马化蛹的适合度鲜见研究报道。

本研究以普通大蓟马为试验对象，室内观测其在沙子、蛭石和厨房用纸3种基质及无基质条件下的羽化规律，分析该虫对不同化蛹基质的适合度，以期为普通大蓟马的室内大规模饲养提供基础资料，为该虫的综合治理提供理论依据。

1. 材料与方法

1.1 供试材料

普通大蓟马于2017年采自广东省广州市增城区朱村豇豆田，采回后在RXZ-500C型智能人工气候箱(宁波江南仪器厂)内用豇豆豆荚饲养，饲养条件为温度(26±6) ℃，光照周期12 h光∶12 h暗，相对湿度(70±5)%。室内饲养多代后，选取发育一致的老熟2龄若虫(以体色变为橙红色为标准)进行室内试验。

供试基质包括沙子、蛭石、锯末和厨房用纸，并以无基质作为空白对照。试验前将沙子、蛭石和锯末置于DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)中105 ℃恒温烘烤6 h备用。

1.2 试验方法

首先称取过筛烘干后的沙子50 g 3组，分别加入2.5、3.5和4.5 mL蒸馏水，充分混匀，配制成含水量(w)分别为5%、7%和9%的沙子化蛹基质；称取过筛烘干后的蛭石10 g 3组，分别加入10.0、12.5和15.0 mL蒸馏水，充分混匀，配制成含水量(w)分别为20%、25%和30%的蛭石化蛹基质；称取过筛烘干后的蛭石10 g 3组，分别加入12.5、15.0和17.5 mL蒸馏水，充分混匀，配制成含水量(w)分别为25%、30%和35%的锯末化蛹基质。将以上基质分别转移至350 mL玻璃组培瓶内，基质深度均为5 cm，将厨房用纸对折成合适大小后平铺在组培瓶底部作为基质。在所有基质上放置纱网，再加入1根新鲜的豇豆豆荚(长度约4~5 cm)，分别接入50头普通大蓟马老熟2龄若虫，用250目纱布封口后置于人工气候箱中饲养，每日观察并记录成虫羽化数量。每个处理设6次重复。设置不加入任何化蛹基质的空白对照。

含水量的测定方法按以下公式^[22]进行：

含水量=实际含水质量/烘干后基质质量×100%。

1.3 数据分析

运用SPSS 24.0软件进行试验数据处理分析，不同基质及含水量对普通大蓟马羽化率、蛹历期和性比(雄性∶雌性)的影响采用单因素方差分析，并运用Duncan’s法检验差异显著性。

2. 结果与分析

2.1 不同基质对普通大蓟马羽化率、蛹历期和性比的影响

普通大蓟马在不同基质中的羽化率、蛹历期和性比具有显著差异(图1)。由图1A可知，普通大蓟马在厨房用纸中的羽化率显著高于其他基质，为54.33%，其次为含水量5%(w)的沙子，羽化率为44.67%；锯末最不适宜于普通大蓟马羽化，在含水量(w)为25%、30%、35%的锯末中普通大蓟马的羽化率分别为10.33%、5.33%、16.67%，显著低于空白对照与其他基质。

图 1 不同基质对普通大蓟马羽化率、发育历期和性比(雄性∶雌性)的影响

1~3分别为含水量(w)为5%、7%和1%的沙子，4~6分别为含水量(w)为20%、25%和30%的蛭石，7~9分别为含水量(w)为25%、30%和35%锯末，10：厨房用纸，11：无基质；各图中的不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s法)

Figure 1. Effects of different substrates on eclosion rate, pupa developmental period and male-female ratio of Megalurothrips usitatus

1: Sand with 5% moisture, 2: Sand with 7% moisture, 3: Sand with 10% moisture, 4: Vermiculite with 20% moisture, 5: Vermiculite with 25% moisture, 6: Vermiculite with 30% moisture, 7: Sawdust with 25% moisture, 8: Sawdust with 30% moisture, 9: Sawdust with 35% moisture, 10: Kitchen paper, 11: No substrate; Different lowercase leters in the same figure indicated significant difference among different substrate (P<0.05, Duncan’s method)

