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。     

翻压不同绿肥品种对植烟土壤肥力及酶活性的影响

为了明确不同绿肥品种与土壤肥力及酶活性的关系,通过田间试验及简单相关分析、典型相关分析和主成分分析,研究种植翻压不同品种绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明,不同品种绿肥种植翻压均可显著改善土壤的物理性状,提高土壤养分含量和土壤酶活性,在效应上具有相似的特点,主要影响土壤脲酶、过氧化氢酶与酸性磷酸酶活性及碱解氮和有效磷的含量,主要差异是土壤体积质量、孔隙度、pH、有机质、全氮、速效钾、过氧化氢酶的变化;脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种土壤酶不仅两两之间均呈极显著正相关,而且与土壤肥力指标均呈极显著相关;土壤肥力与土壤酶活性存在极显著的典型相关关系;此结果对当前的烤烟生产和土壤改良具有较大的意义。     

不同年龄时期石榴园土壤养分、微生物量及酶活性

  目的  明确不同年龄时期石榴园土壤养分、土壤微生物量、土壤酶活性状况,为不同年龄时期的石榴园土壤管理提供参考依据。  方法  采集陕西石榴主产区处于生长期、结果初期和盛果期三个年龄时期的石榴园土样,测定土壤养分、土壤微生物量以及土壤酶活性,并分析它们之间的相关性。  结果  ① 陕西石榴主产区土壤中碱解氮的含量在结果初期和盛果期显著高于生长期,但整体含量均较低;速效磷和速效钾含量随石榴树年龄增加显著递增,且速效磷的含量在各年龄时期均较高,而速效钾的含量仅在生长期偏低。② 微生物数量随石榴树年龄增加逐渐增多,且细菌数量显著递增,而真菌数量和放线菌数量在结果初期和盛果期均显著高于生长期,但在结果初期和盛果期之间无显著性差异。③ 土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随石榴树年龄显著递增,而过氧化氢酶活性则显著递减。④相关性分析结果表明,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性与土壤中的细菌和真菌数量正相关,而过氧化氢酶活性则与土壤中的细菌和真菌数量负相关;仅蔗糖酶与放线菌数量显著相关;这四种酶活性均与碱解氮、速效磷以及速效钾含量显著相关;真菌及放线菌数量均与碱解氮、速效磷和速效钾显著相关,而细菌数量与速效磷和速效钾极显著相关,但与碱解氮没有显著相关性。  结论  不同年龄时期的石榴园土壤养分、土壤微生物数量及土壤酶活性具有一定的差异,而且土壤微生物数量及土壤酶活性均与土壤养分密切相关。     

长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用

为探讨长期施肥条件下土壤酶活性及其与土壤肥力的关系,对褐潮土肥料定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,NPK与有机肥长期配合施用能明显提高土壤有机质含量,全氮、全磷及速效氮、磷、钾含量,增强土壤转化酶、磷酸酶和脲酶的活性。玉米秸秆有利于提高土壤转化酶活性,而有机肥则主要提高土壤脲酶和磷酸酶活性;采用轮作方式比连作能更好地培肥土壤。土壤酶活性与土壤肥力之间具有很好的相关性,其中,磷酸酶、脲酶、转化酶活性与有机质、全磷、速效磷含量呈显著正相关;磷酸酶与碱解氮、速效钾,脲酶与速效钾,转化酶与碱解氮均呈显著相关。长期施肥不能增强土壤中过氧化氢酶活性,过氧化氢酶与土壤养分之间无明显相关。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段土壤酶活性特征研究

