复垦类型对煤矸山土壤微生物功能菌的影响

土壤微生物功能菌的数量变化关系到土壤生态系统的维持与改善,因此研究其数量特征对查明复垦煤矸山土壤质量恢复状况具有重要意义。以山西省霍州市煤矸山复垦农田、果园和林地为研究对象,分析3种复垦类型土壤微生物功能菌数量变化特征及其影响因素。结果表明:(1)3种复垦样地农田土壤含水量、速效钾含量较高;果园土壤有机质和有效磷含量最高;林地p H值较低,但碱解氮、微生物量碳、氮含量最高。(2)3种复垦样地功能菌总量表现为林地农田果园,其中好氧固氮细菌表现为农田林地果园;氨化细菌为林地果园农田;好气纤维素分解菌林地农田果园;有机磷、无机磷细菌为果园林地农田。(3)相关分析表明,氨化细菌和好气纤维素分解菌受土壤性质的影响最大;主成分分析表明,土壤pH值和微生物量碳、氮含量对功能菌数量影响的贡献率最大。     

木醋液及炭醋肥对设施土壤微生物数量及相关性的影响

本文通过田间小区试验,研究连续施用木醋液和炭醋肥对设施菜地土壤微生物数量的影响,为设施土壤改良提供科学依据。采用微生物培养法研究木醋液及炭醋肥施入设施土壤中对5茬蔬菜生长期间土壤细菌、真菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量的影响,并对不同类群微生物数量进行相关性分析。结果表明:设施土壤中施入木醋液和炭醋肥能够显著或极显著地增加土壤细菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量,减少真菌数量。二者的施用还能增强设施土壤不同类群微生物数量间的相关性;自生固氮菌和纤维分解菌呈极显著的正相关,无机磷细菌与其他类群之间的相关性存在处理间差异。相比对照,炭醋肥增加了土壤细菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量分别为23.9%、22.5%、72.5%、4.3%和46.9%;木醋液分别增加了11.3%、11.2%、66.7%、2.6%和24.9%;炭醋肥和木醋液施用后真菌数量分别减少了40.9%和54.9%。因此炭醋肥的施用效果优于木醋液,但是二者的连用超过3茬则无显著影响。     

黄土高原子午岭不同林龄天然油松林土壤微生物组成研究

为了认识土壤微生物在天然油松林发展过程中的地位和作用,利用"平板培养法"和"MPN法"测定了不同林龄天然油松林土壤微生物3大类群和主要功能群组成;用"氯仿熏蒸法"测定了土壤微生物生物量碳(MBC).结果显示,由10 a林发展到25 a林,土壤微生物总数量和细菌数量呈上升趋势,25 a之后逐渐下降;细菌数量在土壤微生物中占绝对优势,真菌及放线菌数量较少;10 a林氨化细菌及纤维素分解菌数量最高,之后整体呈下降趋势;由10 a林发展到25 a林,固氮菌数量上升,25 a后呈下降趋势,到40 a后趋于稳定;由10 a至40 a林,硝化细菌数量无显著变化,但由40 a至70 a林,其数量显著增加;土壤微生物综合性指标Shannon-Wiener指数,由10 a林发展到70 a林,呈增加趋势;土壤MBC以10 a林最低,之后呈增加趋势.研究结果表明,天然油松林土壤微生物组成有其独特的规律及变化因为.本研究从土壤微生物学角度为黄土高原油松林的保护和管理提供了借鉴.     

复垦不同年限煤矸山土壤重金属污染状况评价

为研究复垦年限对煤矸山土壤重金属的影响,以山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦3 a,5 a,7 a和9 a农田为研究对象,对复垦地土壤重金属Hg,Cd,Pb,As和Ni的质量分数及其污染状况进行了分析。结果表明:（1）煤矸山复垦农田0—20 cm和20—40 cm土层土壤重金属质量分数有随复垦年限增加而增加的趋势,其中Pb,Cd表现最明显,而Hg的增加趋势主要出现在20—40 cm土层;同时,煤矸山复垦农田土壤重金属质量分数均不同程度地高于当地普通农田,尤其在20—40 cm土层表现更明显;（2）单因子污染指数表明,Hg和As在0—20 cm和20—40 cm土层污染程度随年限没有变化,分别为重度污染和轻微污染,Pb和Cd在0—20 cm也没有变化,分别为轻微污染和轻度污染,但在20—40 cm土层随年限增长达到轻度污染和中度污染;综合污染指数表明,复垦农田在0—20 cm和20—40 cm土层污染指数均表现为随复垦年限增加而增加的趋势,4种复垦年限农田均达到重度污染。研究结果有助于指导煤矸山植被恢复和复垦地的合理利用。     

