Effects of amendments on soil quality in newly created cultivated land in Qinba Mountain area

Shi Hao; Li Hongyi; Zhang Xianhua; He Baicheng; Yin Lina; Wang Shiwen

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.009

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Effects of amendments on soil quality in newly created cultivated land in Qinba Mountain area

Experimental Researches

- Effects of amendments on soil quality in newly created cultivated land in Qinba Mountain area
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 4, Pages: 50-61(2025)
- 作者机构：
  
  1.西北农林科技大学，资源环境学院，陕西杨凌 712100
  2.汉滨区农业农村局，陕西安康 725000
  3.西北农林科技大学，水土保持科学与工程学院，水土保持与荒漠化;整治全国实验室，陕西杨凌 712100
  4.中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌 712100
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.009
  CLC： S714.8
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.04.009.
- Received：14 February 2025，
  
  Revised：2025-03-19，
  
  Published：20 August 2025
- 稿件说明：
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石浩, 李洪义, 张献华，等.改良剂对秦巴山区新造耕地土壤质量的影响[J].水土保持通报,2025,45(4):50-61.

Shi Hao, Li Hongyi, Zhang Xianhua, et al. Effects of amendments on soil quality in newly created cultivated land in Qinba Mountain area [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):50-61.
石浩, 李洪义, 张献华，等.改良剂对秦巴山区新造耕地土壤质量的影响[J].水土保持通报,2025,45(4):50-61. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.009. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.04.009..

Shi Hao, Li Hongyi, Zhang Xianhua, et al. Effects of amendments on soil quality in newly created cultivated land in Qinba Mountain area [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):50-61. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.009. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.04.009..

摘要

目的

研究不同改良剂对秦巴山区新造耕地土壤质量的提升效果，旨在为新造耕地土壤质量快速提升和恢复生产提供理论依据和技术支持。

方法

通过2 a田间试验，设置对照（CK）、硫酸亚铁（T

）、生物炭（T

）、微生物菌剂（T

）和复合处理（T

）5个处理，从玉米产量、土壤物理结构、化学性质、土壤酶活性4个方面探究不同改良剂对新造耕地土壤质量和玉米产量提升的效果。

结果

相比于CK，T

，T

处理的玉米产量分别增加了17.31%，30.57%和25.89%。5个处理的土壤质量指数顺序为：T

CK。T

和T

处理的土壤pH值、容重、有机质、全氮和碱解氮含量均接近秦巴山区优等耕地水平，同时，T

处理的土壤容重和T

处理的土壤pH值以及容重也接近优等耕地水平。土壤有机质含量是影响土壤物理性质、养分含量和土壤酶活性的关键因素，而土壤微生物活性低可能是限制新造耕地产量提升的主要因素。

结论

基于新造耕地土壤质量提升角度，生物炭和复合处理可作为该地区新造耕地的重要改良措施；而若考虑成本和产量提升，可选择微生物菌剂作为该地区新造耕地的主要改良措施。

Abstract

Objective

The effects of different soil amendments on improving soil quality in newly cultivated land in Qinba Mountain area were investigated to provide theoretical foundations and technical support for the rapid enhancement of soil quality and restoration of agricultural productivity.

Methods

A two-year field experiment was conducted using five treatments： control （CK）， ferrous sulfate （T

）， biochar （T

）， microbial inoculant （T

） and composite amendment （T

）. The effects of these treatments on soil quality and maize yield were evaluated in terms of four dimensions： maize yield， soil physical structure， chemical properties and soil enzyme activity.

Results

Compared with CK， maize yields increased by 17.31%， 30.57% and 25.89% in the T

， T

， and T

treatments， respectively. The ranking of the soil quality indices for each treatment was as follows： T

CK. The soil pH value， bulk density， organic matter， total nitrogen and alkali-hydrolyzed nitrogen levels of the T

and T

treatments were very close to the corresponding soil indices of high-quality cultivated land in Qinba Mountain area. T

treatment improved soil bulk density and T

treatment enhanced soil pH value and bulk density to near-optimal levels. Soil organic matter was the key factor influencing soil physical properties， nutrient content， and enzyme activity， whereas low microbial activity was identified as the primary constraint on yield improvement in the newly created farmland.

Conclusion

For comprehensive enhancement of soil quality， biochar （T

） and composite amendment （T

） are recommended as key technologies for improving newly created farmlands. However， when considering cost-effectiveness and yield improvement， the microbial inoculant （T

） is a practical and efficient measure for newly created farmlands in the region.