本文以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡阶段（Grassplot, GT）、 灌草阶段（Frutex and grassplot,FG）、 灌丛阶段（Frutex, FX）和乔灌阶段（Arbor and frutex, AF）,通过调查取样和实验分析,对不同植被恢复阶段的土壤酶、 养分与微生物及其相关性进行了研究。结果表明, 1）随着恢复阶段的演替,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶的活性显著增加,在每个恢复阶段,脲酶、 多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性随着土层的加深而逐渐减弱,脲酶与多酚氧化酶、 蔗糖酶与过氧化氢酶活性呈显著正相关关系,蔗糖酶与脲酶和多酚氧化酶呈极显著正相关。 2）随着恢复阶段的演替,土壤养分的时空变化与土壤酶活性的变化趋势基本一致,土壤有机碳、 全氮与碱解氮含量呈上升趋势,土壤pH随植被恢复和演替而降低,随土壤深度的增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反;脲酶与有机碳、 全氮、 碱解氮呈极显著正相关,与pH呈显著负相关,多酚氧化酶与有机碳、 碱解氮呈极显著正相关,与全氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关,与pH呈显著负相关,蔗糖酶活性与有机碳、 全氮、 碱解氮、 速效磷、 速效钾呈显著正相关。 3）不同恢复阶段土壤细菌数量最多,真菌数量和放线菌数量与细菌数量的变化趋势各不相同;细菌平均数量为AF＞FX＞FG＞GT,真菌数量为 FG＞GT＞FX＞AF,放线菌数量为 GT＞FX＞FG＞AF。4）主成分分析揭示脲酶与多酚氧化酶可作为衡阳紫色土丘陵坡地土壤质量评价的指标。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

岩质边坡人工土壤酶活性与土壤营养元素关系研究

以浙江省舟山市人工修复的边坡为研究对象,采用简单相关分析、回归分析和典型相关分析等统计方法对人工土壤营养元素和酶活性的关系进行了研究。结果表明:1简单相关分析中,脲酶活性与全氮、全磷及速效钾含量呈显著正相关,与速效氮含量呈显著负相关;蔗糖酶活性与全氮、全钾和速效钾含量呈显著或极显著正相关;蛋白酶活性与全磷含量呈正相关;酸性磷酸酶活性与全磷、有效磷和全钾含量呈极显著或显著负相关,与速效氮含量呈显著正相关。2回归分析中,土壤酶活性与营养元素建立的方程显著性均为强或极强,全氮、全钾、有效磷和速效钾含量对土壤酶活性的正向影响较大。3典型相关分析中,蔗糖酶活性与全氮含量关系最密切,蛋白酶和酸性磷酸酶活性与有机质、速效氮和全磷含量关系最密切。3种分析结果表明,人工土壤中全氮、全钾、有效磷和速效钾含量与土壤酶活性关系最密切。     

伊犁河谷不同造林模式土壤养分与酶活性的关系

[目的]研究伊犁河谷5种典型造林模式下土壤养分和酶活性空间特征,为伊犁河谷地区造林树种的搭配和布局提供依据。[方法]通过采样和室内测试分析,对0—20和20—40cm土壤的化学性质及酶活性等指标进行分析测定,并对其相关性进行研究。[结果]0—20的土层土壤酶活性更强,养分含量也更高;各模式土壤养分含量差异显著,榆树防护林土壤碱解氮和有效磷含量最高,全钾和有效钾处于较高水平,林草间作用材林土壤全氮、全磷和有机质含量最高,碱解氮也处于较高水平;土壤酶活性与土壤养分有一定的相关,其中脲酶与全磷、碱解氮、速效磷和有机质显著正相关,过氧化氢酶与全钾和速效钾呈显著正相关,与全氮、全磷、碱解氮和有机质呈显著负相关。[结论]土壤酶活性与土壤养分间关系紧密,并可较好表征土壤肥力水平,可广泛应用于森林土壤的肥力水平评价。     

保护性耕作对旱作农田耕层土壤肥力及酶活性的影响

通过田间定位试验,研究了不同耕作方式对黄土高原西部旱农区耕层土壤肥力和酶活性的影响。结果表明,秸秆还田可以显著提高 0—5和5—10 cm土层有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、速效磷、速效钾和3种水解酶活性; 10—30 cm 土层仅提高了有机质、全钾和速效钾含量,对其余各养分含量和水解酶活性并无明显影响。免耕降低了0—5、5—10和10—30 cm土层硝态氮含量,但对过氧化氢酶活性有明显促进作用。相关分析表明,土壤有机质、养分和碱性磷酸酶、蔗糖酶活性之间呈极显著相关关系。进一步应用主成分分析表明,土壤有机质、养分和水解酶活性共同反映着黄土高原雨养农区土壤肥力水平的高低。     