长期定位施氮对连作番茄土壤可培养微生物数量的影响

以蔬菜长期定位施肥试验为基础,采用选择性培养基培养微生物,研究长期施氮对连作番茄土壤微生物的组成及数量的影响,并测定了土壤养分,探讨了土壤微生物与土壤养分的相关性。结果表明:处理AN0土壤好气性固氮菌数量最多,显著高于其他处理,处理AN1和BN2显著低于其他处理,施用有机肥可提高土壤中好气性固氮菌的数量。处理AN1氨化细菌数量,显著高于其他处理,BN2和AN2氨化细菌数量较少,有机肥和低浓度氮肥配施可提高土壤中氨化细菌数量,施用高浓度氮肥降低氨化细菌数量。施用有机肥可提高土壤中亚硝化细菌、反硝化细菌和纤维素分解菌的数量。反硝化细菌数量与全磷和速效磷含量显著相关,亚硝化细菌数量与碱解氮、速效钾和速效磷含量显著相关。纤维素分解菌与全氮、碱解氮、速效磷、有机质和速效钾含量显著相关。     

不同复垦年限煤矸山重构土壤有机碳及其组分差异

土壤有机碳含量是土壤肥力状况的重要标志之一,其活性组分对田间管理措施反映敏感。因此,分析煤矸山复垦重构土壤有机碳含量及其组分差异对于揭示土壤碳库变化、指导复垦地田间管理措施的实施有重要意义。本研究以山西省霍州曹村煤矸山复垦后5a(R-5a)、7a(R-7a)和9a(R-9a)的果园为对象,通过与当地原地貌果园(CK)对比,分析了3种复垦样地土壤总有机碳(TOC)及其组分可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的差异,以及与土壤环境因子间的关系。结果表明:①随复垦年限的增加,3种复垦样地土壤TOC、LFOC和HFOC含量均呈先增后减趋势,DOC含量呈增加趋势,MBC含量呈先减后增趋势;但与CK相比,3种复垦样地土壤TOC、DOC、MBC、LFOC和HFOC含量均明显偏低。②DOC/TOC和MBC/TOC在R-7a样地中最低,LFOC/TOC随复垦年限的增加呈增加趋势,HFOC/TOC呈减少趋势,表明土壤中更多的有机碳从稳定态转变为活性态。③土壤全氮、全磷、碱解氮、碳氮比、黏粒含量、pH和含水量均不同程度影响有机碳含量,其中全氮、全磷、黏粒含量和土壤pH为关键因子。     

煤矸山复垦林地、草地土壤生态肥力差异分析

土壤生态肥力不仅能反映土壤为植物生长提供水、肥、气、热的能力,还可反映土壤健康状况和可持续利用的能力,故能够用于煤矸山复垦地土壤质量评价。以山西省长治市潞安矿区植被复垦后8年的煤矸山为研究对象,比较了复垦为林地和复垦为草地的0～10 cm和10～20 cm土层土壤生态肥力的差异,并分析其原因。结果表明:(1)复垦林地土壤碱解氮和有效磷含量,微生物量碳和氮含量,碱性磷酸酶活性,微生物群落PLFA总浓度和细菌、真菌、放线菌和革兰氏阳性菌群落PLFA浓度均明显高于复垦草地,而土壤微生物丰富度指数、Shannon-Weiner指数低于复垦草地。(2)土壤生态肥力评价结果表明,复垦林地土壤生态肥力水平优于复垦草地,这主要缘于复垦林地中较强的根系作用和较多的根系分泌物形成了有利于营养物质迁移转化以及微生物和酶生长的土壤微环境。本研究可为煤矸山复垦植被的选择和复垦地后期管理提供科学依据。     

西藏中部农田土壤复退过程中的生物学特征

在西藏中部春播条件下,就不同培肥方式对土壤剖面微生物区系及其主要生理类群变化的影响,以及土壤微生物与土壤有机质、土壤养分的相互关系进行了研究。结果表明,细菌、放线菌、纤维素分解菌的土体差异较大,并主要集中于耕层;真菌、固氮菌的土体差异则极小。2～30,31～60cm土层土壤细菌在微生物区系构成中均占绝对优势,化肥对调控土壤细菌数量具有重要作用。不同培肥方式对2～30,31～60cm土层土壤真菌、固氮菌以及2～30cm土层土壤放线菌的繁殖普遍具有不同程度的抑制作用;2～30,31～60cm土层固氮菌与纤维素分解菌均呈负相关。土壤微生物与土壤有机质的相互促进作用较为明显,对提高土壤有效氮、有效磷亦具重要作用。     