关键词

Keywords

references

Zhang Jian ， Guo Zhen . Response of soil structure and crop yield to soft rock in Mu Us sandy land， China ［J］. Scientific Reports ， 2022 ， 12 ： 876 .

周煜庄，王瑞，姚照胜，等 . 不同土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响［J］. 作物杂志， 2022 （ 2 ）： 127 - 133 .

Zhou Yuzhuang ， Wang Rui ， Yao Zhaosheng ， et al . Effects of different soil surface structures on wheat growth， development and yield ［J］. Crops ， 2022 （ 2 ）： 127 - 133 .

冯俊义，赵萌萌，谭菁，等 . 四种环境材料单施对煤矿区土壤结构和性状的影响研究［J］. 农业资源与环境学报， 2024 ， 41 （ 1 ）： 72 - 82 .

Feng Junyi ， Zhao Mengmeng ， Tan Jing ， et al . Effects of a single application of four environmental materials on soil structure and properties in a coal mining area ［J］. Journal of Agricultural Resources and Environment ， 2024 ， 41 （ 1 ）： 72 - 82 .

周家昊，褚军杰，孙万春，等 . 有机碳对土壤团聚体形成的影响研究进展［J］. 河南农业科学， 2023 ， 52 （ 11 ）： 10 - 20 .

Zhou Jiahao ， Chu Junjie ， Sun Wanchun ， et al . Research progress on the effect of organic carbon on the formation of soil aggregates ［J］. Journal of Henan Agricultural Sciences ， 2023 ， 52 （ 11 ）： 10 - 20 .

Tian Lixin ， Wang Yawei ， Jin Doudou ， et al . The application of biochar and organic fertilizer substitution regulates the diversities of habitat specialist bacterial communities within soil aggregates in proso millet farmland ［J］. Biochar ， 2025 ， 7 （ 1 ）： 6 .

马泽，毕利东，郭澎，等 . 外源添加物对土壤团聚体稳定性的影响［J］. 土壤通报， 2024 ， 55 （ 6 ）： 1585 - 1592 .

Ma Ze ， Bi Lidong ， Guo Peng ， et al . Effect of exogenous additives on the stability of soil aggregates ［J］. Chinese Journal of Soil Science ， 2024 ， 55 （ 6 ）： 1585 - 1592 .

刘亚龙，王萍，汪景宽 . 土壤团聚体的形成和稳定机制：研究进展与展望［J］. 土壤学报， 2023 ， 60 （ 3 ）： 627 - 643 .

Liu Yalong ， Wang Ping ， Wang Jingkuan . Formation and stability mechanism of soil aggregates：Progress and prospect ［J］. Acta Pedologica Sinica ， 2023 ， 60 （ 3 ）： 627 - 643 .

Six J ， Bossuyt H ， Degryze S ， et al . A history of research on the link between （micro）aggregates， soil biota， and soil organic matter dynamics ［J］. Soil and Tillage Research ， 2004 ， 79 （ 1 ）： 7 - 31 .

勾芒芒，屈忠义 . 生物炭对改善土壤理化性质及作物产量影响的研究进展［J］. 中国土壤与肥料， 2013 （ 5 ）： 1 - 5 .

Gou Mangmang ， Qu Zhongyi . Research on using biochar to agricultural soil amendment and crop yield ［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China ， 2013 （ 5 ）： 1 - 5 .

张晨欣，孟祥占，刘芳妮，等 . 干旱胁迫下生物炭对冬小麦生理特性和土壤化学性质的影响［J］. 生态科学， 2023 ， 42 （ 6 ）： 240 - 246 .

Zhang Chenxin ， Meng Xiangzhan ， Liu Fangni ， et al . Effects of biochar on physiological characteristics of winter wheat and soil chemical properties under drought stress ［J］. Ecological Science ， 2023 ， 42 （ 6 ）： 240 - 246 .

姜晓敏，杨彩红，程生煜，等 . 不同耕作方式和生物炭对土壤养分、酶活性和玉米产量的影响［J］. 中国土壤与肥料， 2024 （ 10 ）： 69 - 79 .

Jiang Xiaomin ， Yang Caihong ， Cheng Shengyu ， et al . Effects of tillage methods and biochar on soil nutrients， enzyme activity and maize yield ［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China ， 2024 （ 10 ）： 69 - 79 .

李开钰，宋理洪，张龑，等 . 生物质炭施用量与频率对黄壤养分和关键酶活性的影响［J］. 环境科学， 2025 ， 46 （ 2 ）： 1065 - 1075 .

