土壤生态研究与展望

第1章 植物根际生态研究与展望 1 1.1 根际生态系统理论概述 1 1.1.1 根际生态系统理论框架 2 1.1.2 根际生态系统理论的层次性 4 1.2 根际生态系统的主要过程 6 1.2.1 根际物理过程 6 1.2.2 根际化学过程 8 1.2.3 根际生物学过程 15 1.3 根际生态系统理论的应用 21 1.3.1 根际生态系统理论在农业绿色可持续发展中的重要性 22 1.3.2 根际生态系统理论应用于农业生产的实例 23 1.3.3 根际生态系统管理未来提升的方向 27 第2章 土壤微生物生态研究与展望 32 2.1 土壤微生物生态概述 32 2.1.1 土壤微生物物种组成 32 2.1.2 土壤微生物的相互关系 33 2.1.3 影响土壤微生物的环境因素 34 2.1.4 土壤微生物的空间分布 35 2.2 土壤微生物功能 35 2.2.1 土壤微生物与养分循环 36 2.2.2 土壤微生物与植物生长和健康 37 2.2.3 土壤微生物与污染生境修复 38 2.3 土壤微生物功能调控 39 2.3.1 养分循环微生物调控 40 2.3.2 植物促生微生物调控 44 2.3.3 植物病原微生物调控 47 2.3.4 污染物降解微生物调控 56 2.4 土壤微生物功能调控展望 60 2.4.1 土壤微生物互作网络 60 2.4.2 土壤微生物系统调控 61 2.4.3 土壤微生物多功能协同调控 62 第3章 土壤动物生态研究与展望 63 3.1 土壤动物类群及生态学特征 64 3.1.1 土壤动物类群及多样性概述 64 3.1.2 代表性土壤动物及基本特征 67 3.2 土壤动物的生态功能及指示作用 81 3.2.1 土壤动物的生态功能 81 3.2.2 土壤动物的指示作用 89 3.3 土壤动物的调控与利用 94 3.3.1 土壤动物与退化生态系统恢复 94 3.3.2 土壤动物与耕作土壤改良和作物健康 97 3.3.3 土壤动物资源的高效综合利用 101 3.4 小结与展望 104 第4章 土壤食物网研究与展望 106 4.1 土壤食物网的组成及表征 107 4.1.1 土壤食物网的组成 107 4.1.2 能量通道 108 4.1.3 生态网络 110 4.2 农业管理措施对土壤食物网的调控作用 111 4.2.1 种植模式对土壤食物网的调控作用 112 4.2.2 耕作方式对土壤食物网的调控作用 114 4.2.3 施肥方式对土壤食物网的调控作用 115 4.3 土壤食物网介导的植物—土壤反馈作用 117 4.3.1 植物—土壤反馈的概念框架 118 4.3.2 土壤食物网在植物—土壤反馈中的作用机理 118 4.3.3 利用植物—土壤反馈提高农业可持续性 119 4.3.4 全球变化对农业生态系统植物—土壤反馈的影响 121 4.4 小结与展望 122 第5章 植物及根系互作研究与展望 123 5.1 根系互作与生态系统功能 123 5.1.1 间套作提高作物生产力水平 123 5.1.2 间套作增加作物的生产力稳定性 126 5.1.3 资源高效利用 128 5.2 根系互作的类型 133 5.2.1 促进作用 133 5.2.2 生态位互补 134 5.2.3 根系间的竞争 136 5.2.4 根系可塑性与资源竞争能力 140 5.3 种间根系互作的成功案例 143 5.3.1 间套作 143 5.3.2 农林复合系统 148 5.4 小结与展望 151 5.4.1 充分利用豆科作物和粮食作物的互作，发展生态集约化农业 151 5.4.2 根系互作与有机农业 152 5.4.3 发挥根系互作潜力，提高作物对磷肥的利用率 152 5.4.4 发挥根系互作潜力，提高作物籽粒微量元素含量 152 5.4.5 发挥根系互作潜力与品种筛选和育种问题 152 第6章 植物与微生物互作研究与展望 154 6.1 植物—根瘤菌互作 154 6.1.1 根瘤的类型、形成及固氮过程 154 6.1.2 根瘤菌剂及其在作物生产和生态恢复上的作用 155 6.1.3 根瘤菌剂高效利用的调控途径 158 6.2 植物—自生固氮菌和联合固氮菌互作 161 6.2.1 根际自生固氮菌和联合固氮菌的特征 161 6.2.2 根系分泌物对根际自生固氮菌和联合固氮菌功能的影响 163 6.2.3 根际自生固氮菌和联合固氮菌对植物氮营养的贡献 165 6.3 植物—菌根真菌互作 166 6.3.1 菌根的种类与特征 167 6.3.2 AM真菌的生态功能 167 6.3.3 植物—AM真菌共生关系的维持机制 170 6.4 植物—病原生物互作 172 6.4.1 植物土传病原微生物的类型及作用方式 172 6.4.2 