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由图1B可知，普通大蓟马在含水量5%(w)的沙子中蛹的发育历期最短，为5.29 d，其次为含水量7%(w)的沙子，为6.01 d，在其他基质中的蛹期则无显著差异，在6.14~7.16 d。

由图1C可知，普通大蓟马在含水量30%(w)的蛭石中性比最高，为0.60，含水量10%(w)的沙子和30%(w)的蛭石性比相对较低，分别为0.12和0.06，在其他基质中性比无显著差异。

2.2 不同基质条件下普通大蓟马的羽化情况

由表1数据可知，沙子含水量(w)为5%时普通大蓟马羽化最早，始于第2天；其次为蛭石，羽化始于第4天，其他条件下羽化均始于第3天；以锯末为基质时羽化最晚，始于第5天。沙子含水量(w)为5%和厨房用纸条件下，羽化高峰出现在第5天，羽化率分别为21%和22.67%；次高峰在第6天，羽化率分别为14.33%和21%。沙子含水量(w)为9%、锯末以及空白对照下羽化高峰出现在第7天，其他条件下羽化高峰均出现在第6天。不同基质类型及含水量条件下，普通大蓟马的羽化均结束于第8天或第9天，与不同基质培养条件下普通大蓟马蛹期之间的差异相对应。

表 1 不同基质对普通大蓟马逐日羽化率的影响¹⁾

Table 1. Effects of differents substrates on daily eclosion rate of Megalurothrips usitatus

t/d	沙子含水量(w)　Water content in sand			蛭石含水量(w)　Water content in vermiculite
t/d	5%	7%	9%	20%	25%	30%
1	0	0	0	0	0	0
2	1.67±0.42c	0	0	0	0	0
3	1.00±1.68c	0	0	0	0	0
4	1.33±0.67c	5.33±0.33c	0.33±0.33b	0	0	0
5	21.00±3.82a	5.33±2.17b	2.67±1.91b	3.00±2.30bc	10.33±3.48ab	0.33±0.33b
6	14.33±4.66b	17.33±1.76a	2.67±1.91b	11.67±2.09a	14.67±3.33a	7.67±2.22a
7	2.33±0.80c	5.00±0.85b	8.67±1.84a	6.33±2.28b	7.67±1.74bc	6.67±1.52a
8	0.67±0.42c	0.67±0.67c	0.67±0.42b	4.00±1.35bc	4.00±1.37cd	1.67±0.94b
9	0	0	0.33±0.33b	0.67±0.42b	0	0.67±0.42b
10	0	0	0	0	0	0

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3. 讨论与结论

化蛹基质的类型对普通大蓟马化蛹具有一定影响，本研究发现锯末和蛭石不适宜于普通大蓟马化蛹，锯末和蛭石不同含水量条件下大蓟马的羽化率都显著低于空白对照。有研究指出土壤中砂土含量低于30%时，蓟马若虫不能化蛹^[23]，蓟马在砂壤土中的羽化率也显著高于砂土、黏土、壤土等单一土壤^[21]。

化蛹基质的含水量对普通大蓟马化蛹具有显著影响，本研究发现当沙子含水量(w)为5%时，羽化率仅次于厨房用纸，高达44.67%，与孟国玲等^[23]关于豆带蓟马Taenithripsglycines在含水量(w)为5.7%时羽化率最高(43.63%)的报道相对一致。韩云等^[21]研究发现普通大蓟马在含水量(w)为15%的砂壤土中羽化率最高，为52.08%，而土壤含水量(w)5%时羽化率仅为6.67%。这与本研究结果不符，究其原因可能是不同类型的基质吸水力与保水力不同，导致在相同的绝对含水量下湿度有差异。此外，有研究曾指出高含水量不利于蓟马化蛹^[24]，这与本研究结果相一致，沙子含水量(w)5%时的羽化率显著高于含水量(w)7%和10%。

在本研究中，成虫性比普遍低于1∶1，含水量(w)30%的蛭石羽化性比最高，为0.6，含水量(w)30%锯末最低，为0.06，其他处理的性比无显著差异，为0.12~0.48。张念台^[8]和谭柯^[24]在田间调查的结果也显示其成虫性比低于1∶1，后代总是偏于雌性，谭柯^[24]则表示后代偏雌性可能是蓟马暴发的原因之一。这与本研究结果相一致，后代偏于雌性。