Li Kaiyu ， Song Lihong ， Zhang Yan ， et al . Effects of biochar application amount and frequency on yellow soil nutrients and key enzyme activities ［J］. Environmental Science ， 2025 ， 46 （ 2 ）： 1065 - 1075 .

Qi Yuqi ， Liu Haolang ， Zhang Beiping ， et al . Investigating the effect of microbial inoculants Frankia F1 on growth-promotion， rhizosphere soil physicochemical properties， and bacterial community of ginseng ［J］. Applied Soil Ecology ， 2022 ， 172 ： 104369 .

Li Xuqing ， Lu Qiujun ， Li Dingyi ， et al . Effects of different microbial fertilizers on growth and rhizosphere soil properties of corn in newly reclaimed land ［J］. Plants ， 2022 ， 11 （ 15 ）： 1978 .

于会丽，徐国益，路绪强，等 . 微生物菌剂对连作西瓜土壤微环境及果实品质的影响［J］. 果树学报， 2020 ， 37 （ 7 ）： 1025 - 1035 .

Yu Huili ， Xu Guoyi ， Lu Xuqiang ， et al . Effects of microbial agents on soil microenvironment and fruit quality of watermelon under continuous cropping ［J］. Journal of Fruit Science ， 2020 ， 37 （ 7 ）： 1025 - 1035 .

李博文，刘洋，李宗霖，等 . 生物炭对土壤酶活性影响的机理研究进展［J］. 材料导报， 2022 ， 36 （ 7 ）： 163 - 168 .

Li Bowen ， Liu Yang ， Li Zonglin ， et al . Research progress on the mechanism of biochar’s impact on soil enzyme ［J］. Materials Reports ， 2022 ， 36 （ 7 ）： 163 - 168 .

Foster E ， Fogle E ， Cotrufo M . Sorption to biochar impacts β-glucosidase and phosphatase enzyme activities ［J］. Agriculture ， 2018 ， 8 （ 10 ）： 158 .

Hu Xuefeng ， Jiang Ying ， Shu Ying ， et al . Effects of mining wastewater discharges on heavy metal pollution and soil enzyme activity of the paddy fields ［J］. Journal of Geochemical Exploration ， 2014 ， 147 ： 139 - 150 .

Li Xuqing ， Li Dingyi ， Jiang Yugen ， et al . The effects of microbial fertilizer based Aspergillus brunneoviolaceus HZ23 on pakchoi growth， soil properties， rhizosphere bacterial community structure， and metabolites in newly reclaimed land ［J］. Frontiers in Microbiology ， 2023 ， 14 ： 1091380 .

鲍士旦 . 土壤农化分析［M］. 3版 . 北京：中国农业出版社， 2000 .

Bao Shidan . Soil and agricultural chemistry analysis ［M］. 3rd ed . Beijing ： Agriculture Press ， 2000 .

关松荫 . 土壤酶及其研究法［M］. 北京：农业出版社， 1986 .

Guan Songyin . Soil enzymes and their research methods ［M］. Beijing ： Agriculture Press ， 1986 .

崔炎田，王呈玉，姚俊红，等 . 不同筛分方式对土壤团聚体及土壤微生物群落的影响［J］. 中国土壤与肥料， 2024 （ 1 ）： 37 - 42 .

Cui Yantian ， Wang Chengyu ， Yao Junhong ， et al . Effects of different screening methods on soil aggregates and soil microbial communities ［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China ， 2024 （ 1 ）： 37 - 42 .

Acharya P ， Ghimire R ， Idowu O J ， et al . Cover cropping enhanced soil aggregation and associated carbon and nitrogen storage in semi-arid silage cropping systems ［J］. Catena ， 2024 ， 245 ： 108264 .

马菁，周瑶，陆琪，等 . 不同管理方式下干旱风沙区荒漠草原土壤性状变化及质量评价［J］. 农业工程学报， 2024 ， 40 （ 24 ）： 106 - 116 .

Ma Jing ， Zhou Yao ， Lu Qi ， et al . Soil properties and quality evaluation of desert steppe under different management measures in arid windy and sandy areas ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ， 2024 ， 40 （ 24 ）： 106 - 116 .

许明祥 . 黄土丘陵区生态恢复过程中土壤质量演变及调控［D］. 陕西杨凌：西北农林科技大学， 2003 .

Xu Mingxiang . Soil quality evolvement mechanism in the process of ecosystem restoration and its management in loess hilly-gully region ［D］. Yangling， Shaanxi ： Northwest A & F University ， 2003 .

金慧芳，史东梅，陈正发，等 . 基于聚类及PCA分析的红壤坡耕地耕层土壤质量评价指标［J］. 农业工程学报， 2018 ， 34 （ 7 ）： 155 - 164 .