川西亚高山林线过渡带土壤特性研究

初步研究了川西亚高山林线过渡带残积母质土壤(0-15 cm,15-30 cm和15-47 cm)物理、化学及生物学特性.结果表明,随土层深度加深.林线过渡带土壤石砾和物理性砂粒含量分别达35%～86%和67%～82%,粘粒和物理性粘粒为2%～9%和16%～24%,土壤团聚度和结构水稳性分别为9%～25%和20%～29%,容重为0.82～1.58.表明整个土壤砂粒、粉粒和粘粒比例失调.其物理结构较差.表层(0-15 cm)土壤有机质、阳离子交换量(CEC)、全N和P、有效N和P含量,细菌、真菌、放线菌、细菌生理类群数量以及微生物量碳和氮含量,脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶等酶活性均显著高于下层土壤.整个土壤微生物以细菌为主要类群,占85%～95%,其次是真菌和放线菌,细菌生理类群数量排序为氨化细菌>好氧固氮菌>有机磷分解菌>无机磷分解菌>反硝化菌>硝化细菌>好气纤维索分解菌>嫌气纤维素分解菌,且表层显著高于下层.林线过渡带土壤较低的有效养分含量可能是影响其植物生长的关键因子之一.     

不同复垦模式及复垦年限对土壤微生物的影响

为了研究不同复垦年限及复垦植被模式对复垦土壤生物肥力的影响,通过野外调查和采样分析,对平朔安太堡露天煤矿不同复垦年限及复垦植被模式下和原地貌（对照）土壤中细菌、放线菌和真菌3种微生物的数量及变化进行了研究。结果表明：1）从微生物总数来看,随着复垦年限的增加,微生物总数呈增加的趋势,复垦13a的土壤微生物总数达到了624.35×105～1 448.19×105 cfu/g,平均可达1 183.01×105 cfu/g（除自燃地外）,最高的和原地貌已相当。2）在不同复垦年限及复垦模式复垦地0～20 cm表层土壤微生物三大类区系组成中,细菌数量占绝对优势（95%以上）,放线菌数量次之,真菌数量最少。3）不同复垦植被配置方式对复垦土壤微生物数量的增加作用不同。在同一地点不同复垦模式复垦7 a的土壤中微生物数量的变化趋势是紫穗槐＞沙枣＞沙棘。不同复垦模式复垦13 a,从微生物角度评价它们的生态效益是：云杉×油松×落叶松＞刺槐×油松×榆树＞刺槐×柠条＞冰草×刺槐×柠条。4）从土壤微生物与复垦土壤养分的相关系数来看,细菌数量和微生物总数与土壤有机质、碱解氮含量呈显著正相关。     

不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式（翻耕、旋耕、免耕）对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕 > 翻耕 > 旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤养分（有机碳、全氮含量）和有效养分（有效磷、铵态氮和硝态氮）均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）;与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌）均有明显的增加,大致表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕。土壤微生物活度的变化范围为0.38~0.69,依次表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。     

复垦煤矸山不同利用类型土壤微生物群落分析

土壤微生物是表征土壤质量状况的重要指标,因此研究其群落特征对指导煤矸山植被恢复具有重要意义。以山西霍州曹村矿煤矸山为对象,分析了农田(WL)、果园(PO)和草地(GL)3种土地利用类型0~10 cm和10~20 cm土层土壤微生物群落结构。结果表明:(1)3种复垦样地土壤微生物总数、微生物总浓度和微生物群落浓度均低于普通农田(CK),表明该煤矸山复垦地土壤质量状况仍未达到与普通农田相当的水平。(2)从土壤微生物群落结构看,3种土地利用类型中革兰氏阳性菌、细菌和放线菌所占比例无显著差异,而革兰氏阴性菌和真菌占比有显著变化。(3)在3种样地中,WL和PO样地中的优势菌种均为细菌16∶0、真菌18∶1 w9c和革兰氏阳性菌i15∶0、a15∶0;而GL样地中的优势菌种为细菌16∶0、真菌18∶1 w9c和革兰氏阳性菌i15∶0。     

