围封年限对典型草原土壤微生物及酶活性的影响

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性变化规律的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性,结果表明:(1)与自由放牧草地相比,围封7、10、13、20年,土壤0～30cm土层细菌、放线菌、真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。(2)典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者呈密切的正相关关系,以土壤真菌数量、微生物量碳、氮含量与草地植被及土壤养分含量间的相关关系最为显著,其相关系数均达显著水平(P<0.05)。     

宁夏典型草原土壤微生物特征对不同管理方式的响应

草地土壤微生物是土壤养分循环的推动力,可灵敏反映草地生态环境变化,常被用来评价草地土壤质量。本研究以宁夏典型草原为对象,研究了封育、放牧和水平沟改良管理方式下土壤微生物特征及其与土壤有机质的相关性。结果表明,试验区0~40 cm土层土壤微生物数量表现为细菌>放线菌>真菌;细菌和放线菌数量随封育年限增加呈增加趋势,真菌以封育5年草地最高;微生物总数量和微生物量碳、氮含量均表现为随封育年限增加而增加,放牧草地最低;水平沟改良草地微生物特征未表现出明显的优越性;土壤微生物数量表现为5~15 cm土层最高,25~40 cm土层最低;土壤微生物数量与有机质含量之间存在极显著正相关关系。     

典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化研究

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性。结果表明:与自由放牧草地相比,围封7年、10年、13年和20年的草地,其土壤0~30 cm土层细菌、放线菌和真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者成密切的正相关关系。     

喀斯特地区不同年限桂牧1号象草草地土壤养分特征

人为干扰和管理措施对喀斯特地区生态恢复影响显著。本研究以典型喀斯特地区种植1年(1-y G)、5年(5-y G)和7年(7-y G)的桂牧1号杂交象草(Pennisetum purpureum cv.Guimu-1)栽培草地为研究对象,以玉米(Zea mays)种植地(CK)作为对照,分析不同建植年限下栽培草地对地上部分生物量、土壤养分含量及微生物量碳的影响。结果表明,1)建植年限对桂牧1号草地地上部分生物量影响显著(P0.05),表现为7-y G1-y G5-y G。2)桂牧1号草地0-50cm土层土壤N、P、K随建植年限呈现先下降后升高的趋势,建植5年的牧草地土壤N、P、K养分含量普遍较低;土壤有机碳含量在各土层均以建植7年草地最高,5年草地最低。土壤表层(0-10 cm)微生物生物量碳表现为1-y G5-y G7-y G,且7年草地分别比1年和5年草地增加了32.37%和19.18%。3)桂牧1号草地土壤有机碳、全氮、全磷、全钾含量及土壤表层微生物生物量碳均高于相应土层玉米地,而碱解氮、速效磷和速效钾含量则刚好相反。因此,相比玉米农耕地,桂牧1号栽培草地能有效提高喀斯特地区土壤肥力,其中,以建植7年的草地固碳效果最好,"种草养畜"是喀斯特地区生态恢复与重建的有效措施。     

渭北旱塬区不同年限苜蓿对土壤主要养分及微生物量的影响

以渭北旱塬区生长年限为6年、11年、16年和21年的紫花苜蓿(Medicago sativa)人工草地为研究对象,天然草地为对照,通过研究土壤主要养分及微生物生物量的变化特征来揭示紫花苜蓿人工草地生长年限对渭北旱塬区土壤质量的影响。结果表明,种植紫花苜蓿能够显著改善土壤有机质、全氮、全磷及土壤微生物量C和N(P<0.05),且随种植年限的延长均呈先升后降的趋势,最高点出现在第11年。相关性分析表明,土壤养分与微生物生物量存在一定的相关性,而且微生物生物量可以更灵敏地反映土壤质量变化。综合考虑,渭北旱塬区紫花苜蓿人工草地在恢复11年后应当进行合理利用或进行其他人工干预以延长草地使用寿命。     