本研究发现普通大蓟马在厨房用纸中的羽化率最高，蛹发育历期与其他基质相比无明显差异，且以厨房用纸为化蛹基质时，可以清楚地观察到普通大蓟马蛹期的形态特征变化，可以随时根据试验需求收集不同时期的若虫或成虫。虽然沙子含水量(w)5%时蛹发育历期最短且羽化率也较高，但蓟马一旦入土化蛹便无法继续观察形态或收集虫体。因此，本试验条件下，厨房用纸是最适合室内普通大蓟马大量饲养的化蛹基质。

图 1 各土壤铝形态、酸化指标和黏粒含量的主成分分析

Ex-H：交换性氢；Ex-Al：交换性铝；Ex-Q：交换性酸；Clay：黏粒

Figure 1. PCA of aluminum forms, acidification indexes and clay contents in soils

Ex-H: Exchangeable hydrogen; Ex-Al: Exchangeable aluminum; Ex-Q: Total exchangeable acid; Clay: Clay content

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图 2 土壤铝形态、酸化指标和黏粒含量及pH范围的主成分分析

Ex-H：交换性氢；Ex-Al：交换性铝；Ex-Q：交换性酸总量；Clay：黏粒

Figure 2. PCA of aluminum forms, acidification indexes, clay contents and pH ranges in soil

Ex-H: Exchangeable hydrogen; Ex-Al: Exchangeable aluminum; Ex-Q: Total exchangeable acid; Clay: Clay content

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表 1 土壤样品的基本状况

Table 1 Basic conditions of soil samples

土壤编号 Soil number	地点 Site	母岩 Parent rock	土壤类型 Soil type	土壤质地 Soil texture	采样点现状 Site condition	土地利用现状 Land use
1	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	粉质黏壤土	便道旁(相思)	采矿用地
2	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	粉壤土	尾矿库淤泥	采矿用地
3	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	壤质砂土	尾矿库坝坡	采矿用地
4	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	壤土	尾矿库坝坡	采矿用地
5	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	砂质黏壤	便道边坡	采矿用地
6	广东云浮	石灰岩	矿区弃土	壤质砂土	尾矿库中间	采矿用地
7	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	壤土	半死(五节芒)	采矿用地
8	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	壤土	死亡(五节芒)	采矿用地
9	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	壤土	正常生长(五节芒)	采矿用地
10	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	粉壤土	死亡状态(五节芒)	采矿用地
11	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	粉壤土	正常生长(五节芒)	采矿用地
12	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	粉壤土	正常生长(五节芒)	采矿用地
13	广东大宝山	花岗岩	矿区弃土	粉壤土	正常生长(五节芒)	采矿用地
14	广东大宝山	花岗岩	赤红壤	砂质壤土	裸露地表	采矿用地
15	广西钦州	第四纪红色黏土	赤红壤	壤质砂土	旱地	林地
16	广西防城港	第四纪红色黏土	赤红壤	黏壤土	旱地	林地
17	广东湛江	玄武岩	水稻土	黏土	作物(甘蔗)	水浇地
18	广东湛江	玄武岩	砖红壤	砂质黏壤土	作物(菜园)	园地
19	广东韶关	砂页岩	红壤	黏壤土	常绿阔叶林	林地
20	广东广州	花岗岩	赤红壤	砂质黏壤土	常绿阔叶林	林地
21	广东广州	花岗岩	赤红壤	砂质黏壤土	常绿阔叶林	林地
22	广东广州	花岗岩	赤红壤	砂质黏壤土	作物(荔枝)	果园
23	广东珠海	花岗岩	赤红壤	砂质壤土	常绿阔叶林	林地
24	广东惠州	花岗岩	水稻土	壤土	作物(玉米)	水浇地
25	广东惠州	花岗岩	赤红壤	壤土	旱地	林地
26	广东河源	花岗岩	赤红壤	黏土	常绿阔叶林	林地
27	广东江门	花岗岩	水稻土	粉质黏壤土	作物(水稻)	水田
28	广东韶关	花岗岩	红壤	黏土	常绿阔叶林	林地
29	广东深圳	花岗岩	赤红壤	砂质壤土	常绿阔叶林	林地
30	广东清远	花岗岩	赤红壤	粉壤土	作物(油茶)	旱地
31	广东揭阳	花岗岩	赤红壤	壤土	作物(油茶)	旱地

