不同肥力潮土的酶活计量比特征及其与微生物量的关系

【目的】研究不同肥力土壤上胞外酶活性,阐明胞外酶活性计量比特征及其影响因素,为阐明土壤生物肥力差异的机制与土壤培肥提供理论依据。【方法】选取了高、中、低肥力的潮土,分析其微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)含量以及β-1, 4-葡萄糖苷酶(β-1, 4-glucosidase,BG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosaminidase, NAG)、亮氨酸氨基肽酶(leucine aminopeptidase,LAP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)活性。采用生态化学计量学方法分析该5种酶活性在不同肥力土壤间的差异,以及酶活与土壤微生物量间的定量关系。【结果】高肥力土壤SMBC是中肥力土壤的2.6倍,低肥力土壤的5.8倍;高肥力土壤SMBN为中肥力土壤的3.1倍,低肥力土壤的5.5倍。SMBC/SMBN在不同肥力土壤间无显著差异。土壤碳氮磷转化酶活性和综合酶指数均表现为高肥力土壤中肥力土壤低肥力土壤,且土壤胞外酶活性与微生物量碳氮表现为直线正相关关系。SMBC和SMBN每增加1 mg·kg-1,(BG+CBH)和(NAG+LAP)活性分别可提高0.134和10.53 nmol·g-1·h-1。ln (BG+CBH)﹕ln (NAG+LAP)和ln (BG+CBH)﹕ln AP均小于1,表明碳源是潮土养分转化的首要限制因素。高肥力土壤上碳、氮、磷酶活比例较低肥力土壤更接近适宜值。【结论】潮土上应配施有机肥或进行秸秆还田,保证充足的碳源以解决养分有效性限制的问题,促进氮磷的养分循环转化。适宜的活性碳氮磷比例是高肥力土壤高产高效的重要机制之一。     

施肥对宁夏主要类型土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响

【目的】研究施肥对宁夏主要类型土壤碳氮磷、微生物生物量碳氮磷、胞外酶活性及其化学计量特征的影响，为农田养分调控和土壤可持续利用提供科学依据。【方法】以宁夏主要类型土壤（灌淤土、黄绵土、灰钙土）为研究对象，分析施肥（不施肥（对照）、单施化肥、化肥配施有机肥）对土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P），微生物生物量C、N、P（MBC、MBN、MBP）含量和胞外酶（β-葡糖苷酶（BG）、α-纤维素酶（CBH）、β-乙酰葡糖胺糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、碱性磷酸酶（AKP））活性的影响，并且分析了土壤碳氮磷含量与微生物生物量碳氮磷、胞外酶活性及其化学计量特征的相关性。【结果】（1）施肥和土壤类型均对土壤C、N、P含量影响极显著，而二者的交互作用仅对土壤C影响显著。土壤类型对C/P、N/P影响极显著，施肥对C/N、C/P影响显著。与对照相比，化肥配施有机肥处理显著增加了黄绵土C含量以及各类型土壤N、P含量和N/P。（2）施肥对土壤MBC、MBN、MBP含量及其化学计量比影响显著或极显著，而土壤类型仅对MBP含量及MBC/MBP影响极显著，二者交互作用对MBP含量和MBC/MBP、MBN/MBP影响极显著。3个土壤类型中，化肥配施有机肥处理对黄绵土MBC、MBN、MBP含量的增加作用最为明显，而对黄绵土MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP的降低作用最为明显。（3）施肥和土壤类型对土壤胞外酶化学计量特征有极显著影响，二者的交互作用对CBH、NAG、LAP、AKP活性有极显著影响。与对照相比，化肥配施有机肥显著降低了灰钙土LAP、NAG、AKP活性。（4）相关性分析表明，土壤有机碳与（NAG+LAP）/AKP呈显著正相关，而与（BG+CBH）/（NAG+LAP）、（BG+CBH）/AKP呈显著负相关。土壤全P与（BG+CBH）/（NAG+LAP）、（BG+CBH）/AKP呈极显著正相关，而与（NAG+LAP）/AKP呈极显著负相关。土壤C/N与MBC/MBP、MBN/MBP呈显著或极显著正相关，而与MBP呈显著负相关。【结论】化肥配施有机肥有利于增加宁夏主要类型土壤全量养分和微生物生物量，维持土壤养分平衡，但在实际应用中应考虑土壤类型的差异。     