土地利用方式对陇中黄土高原土壤理化性状的影响

对陇中黄土高原至少50年传统耕作历史的农耕地和退耕20年的草地土壤理化性状进行了比较研究。结果表明,1)不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮、速效磷、pH值和容重有显著影响。0~10 cm土层土壤有机碳含量草地显著高于农田,全氮含量差异不显著,20~100 cm土层有机碳和全氮农田高于草地(P<0.05);土壤全磷含量农田虽高于草地但无显著差异。土壤C/N除0~10 cm土层外,农田高于草地。在整个土壤剖面上,草地土壤pH值显著高于农田(P<0.05);除10~20 cm和底层土壤外,草地土壤容重也高于农田。2)草地土壤有机碳和全氮随土壤深度增加而降低,而农田土壤在0~30 cm土层随土壤深度的增加而增加,在30 cm土层以下与草地有相同趋势。草地土壤全磷含量各土层间没有显著差异,农田土壤全磷含量与土壤有机碳和全氮含量变化趋势一致;草地和农田土壤速效磷含量都呈减少趋势。土壤pH值随土壤深度的增加而增加。3)各样地土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷与土壤容重和土壤pH值之间呈极显著负相关,土壤容重与土壤pH值呈极显著正相关,土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷之间也呈极显著正相关关系。     

玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响

为确定河西地区玉米（Zea mays）连作的主要障碍因子,对不同连作年限的玉米田土壤微生物种群和土壤主要养分进行了常规分析。结果表明,在0～20 cm土层深处,细菌随连作年限增加呈递减趋势,与速效磷和有机质含量呈显著正相关,即速效磷和有机质均随连作年限的增加而显著减少（P<0.01）;而真菌数量随连作年限的增加而增加,与速效磷和有机质含量呈显著负相关;放线菌数量在不同连作年限呈先增后减的趋势;碱解氮和速效钾在不同连作年限没有明显的变化规律。说明玉米连作导致土壤微生物种群结构失衡,有益微生物数量减少,土壤真菌化现象严重,积累了大量植物病原菌,造成土壤主要养分减少,病害发生严重。     

石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究

测定并分析了石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化(含水量、有机碳、硝态氮、铵态氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、缓效钾)及生物学(微生物量碳、氮、磷及真菌、细菌、放线菌数量)特性。结果表明,随退耕年限的延长,各土层(0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm,30~40 cm)土壤铵态氮及全磷呈下降趋势;土壤含水量、有机碳、硝态氮、有效磷、有效钾及缓效钾呈上升趋势;全钾与速效钾随退耕年限的变化不显著;除30~40 cm土层外,各土层土壤微生物量碳在退耕较短年限内(从1 a到5 a)呈下降的趋势,在退耕较长年限内(从8 a到31 a)呈上升趋势;土壤微生物量氮呈先上升(从1 a到4 a)再下降(从4 a到8 a)最后趋于稳定(从8 a到31 a)的趋势;除0~10 cm土层外,各土层土壤微生物量磷呈先下降(从1 a到2 a)再上升(从2 a到8 a)最后下降(从8 a到31 a)的趋势;不同年限退耕地土壤三大类微生物数量均表现为细菌>放线菌>真菌。     

察布查尔县草原土壤微生物量与土壤理化性质相关性研究

微生物不仅是土壤养分的转化者,同时也是养分的一种存在方式,其生物质量为微生物量。微生物量是土壤养分转化和循环的动力也是养分的库和源,微生物量对环境变化敏感,是土壤质量变化的重要指标。本研究以新疆伊犁察布查尔县1191~2656m海拔草原为研究对象,使用氯仿熏蒸提取法研究不同海拔草原土壤微生物量及其活性的变异特征,研究结果表明微生物量碳(21.05~331.58mg/kg)、微生物量氮(8.75~95.61mg/kg)均为土壤表层大于中、底层,各海拔及土层间差异显著(P0.05),在1191~2216m海拔区间微生物量碳、氮随海拔的增加而增加,并在2216m海拔达到最大值(331.58mg/kg和95.61mg/kg),其后2216~2656m海拔区间微生物量碳、氮显著降低(21.05mg/kg和12.41mg/kg),这可能与随海拔的增加引起此海拔区间气候、降水量、植被类型、植被数量等环境条件的变化有关;通过相关性分析得知微生物量碳、氮、碳氮比彼此间正相关(P0.05);0~20cm土层微生物量碳与含水量呈正显著性相关(P0.05,r=0.755*),微生物量与海拔、容重、有机质、碱解氮呈正相关(P0.05),与pH值、全氮、碳氮比负相关(P0.05)。20~40cm土层微生物量碳与碱解氮呈显著性正相关(P0.05,r=0.829*),微生物量与海拔、全氮正相关(P0.05),与碳氮比负相关(P0.05)。40~60cm土层微生物量与海拔、碳氮比呈负相关(P0.05),与有机质、碱解氮、全氮呈正相关(P0.05)。土壤微生物量可以反映土壤肥力的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