东北麦田土壤微生物、小型动物及其生化活性的季节动态

初步研究了东北麦田土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用的季节变化规律及其与土壤生态因素的关系 ,分析了土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用之间的相互影响。结果表明 ,土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用具有明显的季节变化规律 ,其中土壤细菌、放线菌、湿生性线虫类、纤维素分解作用、固氮作用、有机磷转化作用、硝化作用、氨化作用和土壤微生物呼吸速率的最大值都出现在 7月份 ,土壤真菌、节肢动物弹尾类、无机磷转化作用的最大值出现在 6月份 ,比土壤细菌和放线菌等上述指标提前 1个月。节肢动物蜱螨类全年有 2个峰值 ,分别出现在 4月份和 8月份 ,土壤弱势类群全年高峰值出现在 8月份。在 6种环境因素中 ,除了土壤pH值以外 ,土壤温度、含水量、活性有机质、水解氮、有效磷对土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用存在着不同程度的影响。在土壤细菌、真菌、放线菌与小型土壤动物的消涨关系中 ,除了土壤蜱螨类、弱势类群以外 ,弹尾类、线虫类与土壤细菌、真菌和放线菌存在着较强的依存关系。土壤微生物和动物对土壤生化作用有不同程度的贡献率     

有机肥对水稻根际土壤中微生物和酶活性的影响

利用根际箱在红壤上研究了有机肥对水稻根际有效磷、根际微生物和土壤酶活性的影响。试验结果表明,有机肥明显地提高水稻根际和非根际土壤真菌、放线菌和细菌的数量及土壤有效磷的含量。根际土壤各类微生物的数量大于非根际土壤,表现出明显的根际效应。施用有机肥使根际效应增加,其效应为细菌 放线菌 真菌。有机肥还明显地促进水稻根际无机磷溶解菌和有机磷分解数量以及磷酸酶和脲酶的活性,同时对水稻根际土壤磷转化速率有明显的提高,从而加速了土壤养分的转化。     

安太堡煤矿区不同复垦年限和复垦模式土壤氮矿化及硝化特征

为揭示煤矿复垦区土壤氮素内循环中的矿化及硝化特征,探索不同复垦模式与不同复垦年限下复垦土壤的氮素转化效率,采集山西安太堡露天煤矿中复垦3年、9年、21年苜蓿地及3年荞麦地表层（0~20 cm）土壤,并以3年自然恢复和未复垦新排土为对照,采用间歇淋洗好气培养法与恒温培养法研究各采样地土壤矿化与硝化过程,利用一级反应动力学模型与Logistic方程对有机氮素的矿化与硝化数据进行拟合。结果表明,3年苜蓿地的矿化速率最高,21年苜蓿地的矿化速率最低,且土壤氮素快速矿化主要在培养前7 d,之后逐渐平缓,并在28 d趋于稳定。经一级动力学方程拟合可知,氮矿化势（N_o）的变化范围为89.28~124.51 mg·kg^-1,21年苜蓿地 > 3年自然恢复地 > 3年苜蓿地 > 3年荞麦地 > 未复垦新排土 > 9年苜蓿地;矿化速率常数（k）的变化范围为0.022 6~0.051 9,3年苜蓿地 > 9年苜蓿地 > 未复垦新排土 > 3年自然恢复地 > 3年荞麦地 > 21年苜蓿地。氮矿化势与土壤有机质含量显著正相关（r=0.91）。复垦区各土壤随培养时间的延长硝态氮含量大致为"S"型曲线且可分为3个阶段：前期阶段（0~5 d）-上升阶段（5~14 d）-稳定阶段（14~28 d）;Logistic方程拟合结果显示：复垦年限显著影响硝化高峰出现的时间（不同复垦年限苜蓿地最大相差6.85 d）,21年苜蓿地硝化过程剧烈而短促,3年自然恢复地的硝化过程缓慢而漫长;耕地较草地有更大的硝化速率与更长的硝化时间。长期的种植苜蓿复垦显著提高了土壤的氮库容量,矿化过程更为平稳。     