陕北黄土高原植被恢复区土壤酶活性研究

为了解陕北黄土高原不同植被恢复类型对土壤酶活性的影响,采用完全随机区组设计田间试验的方法,以陕北黄土高原恢复19年的杏树林、沙棘林、刺槐林和草地为研究对象,以农田土壤为对照,研究不同植被恢复类型、土层和季节对土壤蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性的影响,并对酶活性与土壤理化性质关系进行了相关分析。结果表明:土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性差异在不同人工林草地间均达到显著水平。杏树林蔗糖酶活性最高(71.15 mg g-124 h-1),沙棘林脲酶活性最高(52.29mg g-124 h-1),刺槐林过氧化氢酶活性最高(3.33 ml g-1h-1)。随着土层加深,人工林草地土壤蔗糖酶和脲酶活性均显著降低。过氧化氢酶活性则表现为0～10 cm最低,10～20 cm土壤过氧化氢酶活性最高。蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性表现出显著的季节性差异,蔗糖酶和过氧化氢酶活性夏季最高,脲酶冬季最高。土壤有机质、碱解氮和速效钾是影响酶活性的主要因素,其他各因子的影响相对较弱;蔗糖酶、脲酶与有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等呈正相关关系,过氧化氢酶与有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等呈负相关关系。土壤酶活性是表征植被恢复区土壤生物特性的重要指标之一。     

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄基地土壤酶活性

调查了宁夏御马酿酒葡萄基地不同栽培年限下土壤的蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的活性,并与土壤的基本理化性质进行了回归分析。结果表明,供试土壤为强碱性反应,耕作施肥对土壤pH和全盐含量影响不显著;土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷、阳离子代换量大都处于最低的六级水平,但肥力随耕种年限的延长显著增加;随栽培年限的延长,表层土壤磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性显著增加;蔗糖酶、脲酶活性随剖面深度的加深而显著减小;表土过氧化氢酶活性随栽培年限的延长而显著下降,但不同土地利用下表层以下各层次土壤过氧化氢酶活性总体上高于表层,且差异显著。磷酸酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;四种酶之间,磷酸酶与脲酶之间存在极显著相关关系,脲酶与蔗糖酶之间存在极显著相关关系。由此表明,磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性的大小可以代表宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄栽培区土壤肥力的高低。     

Effect of biochar application rate on soil physical and hydraulic properties of a sandy loam

Biochar is used as a soil amendment for improving soil quality and enhancing carbon sequestration. In this study, a loamy sand soil was amended at different rates (0%, 25%, 50%, 75%, and 100% v/v) of biochar, and its physical and hydraulic properties were analyzed, including particle density, bulk density, porosity, infiltration, saturated hydraulic conductivity, and volumetric water content. The wilting rate of tomato (Solanum lycopersicum) grown in soil amended with various levels of biochar was evaluated on a scale of 0–10. Statistical analyses were conducted using linear regression. The results showed that bulk density decreased linearly (R² = 0.997) from 1.325 to 0.363 g cm^?3 while the particle density decreased (R² = 0.915) from 2.65 to 1.60 g cm^?3 with increased biochar amendment, with porosity increasing (R² = 0.994) from 0.500 to 0.773 cm³ cm^?3. The mean volumetric water content ranged from 3.90 to 14.00 cm³ cm^?3, while the wilting rate of tomato ranged from 4.67 to 9.50, respectively, for the non-amended soil and 100% biochar-amended soil. These results strongly suggest positive improvement of soil physical and hydraulic properties following addition of biochar amendment.     