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表 2 土壤样品的理化性质¹⁾

Table 2 Physicochemical properties of soil samples

土壤编号 Soil number	pH (H₂O)	pH (KCl)	w/%			b/(cmol·kg^–1)				w(SOM)/ (g·kg^–1)
土壤编号 Soil number	pH (H₂O)	pH (KCl)	砂粒 Sand	粉粒 Particle	黏粒 Clay	Ex-Q	Ex-H	Ex-Al	CEC	w(SOM)/ (g·kg^–1)
1	4.50	3.74	14.85	53.52	31.63	2.66	0.61	2.06	3.97	12.59
2	3.22	3.04	29.18	52.28	18.54	7.63	2.65	4.98	5.59	54.93
3	3.30	3.15	79.02	6.84	14.14	2.51	1.18	1.33	1.76	36.47
4	2.44	2.42	37.85	42.70	19.44	16.88	5.39	11.49	6.32	12.59
5	4.65	4.12	51.98	26.09	21.94	0.47	0.14	0.37	2.24	42.28
6	3.27	3.14	79.79	7.89	12.32	2.42	1.30	1.12	8.80	55.80
7	2.80	2.82	42.85	43.74	13.41	14.86	4.42	10.44	18.71	19.72
8	3.11	2.99	41.92	42.45	15.63	7.95	1.81	6.14	9.56	11.71
9	4.80	4.26	49.90	36.97	13.13	2.28	1.16	1.12	7.43	12.18
10	2.90	2.92	39.16	57.20	3.64	12.74	2.86	9.89	5.81	24.96
11	2.91	2.84	39.31	54.27	6.42	8.23	2.86	5.38	6.62	43.13
12	3.36	3.14	39.19	56.29	4.52	4.85	2.02	2.84	2.78	17.25
13	4.31	3.66	39.16	55.63	5.21	2.44	1.30	1.13	5.75	34.32
14	2.56	2.44	65.14	32.19	2.67	26.67	10.74	15.93	4.73	54.93
15	2.53	2.62	81.76	11.48	6.76	11.40	2.84	8.56	4.46	25.27
16	3.08	2.89	27.46	41.03	31.51	7.79	1.97	5.82	19.33	19.72
17	4.40	3.87	10.35	34.61	55.04	3.07	0.48	2.59	14.18	36.47
18	4.62	3.51	45.19	28.85	25.96	3.60	0.42	3.18	15.01	22.83
19	4.54	3.66	37.96	27.77	34.27	4.28	0.47	3.81	16.88	34.32
20	4.13	3.28	52.82	23.21	23.97	5.34	0.61	4.74	12.31	43.13
21	4.25	3.37	50.23	22.79	26.98	5.52	0.69	4.75	10.46	46.55
22	4.23	3.57	22.44	48.99	28.57	2.87	0.47	2.40	8.78	12.18
23	4.05	3.46	57.42	23.83	18.75	5.07	1.42	3.65	6.62	24.39
24	5.53	4.23	48.28	35.08	16.64	1.26	1.01	0.25	5.75	23.48
25	3.73	3.45	31.56	49.20	19.24	2.39	0.61	1.79	8.51	13.03
26	4.22	3.84	22.44	19.33	58.23	1.62	0.47	1.15	14.39	24.96
27	5.03	4.18	5.82	59.96	34.22	1.52	1.33	0.19	30.13	20.56
28	4.09	3.09	27.85	23.23	48.92	17.61	2.06	15.55	7.70	44.41
29	7.50	7.13	69.25	20.57	10.18	8.93	1.07	7.86	14.99	3.73
30	4.29	3.63	1.99	73.85	24.16	2.99	0.20	2.79	17.69	26.87
31	4.39	3.77	37.72	38.86	23.42	7.58	0.25	7.33	8.72	22.65
1) Ex-Q：总交换性酸；Ex-H：交换性氢；Ex-Al：交换性铝；CEC：阳离子交换量； SOM：土壤有机质　1) Ex-Q：Total exchangeable acid； Ex-H：Exchangeable hydrogen； Ex-Al： Exchangeable aluminum；CEC：Cation exchange capacity; SOM ：Soil organic matter