基于旋耕玉米秸秆还田条件下土壤微生物、酶及速效养分的动态特征

为研究旋耕条件下秸秆还田的腐解机理,设置不同数量秸秆还田处理,分别于玉米拔节期、抽雄期、乳熟中期、完熟期测定土壤微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。结果表明:(1)秸秆还田促进土壤微生物繁殖,提高土壤酶活性,增加碱解氮含量,降低速效磷和速效钾含量;秸秆量为11 250kg/hm~2时真菌、细菌、放线菌数量及蔗糖酶、纤维素酶活性增幅最大;秸秆量为7 500kg/hm~2时脲酶、磷酸酶活性和碱解氮增幅最大,速效磷、速效钾降幅最大。(2)部分土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关性,播种后40天,土壤真菌、细菌、放线菌数量、纤维素酶活性之间存在正相关,真菌与磷酸酶活性呈负相关;播种后67天,放线菌与磷酸酶、蔗糖酶呈正相关;播种后140天,放线菌与蔗糖酶呈正相关。(3)部分土壤酶活性之间存在相关性,播种后67天,脲酶与纤维素酶、磷酸酶与蔗糖酶之间呈正相关;播种后140天,蔗糖酶与纤维素酶呈正相关,脲酶与蔗糖酶、纤维素酶呈负相关。(4)土壤酶活性与速效养分存在相关性,播种后40,112天的脲酶、67天的纤维素酶、112,140天的磷酸酶与碱解氮含量呈正相关;播种后40天,蔗糖酶与速效钾呈正相关,播种后40,67,112天脲酶活性与速效钾含量呈负相关。(5)碱解氮与速效磷含量呈负相关,播种后40,112,140天的碱解氮与速效钾含量呈负相关。     

宅基地复垦土壤培肥效果研究

宅基地复垦设施土壤培肥的目的是为了合理有效地利用土地资源,使复垦土壤迅速恢复农业生产。试验采取4因素3水平随机组合设计。结果表明:增施高量有机肥能够提高宅基地复垦土壤有机质和速效养分,与对照相比有机质提高65.22%;水解氮增加2.31倍;速效磷增加3.26倍;速效钾提高66.53%。T1、T5、T7处理能够迅速改善复垦土壤物理结构,与基础土壤相比降低土壤容重16.35%～25.45%;增加土壤总孔隙度14.62%～21.51%;毛管孔隙度增加11.89%～15.66%;非毛管孔隙度增加25.55%～38.32%;与对照相比土壤渗水系数提高了12.0～17.4倍;能够明显提高蔬菜产量,平均增幅44.01%～53.51%。筛选出的"有机肥+无机肥+脱硫石膏改良剂"、"有机肥+无机肥+秸秆"为天津地区宅基地复垦土壤培肥适宜模式。     

生物发酵肥对温室黄瓜土壤微生物组成的影响

以大棚黄瓜根区土壤为研究对象,测定了不同施肥方式下温室黄瓜地土壤微生物3大类群和主要功能群组成及土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC),研究了温室中不同施肥方式对黄瓜根区土壤微生物组成及土壤MBC(土壤微生物生物量碳)的影响,探讨了微生物发酵有机肥对土壤肥力的影响。结果表明,土壤中细菌、真菌、放线菌数量由高到低的顺序依次为:发酵肥>发酵肥+50%化肥>常规施肥>普通有机肥>CK;土壤微生物综合指标Shannon-Wiener指数以生物发酵肥最高;氨化细菌、固氮菌及纤维素分解菌数量以生物发酵肥最高,硝化细菌数量以发酵肥+50%化肥处理最高;生物发酵肥和发酵肥+50%化肥两处理的MBC均显著高于常规施肥。施用微生物发酵有机肥可显著增加土壤微生物数量及微生物的群落多样性,并有助于提高土壤综合肥力。     

滩涂围垦区不同连作年限蔬菜大棚土壤质量特征

通过区域调查、采样和分析,系统研究了苏北滨海围垦滩涂设施农业土壤的连作障碍特征。研究表明,随着大棚青椒和韭菜连作年限的增加,大棚土壤呈不同程度的板结趋势,0~20、20~60 cm的表、根层土壤逐渐呈轻中度的盐渍化趋势,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾等养分含量呈显著降低趋势,土壤全磷、有效磷、全钾含量则无显著变化,土壤微生物数量呈显著降低趋势。滩涂青椒和韭菜连作大棚土壤基本不缺磷肥,但有补充氮肥、钾肥和有机肥的必要性。滩涂地区大棚青椒和韭菜连作3年后,土壤呈现较为严重的连作障碍特征,主要表现为严重的次生盐渍化、养分失衡和微生物环境恶化风险,全年棚期的青椒连作障碍风险尤为显著,因此提出滩涂大棚青椒和韭菜的连作年限应不超过2年。