Impact of “Moss-Algae-SJP” on Restoration of Biological Soil Crusts in Sandy Land

QINXinke, LIQi, LIYuhang, ZHANGHuiyuan, HEChanglong, HUANGXinrui, ZHANGWeizhen, LEINingfei, PEIXiangjun

Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (11) : 64-73.

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Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (11) : 64-73. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0577

Impact of “Moss-Algae-SJP” on Restoration of Biological Soil Crusts in Sandy Land

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Abstract

In recent years, land desertification has become one of the most important and pressing ecological environmental issues globally, biological soil crusts can form protective layers with a certain coverage, thickness, and well-developed structure, which is conducive to the ecological restoration of desertified land. However, the impact of biological-chemical composite crusts on desertified land remains unclear. This study selected sandy soil from the Hetian region of Xinjiang, constructed soil crust layers by adding SJP organic materials combined with different types and concentrations of mosses (Fissidens sp., Plagiomnium sp., Bryum sp.) and algae (Anabaena azollae, Oscillatoria sp., Trebouxia sp.), and selected the optimal configuration scheme based on soil nutrient content, enzyme activity, and microbial community structure characteristics. The results showed that the contents of soil organic carbon, available potassium, available phosphorus, total nitrogen, total phosphorus, and pH increased continuously with the increase of treatment time under different types and concentrations of treatments. Soil enzyme activity was generally improved compared to the blank control group. The soil crust layers significantly affected soil microbial diversity, with dominant species belonging to Proteobacteria, Cyanobacteria and Firmicutes. The study on microbial diversity showed that each treatment group had a significant impact on soil bacterial diversity, and the bacterial communities of the signature species differed at the genus level. Based on principal component analysis, the optimal soil crust scheme was determined to be 30 g/m2 Fissidens sp. + 10 g/m2 Anabaena azollae, this study provided certain technical support for the ecological restoration of desertified land.

Key words

SJP-modified organic materials / biological soil crusts / soil nutrients / soil enzyme activity / soil microorganisms

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QIN Xinke , LI Qi , LI Yuhang , et al . Impact of “Moss-Algae-SJP” on Restoration of Biological Soil Crusts in Sandy Land[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2025, 41(11): 64-73 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0577

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以华北低丘山地退耕还林区的耕地、农田撂荒地、退耕10年刺槐林和退耕43年刺槐林为研究对象,采用土壤质量综合指数探讨退耕措施对土壤质量的影响.结果表明: 随着退耕年限的增加,退耕刺槐人工林土壤养分的表层富集作用显著,且0~5 cm土层土壤改良效果增强;与耕地相比,退耕刺槐人工林的土壤物理性状得到改善,养分含量增加,土壤微生物生物量显著提高.不同土地利用类型的土壤质量综合指数为退耕43年刺槐林(0.542)&gt;退耕10年刺槐林(0.536)&gt;撂荒地(0.499)&gt;耕地(0.498),说明退耕地人工造林改善了华北低丘山地退耕地区的土壤质量.&nbsp;
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