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表 3 供试土壤的基本理化性质指标t检验¹⁾

Table 3 t-test of the basic physicochemical properties of soil samples

土壤类型　　　 Soli type	pH (H₂O)	pH (KCl)	w(黏粒Clay)/ %	b/(cmol·kg^–1)				w(SOM)/ (g·kg^–1)
土壤类型　　　 Soli type	pH (H₂O)	pH (KCl)	w(黏粒Clay)/ %	Ex-Q	Ex-H	Ex-Al	CEC	w(SOM)/ (g·kg^–1)
矿区(n=14) Mining area	3.44	3.32	13.05	8.04	2.75	5.30	6.43	30.92
非矿区(n=17) Non-mining area	4.39	3.81	28.64	5.46	0.97	4.49	12.70	26.15
P	0.008 9	0.128 0	0.000 8	0.261 8	0.031 4	0.608 9	0.003 6	0.366 8
1) Ex-Q：总交换性酸；Ex-H：交换性氢；Ex-Al：交换性铝；CEC：阳离子交换量； SOM：土壤有机质　1) Ex-Q：Total exchangeable acid； Ex-H：Exchangeable hydrogen； Ex-Al：Exchangeable aluminum；CEC：Cation exchange capacity; SOM：Soil organic matter

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表 4 供试土壤中的铝形态¹⁾

Table 4 Aluminum forms in soil samples

土壤类型 Soli type	土壤编号 Soil number	b/(mmol·kg^–1)					b/(mol·kg^–1)
土壤类型 Soli type	土壤编号 Soil number	Al_Ex	Al_Orw	Al_Or	Al_Amo	Al_DCB	Al_Aag	Al_Min	Al_Total
矿区 Mining area	1	1.94	1.89	54.42	29.34	56.22	0.21	1.21	1.56
矿区 Mining area	2	8.86	3.24	28.08	39.57	51.73	0.35	1.56	2.04
	3	2.27	0.92	10.99	20.82	24.29	0.15	1.12	1.33
	4	25.95	2.78	6.61	48.45	77.90	0.14	1.09	1.40
	5	0.15	5.77	11.99	12.17	25.07	0.07	0.96	1.09