青海省海北州不同草地利用方式土壤基本理化性状研究

为探索土地利用方式变化对土壤理化性状的影响,以青藏高原青海省海北州原生矮嵩草(Kobresia humil)草甸、原生灌丛草甸、退化矮嵩草草甸、退化灌丛草草甸、人工草地、农田地为研究对象,对各利用方式下土壤的基本理化性状进行研究。结果表明:退化导致0~10 cm土层土壤容重增大,而对下层土壤容重没有明显影响,2种退化草地0~10 cm土层的土壤容重均大于10~20 cm土层,其中退化灌丛草甸与原生灌丛草甸之间差异显著(P<0.05),人工种植也导致表层土壤容重有升高的趋势,人工种草和开垦均导致0~20 cm土层土壤容重的变异消失。草地退化和开垦均导致土壤有机碳和全氮含量降低,草地退化还导致土壤全磷含量降低,但开垦为农田后对土壤全磷的影响不大;草地退化和开垦也导致土壤有机碳、全氮、全磷含量沿土壤深度的变异消失。草地退化后表层土壤的有机碳、全氮和全磷含量明显降低,而退化对10~20 cm土层的有机碳含量影响不大。草地退化、开垦和农用均导致土壤表层速效氮的损失,草地开垦和农用的损失尤为剧烈;不同利用方式对土壤速效磷的影响较为复杂,未表现出一致的规律性。     

黄土高原云雾山草地土壤有机碳、全氮分布特征

2007年11月28日-12月1日对云雾山4类天然草地,以及不同生长年限的人工紫花苜蓿(Medicago stativa L.)草地、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)灌木、农田进行土壤有机碳、全氮分布分析,以期为该地区的草地生态系统的合理利用和减排温室气体提供科学依据。结果表明:土壤有机碳、全氮含量的排序为:天然草地(人工草地(灌木(农田。对0~40 cm土壤每10 cm土层土壤有机碳、全氮含量测定发现:除9年生人工苜蓿草地在20~30 cm土层的有机碳含量相对10~20 cm无降低外,其他均表现为随土层深度的增加而依次降低。有机碳、全氮含量天然草地10~20,20~30,30~40 cm,以及5年、7年、9年人工草地土层之间差异水平基本达到显著水平。天然草地和人工草地土壤有机质含量与其全氮含量呈极显著线性相关(P<0.01)。人工草地土壤有机碳,全氮含量随种植年限增长而增加,全氮含量增加程度大于有机碳。因此,云雾山天然草地有机碳、全氮含量最高,人工草地随着生长年限的延长也是碳氮积累的过程,农田含量最低,天然草地在碳氮储存方面发挥着更积极的作用。土壤有机碳、全氮在土壤表层(0~10 cm)含量最高,在云雾山地区通过退耕还草,加强植被恢复管理,有利草地生态系统的健康发展。     

苜蓿栽培草地微生物C、N及呼吸特性对不同播种量的响应

以内蒙古呼伦贝尔地区种植的苜蓿为研究对象,分别于2015年7和9月,针对5种不同播种量(6,9,12,15和18 kg·hm^-2)条件下苜蓿栽培草地微生物特性及呼吸特性展开研究。结果表明,地上生物量与地下生物量在播种量为12 kg·hm^-2时达到最大值,微生物生物量碳7月的10~20 cm土层与9月的0~10 cm和10~20 cm土层均在播种量为18 kg·hm^-2时达到最大值,微生物量碳在7月整体高于9月,而土层0~10 cm两月间差距较大,土层10~20 cm差距较小,微生物生物量氮与碳表现出相似的变化规律,微生物量氮在7月整体高于9月;呼吸熵与微生物呼吸变化趋势一致,其中播种量为12 kg·hm^-2时呼吸熵值最低;在7和9月播种量为18和12 kg·hm^-2时呼吸强度与呼吸熵无显著差异;土壤微生物碳、微生物呼吸、呼吸熵对苜蓿不同播种量的种植方式有一定的响应作用;不同播种量结合植株生物量、土壤微生物呼吸、呼吸熵等指标,结果为播种量18 kg·hm^-2时效果最好。     