Role of Soil Organic Matter in Maintaining Sustainability of Cropping Systems

Soil organic matter (SOM) has long been recognized as an important indicator of soil productivity. The SOM refers to the organic fraction of the soil exclusive of undecayed plant and animal residues. It plays a crucial role in maintaining sustainability of cropping systems by improving soil physical (texture, structure, bulk density, and water-holding capacity), chemical (nutrient availability, cation exchange capacity, reduced aluminum toxicity, and allelopathy), and biological (nitrogen mineralization bacteria, dinitrogen fixation, mycorrhizae fungi, and microbial biomass) properties. The preservation of SOM is crucial to ensure long-term sustainability of agricultural ecosystems. Improvement/preservation of soil organic matter can be achieved by adopting appropriate soil and crop management practices. These practices include conservation tillage, crop rotation, use of organic manures, increasing cropping intensity, use of adequate rate of chemical fertilizers, incorporation of crop residues, liming acidic soils, and keeping land under pasture. Organic matter can adsorb heavy metals in the soils, which reduce toxicity of these metals to plants and reduce their escape to ground water. Similarly, SOM also adsorbs herbicides, which may inhibit contamination of surface and ground water. Furthermore, SOM also functions as a sink to organic carbon and mitigates carbon dioxide (CO₂) gas escape to the environment. Globally, soil organic matter contains about three times as much carbon as found in the world's vegetation. Hence, organic matter plays a critical role in the global carbon balance that is thought to be the major factor affecting global warming. Overall, adequate amounts of soil organic matter maintain soil quality, preserve sustainability of cropping systems, and reduce environmental pollution.     

添加矿化垃圾腐殖土对绿化土壤物理特性的影响

矿化垃圾腐殖土作为绿化基质使用可以增加土壤中有机质及养分质量分数,但同时可能会对土壤物理及水分特性造成影响。运用土壤物理及水动力学方法,通过不同矿化垃圾质量添加比(0%、25%、50%、75%)进行田间、室内对比试验,比较不同配比对土壤物理性质和水分特性的影响。结果表明:1)添加矿化垃圾腐殖土质量比为25%时,土壤物理性质(密度、孔隙度等)和水分特性均无明显变化,仅土壤砂粒体积分数增加;添加比为50%时,土壤密度、毛管孔隙度和饱和含水率均无显著变化,但土壤总孔隙度明显降低,土壤砂粒体积分数及饱和导水率显著升高;添加比为75%时,土壤物理性质和水分特性均影响显著,其中土壤砂粒体积分数升高约217%,土壤饱和含水量降低11%,毛管含水量降低26%,土壤饱和导水率增加约93%,土壤有效水含量减少24.9%;2)Gardner模型能较好地拟合不同处理土壤水分特征曲线;3)添加矿化垃圾腐殖土在作为绿化基质使用过程中,质量添加比为25%~50%较适宜。     

土壤调节剂对土壤物理性质的改善

Effects of non-ionic polyacrylamide(PAM),anionic polyacrylamide(PHP),cationic polyacrylamide(PCAM),non-ionic polyvinylalcohol(PVA),anionic hydrolyzed polyacrylonitrile(HPAN)and polyethleneoxide(PEO)on the physical properties of three different soil stpes were studied.content of water-stable aggregates larger than 0.25mm increased to varying extents for different soils and soil conditioners,Among the six kinds of condiftioners,non-ionic polyacrylamide(PAM) was the most effective for red soil while polyethyleneoxide(PEO)the least effective for Chao soil,red soil and yellow-brown soil.Water-stable aggregates with the molecular weight of PEO within a certain range.Only evaporation rate of Chao soil decreased after aplication of PAM and HPAN to Chao soil and red soil.     

乡土树种改造豆科人工纯林对植物群落和土壤微生物学和化学属性的影响

在退化的人工林中种植乡土树种是将退化人工林恢复为多样性更高的植物群落的有效措施之一,但是此类林分改造对土壤属性的影响研究较少。以南亚热带退化的豆科树种人工林以及在退化的豆科树种人工林中种植乡土树种10 a后的混交人工林为研究对象,比较两者植物群落结构、土壤微生物学属性和化学属性的差异,旨在为该区域退化人工林改造提供依据。结果表明,种植乡土树种后的林分具有较高的植物多样性。与未种植乡土树种的马占相思（Acacia mangium;AM）林相比,种植乡土树种后的马占相思林（NM）土壤微生物量碳（MBC）、基础呼吸（BR）、呼吸熵（q_CO2）、土壤有机碳（TOC）和可溶性有机碳（DOC）显著下降;与未种植乡土树种的大叶相思（Acacia auriculiformis;AA）林相比,种植乡土树种的大叶相思林（NA）的土壤微生物学属性和化学属性无明显变化。种植乡土树种后,马占相思林和大叶相思林全氮（TN）和全磷（TP）无明显变化,但铵态氮和硝态氮均下降。这些结果表明,在退化的人工林中种植乡土树种对土壤微生物学和化学属性的影响取决于人工林类型,这一措施对土壤属性的影响仍需长期监测。     