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续表4　Continued table 4
土壤类型 Soil type	土壤编号 Soil number	b/(mmol·kg^–1)					b/(mol·kg^–1)
土壤类型 Soil type	土壤编号 Soil number	Al_Ex	Al_Orw	Al_Or	Al_Amo	Al_DCB	Al_Aag	Al_Min	Al_Total
矿区 Mining area	6	2.24	1.06	3.46	16.91	28.04	0.19	0.89	1.13
矿区 Mining area	7	19.43	3.92	5.65	52.38	46.63	0.46	2.03	2.62
	8	9.45	2.60	12.59	31.77	36.94	0.58	2.58	3.26
	9	0.00	1.67	5.82	58.05	90.74	0.42	2.70	3.27
	10	17.25	3.26	7.31	37.29	64.79	0.82	2.04	2.99
	11	10.37	3.16	7.62	35.77	52.58	0.70	2.04	2.85
	12	5.25	2.69	23.89	32.84	52.18	0.46	2.60	3.18
	13	7.56	11.52	2.97	181.09	38.78	0.50	2.02	2.76
	14	76.79	3.61	0.06	48.62	37.50	0.37	1.32	1.86
	均值 Mean	13.39	3.44	12.96	46.08	48.81	0.39	1.73	2.24
	中位数 Median	8.21	2.97	7.46	36.53	49.18	0.39	1.79	2.33
	最大值 Max.	76.79	11.52	54.42	181.09	90.74	0.82	2.70	3.27
	最小值 Min.	0.00	0.92	0.06	12.17	24.29	0.07	0.89	1.09
	标准差 SD	19.82	2.64	14.23	41.09	19.45	0.22	0.64	0.84
非矿区	15	28.32	2.74	1.59	28.71	7.34	1.52	0.64	0.74
Non-mining	16	22.07	5.92	7.20	36.30	22.30	0.50	1.92	2.28
area	17	5.14	14.77	115.97	98.38	152.21	0.03	2.19	4.09
	18	5.99	9.58	155.90	41.09	112.43	0.27	0.90	2.26
	19	10.93	8.57	19.53	18.71	108.04	0.60	2.33	3.18
	20	16.72	9.78	22.66	13.05	51.53	0.45	1.77	2.91
	21	15.58	9.24	20.22	13.32	49.56	0.43	1.27	2.15
	22	8.38	3.60	11.64	50.29	82.30	0.29	2.50	3.26
	23	5.85	8.18	48.42	48.46	21.28	0.50	2.02	2.65
	24	0.46	3.68	28.70	10.30	7.37	1.02	2.46	2.96
	25	3.62	2.62	11.72	12.74	32.55	0.77	1.44	1.93
	26	3.28	6.38	84.31	20.43	78.35	0.69	1.81	2.29
	27	1.00	4.32	13.74	40.90	17.29	0.27	2.78	3.36
	28	23.60	8.58	27.93	93.88	76.30	0.44	2.73	3.23
	29	0.39	23.55	4.93	35.48	42.26	1.05	0.98	1.52
	30	17.77	11.85	62.25	21.45	61.17	0.34	1.69	2.21
	31	8.12	8.02	67.13	35.81	93.89	0.99	1.03	2.23
	均值 Mean	10.43	8.32	41.46	36.43	59.77	0.60	1.79	2.54
	中位数 Median	8.12	8.18	22.66	35.48	51.53	0.50	1.81	2.29
	最大值 Max.	28.32	23.55	155.90	98.38	152.21	1.52	2.78	4.09
	最小值 Min.	0.39	2.62	1.59	10.30	7.34	0.03	0.64	0.74
	标准差 SD	8.71	5.15	43.26	25.86	41.34	0.37	0.67	0.80
	P	0.609 4	0.002 3	0.018 9	0.432 0	0.341 6	0.075 5	0.783 2	0.304 1
1) Al_Ex：交换态铝；Al_Orw：弱有机结合态铝；Al_Or：有机结合态铝；Al_Amo：无定形态铝；Al_DCB：氧化铁结合态铝；Al_Aag：非晶态铝硅酸盐和三水铝石；Al_Min：矿物态铝；Al_Total：全量铝　1) Al_Ex: Exchangeable aluminum; Al_Orw: Weakly organically bound aluminum; Al_Or: Organically bound aluminum; Al_Amo: Amorphous aluminum; Al_DCB: Iron oxide bound aluminum; Al_Aag: Amorphous aluminosilicate and gibbsite; Al_Min: Mineral aluminum; Al_Total: Total aluminum

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表 5 土壤铝形态与土壤性质之间的相关系数(r)¹⁾

Table 5 Correlation coefficients (r) between aluminum forms and soil properties

土壤类型 Soil type	铝形态 Al form	pH (H₂O)	pH (KCl)	黏粒 Clay	Ex-Q	Ex-H	Ex-Al	CEC	SOM
矿区(n=14) Mining area	交换态铝 Al_Ex	−0.577*	−0.638*	−0.400	0.927**	0.976**	0.870**	0.076	0.270
	弱有机结合态铝 Al_Orw	0.272	0.209	−0.255	−0.058	−0.027	−0.074	−0.007	0.123
	有机结合态铝 Al_Or	0.344	0.270	0.666**	−0.341	−0.371	−0.341	−0.295	−0.264
	无定形态铝 Al_Amo	0.218	0.142	−0.340	−0.015	0.035	−0.043	0.106	−0.059
	氧化铁结合态铝 Al_DCB	0.045	0.051	0.039	0.162	0.081	0.201	0.116	−0.566*
	非晶态铝硅酸盐和三水铝 Al_Aag	−0.273	-0.237	−0.635*	0.229	0.111	0.288	0.286	−0.159
	矿物态铝 Al_Min	0.071	0.116	−0.433	−0.047	−0.108	−0.011	0.287	−0.507
	全量铝 Al_Total	−0.013	0.024	−0.515	0.044	−0.033	0.086	0.300	−0.445
非矿区(n=17) Non-mining area	交换态铝 Al_Ex	−0.671**	−0.624**	−0.062	0.662**	0.555*	0.632**	−0.212	0.477
	弱有机结合态铝 Al_Orw	0.668**	0.717**	0.014	0.179	−0.238	0.246	0.184	−0.028
	有机结合态铝 Al_Or	0.030	−0.065	0.412	−0.276	−0.474	−0.216	0.070	0.141
	无定形态铝 Al_Amo	−0.025	−0.034	0.516*	0.421	0.212	0.429	−0.002	0.174
	氧化铁结合态铝 Al_DCB	0.070	−0.004	0.603*	−0.075	−0.579*	0.030	0.080	0.278
	非晶态铝硅酸盐和三水铝 Al_Aag	0.172	0.055	0.269	−0.303	−0.601*	−0.220	0.088	0.311
	矿物态铝 Al_Min	0.051	−0.107	0.523*	0.153	−0.008	−0.170	0.269	0.205
	全量铝 Al_Total	0.125	−0.071	0.637**	−0.269	−0.335	−0.235	0.275	0.352
1) Ex-Q：总交换性酸；Ex-H：交换性氢；Ex-Al：交换性铝；CEC：阳离子交换量； SOM：土壤有机质; “” 和 “” 表示在0.05和0.01水平上显著相关　1) Ex-Q： Total exchangeable acid； Ex-H：Exchangeable hydrogen； Ex-Al： Exchangeable aluminum；CEC： Cation exchange capacity; SOM：Soil organic matter；“” and “**” indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels, respectively