围封对天山北坡荒漠草地土壤有机碳的影响

以天山北坡中段退化荒漠草地为研究对象,通过分析封育与放牧对草地土壤有机碳、易氧化碳、微生物量碳含量及活性有机碳的分配比例的影响,以揭示土壤质量的变化。结果表明：禁牧封育5年后草地土壤有机碳及其活性组分含量低于放牧草地。与封育草地相比,在5～10 cm放牧草地土壤有机碳、微生物量碳及MBC/SOC显著升高（P<0.05）,分别增加了0.81 g·kg^-1,34.12 mg·kg^-1,0.59%;土壤易氧化碳含量及ROC/SOC在10～15 cm土层差异均达显著水平（P<0.05）。可见,荒漠草地在封育5年后土壤质量降低,因此,应该实行合理的围封-放牧体系,更有利于退化荒漠草地生态系统的恢复。     

不同治理措施对退化草原土壤可培养微生物区系的影响

利用纯培养技术,对退化草原四项不同治理措施(浅耕翻、耙地、播种羊草、围栏封育)处理后的土壤微生物进行研究.结果表明,四项治理措施中,各类群土壤微生物均显著高于对照区.0～10 cm土层,微生物各类群的数量均依次为浅耕翻＞耙地＞播种羊草＞围栏封育＞对照;四项治理措施细菌数量依次比对照区增高了91.95％、89.66、87.36％和73.56％;真菌数量增高了53.06％、50.34％、50.34％和23.81％;放线菌数量增高了41.27％、38.89％、24.47％和22.63％.10～30 cm土层,细菌和放线菌的数量均依次为浅耕翻＞耙地＞播种羊草＞围栏封育＞对照;四项治理措施细菌数量依次比对照区增高了43.59％、43.59％、41.03％和33.33％;放线菌数量分别比对照区增高了34.19％、31.15％、29.74％和5.39％;而该土层真菌数最则依次为围栏封育＞播种羊草＞浅耕翻＞耙地＞对照,四项治理措施分别比对照增高了221.74％、191.30％、162.86％和161.43％.采取不同治理措施后,微生物各类群的数量增高幅度各不相同,其中0～l0cm土层细菌数量增高幅度最高,真菌次之,放线菌最低.而l0～30cm土层真菌数最增高幅度最高,细菌次之,放线菌最低.四项治理措施土壤微生物与对照均有显著性差异.     

关中地区紫花苜蓿，小麦及玉米根际土壤理化性质研究

为进一步明确关中地区基于牧草种植和传统农作物生产对土壤理化性质的影响，本试验测定了单播紫花苜蓿(A)、玉米(M)、小麦(W)及套种紫花苜蓿和玉米(AM)四年后土壤碳氮含量、稳定性同位素、微生物生物量及酶活性。结果表明：紫花苜蓿根际土壤全氮(TN)、同位素氮(δ¹⁵N)、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)及蔗糖酶(SUC)、脲酶(UR)和中性磷酸酶(NP)均显著高于小麦和玉米。此外，AM的根际土壤全碳(TC)，TN和MBC显著高于单播作物。土壤TC和TN分别与δ¹⁵N,MBC和NP等呈极显著正相关(P<0.01)，且冗余分析中土壤C,N及微生物生物量分别解释了酶活性变化的50.86%和69.81%。因此，关中地区基于豆科牧草紫花苜蓿的种植模式能够实现C,N资源的高效利用与土壤的可持续生产。本研究从土壤理化性质的角度为关中地区落实“粮改饲”等政策，实现农业资源的高效利用提供理论依据。     