Applications of S‐theory in the study of soil physical degradation and its consequences

The S‐theory for soil physical quality is introduced. It is shown how values of S can be determined from the water retention characteristic curve. It is also explained how, when experimental data are not available, pedotransfer functions can be used to obtain estimates of S. Although S was first introduced as an index of soil physical quality, it is being increasingly found that it is a useful numerical quantity that can be used in equations for prediction of a range of soil physical properties. Its use is illustrated with examples for hydraulic conductivity, friability, tillage, compaction, penetrometer resistance, plant‐available water, root growth and readily dispersible clay. The main merit of S derives from the fact that given values of S have the same meaning and consequences in different soils. It is described how S can be used to identify areas of land where physical degradation or amelioration are taking place, and to evaluate management practices that will give sustainable land use. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

重庆缙云山典型林分土壤结构分形特征

 为了解长江三峡库区森林土壤的物理性质,运用分形原理,研究重庆缙云山4种典型林分林地土壤分形特征,建立土壤结构分维与土壤性质预测模型,运用弹性分析与边际分析,探讨土壤结构分形变化与土壤性质变化的关系。研究表明:土壤机械组成分维、微团聚体组成分维和孔隙组成分维可作为评价土壤结构的指标。不同林分林地土壤颗粒机械组成分维值为2.7～2.9,土壤微团聚体组成分维为2.5～2.8,土壤孔隙组成分维为2.3～2.8。从质地、微团聚体组成和孔隙组成来看,常绿阔叶灌丛土壤结构要明显优于其他林地土壤,而楠竹林最差。不同林分及农地土壤的微团聚体组成、机械颗粒组成和孔隙组成分维与土壤性质存在较明显相关关系,相关系数都在0.5以上。由弹性系数和边际量可以看出,机械分维的影响要大于微团聚体分维和孔隙组分维。这对进一步探讨分形学在土壤结构与土壤性质的应用方面有重要的意义。     

不同种植年限苜蓿地土壤理化特性研究

通过比较不同种植年限苜蓿地土壤理化性质,分析了不同种植年限苜蓿地土壤质量的变化,并分析了各苜蓿地土壤理化性质在耕层垂直分布上的变化。结果表明,苜蓿种植时间的长短对土壤理化性质影响程度不同,总体表现是苜蓿种植时间越长,对土壤理化性质影响越大。不同种植年限苜蓿地有机质和全量养分在耕层垂直分布均无差异,而速效养分和容重等特性随苜蓿种植时间的增长,层次之间的差距愈明显     

Effect of Three Different Qualities of Biochar on Selected Soil Properties

An incubation study was conducted to determine how biochar interacts with a nitrogen fertilizer and how it reacts in the soil as well as to measure the effect of different biochars on soil chemical properties. Two Iowa soils, Nicollet surface soil (fine-loamy, mixed, superactive, mesic Aquic Hapludoll) and Storden subsoil (fine-loamy, mixed, superactive, mesic Eutrudept), were mixed with three different qualities of biochar and a nitrogen fertilizer (urea). The biochar was created from corn stover that was pyrolized with three different amounts of atmospheric air: 0% (biochar 1), 10% (biochar 2), and 25% (biochar 3). Soil tests for pH, total nitrogen (N), extractable phosphorus (P), extractable potassium (K), ammonium N, nitrate N, organic matter, and total carbon (C) were performed. The different biochars significantly affected the total N, total organic C, and pH in both soils at all rates of urea applied. The conditions during pyrolysis influenced how the biochar/fertilizer reacted with the soil.