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参考文献(32)

[1]	KOCHIAN L V, PINEROS M A, LIU J P, et al. Plant adaptation to acid soils: The molecular basis for crop aluminum resistance[J]. Annu Rev Plant Biol, 2015, 66(66): 571-598.
[2]	许小丽, 张金彪. 森林土壤–植物系统铝毒害及防治研究进展[J]. 生态学杂志, 2017, 36(4): 1106-1116.
[3]	徐仁扣. 酸化红壤的修复原理与技术[M]. 北京: 科学出版社, 2012: 1-4.
[4]	徐仁扣. 土壤酸化及其调控研究进展[J]. 土壤, 2015, 47(2): 238-244.
[5]	ZHAO Y, DUAN L, XING J, et al. Soil acidification in China: Is controlling SO₂ emissions enough?[J]. Environ Sci Technol, 2009, 43(21): 8021-8026.
[6]	GUO J H, LIU X J, ZHANG J L, et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010, 327(5968): 1008-1010.
[7]	LU W Z, MA Y Q, LIN C X. Status of aluminum in environmental compartments contaminated by acidic mine water[J]. J Hazard Mater, 2011, 189(3): 700-709.
[8]	BRADY N. The natural and properties of soils[M]. 9th ed. New York: Macmillan, 1984.
[9]	TAM N, WONG Y S, WONG M H. Effects of acidity on acute toxicity of aluminum-waste and aluminum-contaminated soil[J]. Hydrobiologia, 1989, 188/189(1): 385-395.
[10]	傅柳松, 吴杰民, 杨影, 等. 模拟酸雨对土壤活性铝释出影响研究[J]. 环境科学, 1993, 14(1): 20-24.
[11]	王维君. 我国南方一些酸性土壤铝存在形态的初步研究[J]. 热带亚热带土壤科学, 1995, 4(1): 1-8.
[12]	鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 1999: 107-178.
[13]	邵宗臣, 何群, 王维君. 红壤中铝的形态[J]. 土壤学报, 1998, 35(1): 38-48.
[14]	KUBOVÁ J, MATÚŠ P, BUJDOŠ, et al. Influence of acid mining activity on release of aluminum to the environment[J]. Anal Chim Acta, 2005, 547(1): 119-125.
[15]	LARSSEN T, SEIP H M, SEMBB A, et al. Acid deposition and its effects in China: An overview[J]. Environ Sci Policy, 1999, 2(1): 9-24.
[16]	HODSON M E, DONNER E. Managing adverse soil chemical environments[M]//GREGORY P J, NORTCLIFF S. Soil Conditions and Plant Growth. Chichester: Blackwell, 2013: 195-237.
[17]	陈怀满. 土壤中化学物质的行为与环境质量[M]. 北京: 科学出版社, 2002: 194.
[18]	沈仁芳. 铝在土壤–植物中的行为及植物的适应机制[M]. 北京: 科学出版社, 2008: 75-79.
[19]	孔晓玲, 季国亮. 我国南方土壤的酸度与交换性氢铝的关系[J]. 土壤通报, 1992, 23(5): 203-204.
[20]	郭彦彪, 冯宏, 周波, 等. 广东大宝山矿区废石场土壤酸化特征分析[J]. 水土保持学报, 2013, 27(6): 46-50.
[21]	王小兵, 骆永明, 李振高, 等. 长期定位施肥对亚热带丘陵地区红壤旱地质量的影响[J]. 土壤学报, 2011, 48(1): 98-102.
[22]	索龙, 潘凤娥, 胡俊鹏, 等. 秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响[J]. 土壤, 2015, 47(6): 1157-1162.
[23]	王维君, 陈家坊, 何群. 酸性土壤交换性铝形态的研究[J]. 科学通报, 1991, 36(6): 460-463.
[24]	PARKER D R, KINRAIDE T B, ZELAZNY L W. On the phytotoxicity of polynuclear hydroxy-aluminum complexes[J]. Soil Sci Soc Am J, 1989, 53(3): 789-796.
[25]	KINRAIDE T B. Identity of the rhizotoxic aluminum species[J]. Plant Soil, 1991, 134(1): 167-178.
[26]	许海波, 赵道远, 秦超, 等. 水稻土团聚体Cu²⁺吸附过程中铝的溶出及土壤溶液pH变化[J]. 环境科学, 2014, 35(1): 248-253.
[27]	王娅娅, 杨艳芳, 李云飞, 等. 不同退耕年限下菜子湖湿地土壤活性铝形态特征[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(2): 307-315.
[28]	黄洐初, 曲长菱. 土壤中铝的溶出及形态研究[J]. 环境科学, 1996, 17(1): 57-59.
[29]	刘敬勇, 赵永久. 硫铁矿资源开采利用过程中的环境污染问题及控制对策[J]. 中国矿业, 2007, 16(7): 55-57.
[30]	束文圣, 蓝崇钰. 凡口铅锌尾矿影响植物定居的主要因素分析[J]. 应用生态学报, 1997, 8(3): 314-318.
[31]	秦樊鑫, 魏朝富, 黄先飞, 等. 黔西北茶园土壤活性铝的形态分布及影响因素[J]. 环境科学研究, 2015, 28(6): 943-950.
[32]	律兆松, 徐琪. 中国白浆土研究[J]. 土壤学报, 1995, 32(1): 32-40.