典型草原恢复演替过程中土壤性状动态变化研究

为探讨典型草原恢复演替过程中土壤性状的变化规律,在内蒙古太仆寺旗典型草原选取不同围封年限,处于不同恢复演替阶段的生长季围封(4-9月围封)恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原恢复演替过程中土壤物理、化学和生物学特性的系统研究。结果表明,1)典型草原恢复演替过程中,土壤性状发生了一系列演变,与自由放牧草地相比,围封7,10,13,20年,土壤0~30 cm土层容重显著下降,＜0.05 mm的粘粉粒含量和孔隙度显著增加(P＜0.05);土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、微生物数量、微生物量碳、微生物量氮显著增加(P＜0.05),酶活性增强,以0~10 cm土层增加最为明显,表现出明显的表聚现象。2)典型草原在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致土壤结构再次恶化,土壤质量下降,草地发生二次逆行演替。因此,退化草地恢复演替过程中的合理利用问题(如合理的割草制度)有待进一步研究。     

青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量（GSP）与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关（P<0.01）;而生长季均温（GST）仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关（P<0.01）。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。     

氮磷添加对松嫩草地土壤团聚体结构及其碳含量的影响

为探讨氮磷添加对草地土壤团聚体组成及碳含量分布特征的影响,在松嫩草地开展了为期4年(2015~2018年)的养分添加实验,包括4个氮添加水平和2个磷添加水平,共计8个处理组合。于2018年8月采集土样,采用湿筛法分析土壤团聚体结构,进而测量全土和不同粒径团聚体总碳(TC)、有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量。研究结果表明:随着氮添加水平的增加,0~10cm和10~30cm土层中大粒径团聚体比例和团聚体稳定性显著提高,小粒径团聚体比例显著降低;磷添加的影响与之相反。0~10cm土层中,微团聚体占比高于淤泥+粘土团聚体。10~30cm土层中,各团聚体组成所占比例大小为:微团聚体>淤泥+粘土团聚体>大团聚体。氮磷添加显著提高了土壤全土和团聚体SOC和DOC含量。随着氮添加水平的增加,土壤全土和团聚体MBC含量显著降低;磷添加则显著提高了MBC含量。在所有处理中,淤泥+粘土团聚体的碳含量显著大于微团聚体的碳含量。土壤团聚体稳定性与SOC和DOC含量存在正相关关系,与MBC含量呈显著负相关关系。研究结果表明,连续氮磷添加可以改变草甸草原土壤结构,提高土壤固碳能力。     

青藏高原退化草甸土壤微生物量、酶化学计量学特征及其影响因素

探明草地退化过程中土壤微生物量和酶的变化趋势及其化学计量学特征,对理解草地的退化机理有重要意义。本研究以青藏高原高寒草甸4种不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化、重度退化）草甸为研究对象,分析了土壤微生物量和酶化学计量学特征及其影响因素。结果表明,随草甸退化程度的加剧,土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、全氮（Total nitrogen,TN）、速效钾（Available potassium,AK）、微生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）含量显著降低;未退化草甸β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-Glucosidase,BG）和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-N-Acetylglucosaminidase,NAG）活性显著低于轻度、中度和重度退化;重度退化草甸土壤氮/磷、MBN/MBP显著低于未退化,ln（NAG+LAP）/lnALP取值范围为0.77~0.83,高于全球均值0.44,说明退化引起了该地区的土壤氮限制;相关分析表明微生物量和酶的化学计量比受有机碳和全氮的影响显著。综上,微生物量和酶的化学计量学特征对土壤养分变化响应敏感且能反映土壤养分限制情况。     

围封对宁夏荒漠草原土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以空间序列代替时间序列,采用干筛法和湿筛法研究了围封禁牧条件下宁夏荒漠草原恢复演替过程中0~40cm土层土壤团聚体组成、破坏率及平均重量直径(MWD)等指标,以探讨围封对荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:围封有利于荒漠草原土壤团聚体的形成,随围封年限的增加,0.25mm土壤微团聚体含量总体呈下降趋势。其中,0.25mm干筛团聚体含量在0~10cm和10~20cm土层变化显著,均以围封10年的草地最低;0.25mm水稳性团聚体含量在0~10cm和20~40cm土层变化显著,其中0~10cm土层以围封7年的草地最低,20~40cm土层以围封10年的草地最低;随围封年限的增加,土壤团聚体平均重量直径呈先降低后增加的趋势,以围封10年的草地最高,团聚破坏率则以围封7年、10年的草地较低,未封育和封育3年的草地较高。从垂直分布看,随剖面深度的增加,大团聚体特别是5mm粒级团聚体含量显著增加。