Jin Huifang ， Shi Dongmei ， Chen Zhengfa ， et al . Evaluation indicators of cultivated layer soil quality for red soil slope farmland based on cluster and PCA analysis ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ， 2018 ， 34 （ 7 ）： 155 - 164 .

高志香，李希来，张静，等 . 不同施肥处理对高寒矿区渣山改良土酶活性和理化性质的影响［J］. 草地学报， 2021 ， 29 （ 8 ）： 1748 - 1756 .

Gao Zhixiang ， Li Xilai ， Zhang Jing ， et al . Effects of different fertilization treatments on soil enzyme activities in coal mining residuals of alpine mining area ［J］. Acta Agrestia Sinica ， 2021 ， 29 （ 8 ）： 1748 - 1756 .

Alghamdi A G ， Al-Omran A ， Alkhasha A ， et al . Impacts of biochar on hydro-physical properties of sandy soil under different irrigation regimes for enhanced tomato growth ［J］. Agronomy ， 2022 ， 12 （ 8 ）： 1762 .

吴嘉俊，童文彬，江建锋，等 . 水稻秸秆炭施用对水稻土团聚体稳定性及其碳氮分布的影响［J］. 植物营养与肥料学报， 2024 ， 30 （ 3 ）： 457 - 468 .

Wu Jiajun ， Tong Wenbin ， Jiang Jianfeng ， et al . Application of rice straw biochar increases soil aggregate stability and carbon and nitrogen distribution in paddy soil ［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers ， 2024 ， 30 （ 3 ）： 457 - 468 .

杜思垚，郭晓雯，王芳霞，等 . 施用生物炭对咸水滴灌棉田土壤理化性质及酶活性的影响［J］. 西南农业学报， 2022 ， 35 （ 3 ）： 571 - 580 .

Du Siyao ， Guo Xiaowen ， Wang Fangxia ， et al . Effects of biochar application on soil physicochemical properties and enzyme activities in saline drip irrigation cotton field ［J］. Southwest China Journal of Agricultural Sciences ， 2022 ， 35 （ 3 ）： 571 - 580 .

Luo Yujia ， Lopez J B G ， van Veelen H P J ， et al . Effects of different soil organic amendments （OAs） on extracellular polymeric substances （EPS）［J］. European Journal of Soil Biology ， 2024 ， 121 ： 103624 .

肖玖军，邢丹，毛明明，等 . AM真菌对桑树根围土壤团聚体的影响机制［J］. 土壤学报， 2020 ， 57 （ 3 ）： 773 - 782 .

Xiao Jiujun ， Xing Dan ， Mao Mingming ， et al . Mechanism of arbuscular mycorrhizal fungal affecting soil aggregates in rhizosphere of mulberry （ Morus alba ）［J］. Acta Pedologica Sinica ， 2020 ， 57 （ 3 ）： 773 - 782 .

刘聪，万翠翠，宋旭，等 . 复合菌剂对新疆辣椒的促生效果和根际真核生物群落结构的影响［J］. 应用生态学报， 2024 ， 35 （ 6 ）： 1599 - 1607 .

Liu Cong ， Wan Cuicui ， Song Xu ， et al . Effects of effective microorganisms on growth promotion and the rhizosphere eukaryotic community structure of pepper in Xinjiang， China ［J］. Chinese Journal of Applied Ecology ， 2024 ， 35 （ 6 ）： 1599 - 1607 .

杨肖芳，郭瑞，姚燕来，等 . 微生物菌剂对连作地块草莓生长、土壤养分及微生物群落的影响［J］. 核农学报， 2023 ， 37 （ 6 ）： 1253 - 1262 .

Yang Xiaofang ， Guo Rui ， Yao Yanlai ， et al . Effects of microbial agents on plant growth， soil fertility and microbial communities under continuous cropping strawberry ［J］. Journal of Nuclear Agricultural Sciences ， 2023 ， 37 （ 6 ）： 1253 - 1262 .

王玉琪，梁颖，唐丽，等 . 黄腐酸对不同施氮水平下设施栽培番茄产量、品质和基质微生物的影响［J］. 西北农业学报， 2025 ， 34 （ 1 ）： 113 - 122 .

Wang Yuqi ， Liang Ying ， Tang Li ， et al . Effects of fulvic acid on yield， quality， and substrate microorganisms of tomato grown in greenhouse under different nitrogen application levels ［J］. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica ， 2025 ， 34 （ 1 ）： 113 - 122 .

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