施引文献(6)

期刊类型引用(5)

1.	金海峰，李芬，袁琳琳，侯清芳，吴少英. 不同波长光对普通大蓟马成虫寿命、繁殖力及抗氧化酶活性的影响. 植物保护. 2024(04): 101-107 . 百度学术
2.	潘润东，李培征，韩冬银，符悦冠，詹灿烂，李磊. 土壤类型及含水量对花蓟马蛹期发育及羽化的影响. 中国农学通报. 2023(30): 138-143 . 百度学术
3.	金海峰，王朝政，侯清芳，咸利民，张华剑，吴少英. 普通大蓟马MuRhodopsin基因的全长克隆及生物信息学分析. 热带生物学报. 2023(06): 651-659 . 百度学术
4.	史彩华，谢文，吴明月，邹祥，吴青君，张友军. 豆大蓟马生物生态学特性与绿色防控技术研究进展. 应用昆虫学报. 2023(06): 1643-1653 . 百度学术
5.	潘雪莲，杨磊，金海峰，陆容材，李芬，曹凤勤，吴少英. 豆大蓟马在海南发生及防治的研究进展. 热带生物学报. 2021(04): 508-513 . 百度学术

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1. 材料与方法
1.1 供试材料
1.2 试验方法
1.3 数据分析
2. 结果与分析
2.1 不同基质对普通大蓟马羽化率、蛹历期和性比的影响
2.2 不同基质条件下普通大蓟马的羽化情况
3. 讨论与结论

华南矿区与非矿区土壤酸化特征及铝形态分析

作者简介: 吴家龙(1989—)，男，博士研究生，E-mail: jialongw003@163.com

通讯作者: 戴 军(1958—)，男，教授，博士，E-mail: jundai@scau.edu.cn

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