植物土传病原微生物反馈互作原理 175 6.4.3 根际微生物的防治 177 6.4.4 植物生长促生菌 179 6.5 小结与展望 181 第7章 植物与土壤动物互作研究与展望 182 7.1 植物—大型土壤动物互作 183 7.1.1 概述 183 7.1.2 大型土壤动物对植物的影响 184 7.1.3 植物对大型土壤动物的影响 185 7.2 植物—中型土壤动物互作 186 7.2.1 概述 186 7.2.2 中型土壤动物对植物的影响 187 7.2.3 植物对中型土壤动物的影响 188 7.3 植物—小型土壤动物互作 189 7.3.1 概述 189 7.3.2 小型土壤动物对植物的影响 190 7.3.3 植物对小型土壤动物的影响 191 7.4 小结与展望 192 第8章 土壤动物与微生物互作研究与展望 194 8.1 土壤动物—微生物互作的主要类型 195 8.1.1 捕食关系 195 8.1.2 寄生关系 196 8.1.3 共生关系 196 8.1.4 竞争关系 197 8.2 土壤动物—微生物互作过程与机制 197 8.2.1 白蚁与微生物互作 198 8.2.2 切叶蚁与微生物互作 201 8.2.3 蚯蚓与微生物互作 203 8.2.4 线虫与微生物互作 205 8.3 土壤动物—微生物互作调控与应用 211 8.3.1 利用土壤动物调控微生物 212 8.3.2 利用微生物调控土壤动物 213 8.3.3 植物—土壤动物—微生物综合调控 215 8.4 小结与展望 216 第9章 植物次生物质介导的土壤生物化学作用 218 9.1 植物次生物质与土壤作用途径和过程 218 9.1.1 植物次生物质及其生态功能 218 9.1.2 植物向土壤释放次生物质的途径和作用过程 220 9.2 地下化学生态作用 223 9.2.1 根系化学识别和行为模式 223 9.2.2 根系与土壤微生物间的化学作用 226 9.2.3 根系与土壤动物间的化学作用 228 9.2.4 次生物质介导的地下化学生态作用和植物—土壤反馈 230 9.3 功能次生物质对土壤生态过程的调节与改良利用 232 9.3.1 土传病害调控和抑病型土壤的形成 233 9.3.2 作物化感品种和化感物质通过地下化学作用调控杂草 235 9.3.3 地下化学作用在农林生态系统持续经营和管理中的应用 238 9.4 小结与展望 241 第10章 土壤生态系统服务功能与利用 243 10.1 土壤生态系统服务功能概述 244 10.1.1 土壤生态系统服务功能的概念 244 10.1.2 土壤生态系统服务功能的内涵 245 10.2 土壤生态系统服务功能指标与评价 249 10.2.1 土壤生态系统服务功能的表征指标 249 10.2.2 土壤生态系统服务功能的综合评价 252 10.3 土壤生态系统服务功能利用 256 10.3.1 提升土壤生态系统服务功能的技术措施 256 10.3.2 土壤生态系统服务功能预测模型及应用 259 10.4 小结与展望 260 第11章 土壤健康与调控 262 11.1 土壤与土壤健康 262 11.1.1 土壤健康的内涵 263 11.1.2 土壤健康与生态系统服务 265 11.2 土壤健康指标与评价 266 11.2.1 土壤健康的指标筛选 266 11.2.2 土壤健康的评价方法 270 11.3 可持续健康土壤调控途径 270 11.3.1 土壤健康调控思路 271 11.3.2 土壤有机质与土壤健康 272 11.3.3 养分管理对土壤健康的影响 274 11.3.4 酸性土壤健康的调控措施(以种植香蕉土壤为例) 275 11.3.5 生物调控提升土壤健康 277 11.4 小结与展望 280 第12章 土壤生态工程 282 12.1 土壤生态工程概述 282 12.1.1 定义 282 12.1.2 主要领域介绍 283 12.1.3 展望 284 12.2 土壤肥力保育工程 286 12.2.1 土壤肥力及保育途径 286 12.2.2 秸秆还田与土壤保育工程 295 12.2.3 有机肥施用与土壤保育工程 299 12.3 退化土壤恢复工程 303 12.3.1 退化土壤类型及恢复途径 303 12.3.2 坡地土壤水土保持工程 306 12.3.3 沙化土壤恢复工程 312 12.3.4 盐碱土壤恢复工程 315 12.4 污染土壤修复工程 321 12.4.1 土壤污染类型及修复途径 321 12.4.2 土壤重金属污染植物修复 324 12.4.3 土壤农药污染微生物修复 328 12.4.4 土壤有机污染物生物修复 330 12.5 小结与展望 336 参考文献 337 索引 420