长期有机无机肥料配施对土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

 【目的】研究长期有机无机肥料配施条件下土壤微生物学特性(土壤微生物量、土壤酶活性)与土壤质量的关系,阐明土壤微生物对土壤健康的生物指示功能。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4 提取法和化学分析法分析了长达15年不同施肥处理的农田土壤微生物量碳、微生物量氮（SMBC、SMBN）和土壤酶活性之间的差异及其调控土壤肥力的作用。【结果】长期不同施肥处理土壤中SMBC变化介于96.49～500.12 mg•kg-1之间,SMBN变化介于35.89～101.82 mg•kg-1之间;单施化肥（NPK）与不施肥的CK相比,SMBC、SMBN、微生物商（qMB）、微生物量碳/氮比（SMBC/SMBN）、脲酶（Urease）活性以及土壤有机质（SOM）、全氮（STN）、全磷（STP）含量都有所提高;化肥与猪厩肥或秸秆还田配合施用,上述土壤微生物学特性以及土壤养分状况比单施NPK处理得到进一步改善,猪厩肥增量处理（NPKM+）效果最明显。同时,在北京褐潮土石灰性土壤上（pH 8.0左右）长期施有机肥有一定降低土壤pH的效应。SMBC、SMBN、Urease活性与SOM、STN、STP含量呈极显著正相关关系;SMBC/SMBN与SOM、 STN含量呈显著正相关关系;qMB、过氧化氢酶（Catalase）活性与SOM、STN 、STP含量无显著相关关系;除过氧化氢酶外,土壤pH值与其它土壤微生物学特性指标呈极显著负相关关系。【结论】长期有机无机肥料配施可提高土壤微生物量碳氮、脲酶活性。化肥与增量猪厩肥配施对增强土壤肥力效果最好;土壤微生物学特性可以反映土壤质量的变化,并可用作评价土壤健康的生物指标。     

水分梯度下川西高寒湿地土壤酶活性变化特征

【目的】研究水分梯度下湿地土壤4种酶活性动态特征,为全球变化背景下川西高寒湿地土壤响应特征及科学管理提供理论支撑。【方法】在若尔盖湿地按水分梯度连续变化选取滞水湿地(WT)、湿地中露出水面的泥炭丘(PH)和湿地干旱化后形成的高寒草甸(DG)3类不同的水分生境进行土壤采样,采用微孔板荧光法分析了不同生境下高寒湿地土壤纤维二糖水解酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(NAG)和磷酸单酯酶(PME)等4种酶活性的特征。【结果】水分变化对高寒湿地土壤酶活性影响显著,亚层土壤(10～20 cm)酶活性均低于表层土壤(0～10 cm);在湿地干旱化过程中,不同土壤的酶活性表现出一定的差异性,表层土壤中NAG活性在湿地土壤最高,CBH、BG、PME活性均在干旱化草甸土中最高,亚层土壤NAG活性在干旱化草甸土壤最高,CBH、BG、PME活性在泥炭丘中活性最高;在WT、PH和DG表层土壤平均C/N/P比分别为2∶1∶3、3∶1∶10和2∶1∶3,在PH和DG的亚层土壤中分别为3∶0.7∶10和3∶1∶10。【结论】土壤有关C、N、P循环的酶CBH、BG、NAG和PME的活性在湿地干旱化进程中升高,土壤氮有效性退化成为湿地干旱化的显著性特征。     

施用有机肥对中国农田土壤微生物量影响的整合分析

【目的】施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。然而,在全国尺度上量化施用有机肥对农田土壤微生物生物量碳（SMBC）和氮（SMBN）含量的影响研究极其缺乏。因此,探明不同气候和土壤条件下有机肥施用后农田SMBC和SMBN的变化规律,可为不同地区合理施用有机肥、提高土壤肥力和微生物活性提供理论依据。【方法】本研究搜集1990年至2017年已发表的文献共70篇（336和222个相对独立的数据分别涉及SMBC和SMBN）,结合整合分析（Meta分析）从不同气候类型、土地利用类型和土壤pH水平3个方面定量阐述了有机肥施用相比不施肥或化肥对中国农田SMBC和SMBN含量的影响程度。【结果】与不施肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN的含量分别提高128.1%和70.2%;与施用化肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN含量分别提高57.1%和34.2%。与施用化肥比较,在亚热带季风区施用有机肥可以大幅度提高SMBC（66.7%）和SMBN含量（57.5%）,且显著高于温带大陆气候区（SMBC：26.0%;SMBN：20.9%）,而在温带季风气候区SMBC和SMBN含量则分别提高了37.0%和56.7%。不同土地利用类型下,施用有机肥比施用化肥能显著提高水田SMBC和SMBN的含量（69.1%和67.1%）,且提高幅度均高于旱地（34.7%和26.4%）和水旱轮作（50.2%和63.9%）。此外,与施用化肥比较,中性土壤（6＜pH＜8）上施用有机肥后SMBC含量提高了64.4%,显著高于pH＞8的碱性土壤和pH＜6的酸性土壤（29.4%和44.4%）;SMBN含量提高了63.7%,亦显著高于碱性和酸性土壤（分别为21.9%和45.5%）。同时,SMBC和SMBN含量分别与来自有机肥的年均碳、氮投入量呈显著正相关。【结论】施用有机肥可显著提高SMBC和SMBN的含量,但不同土地利用类型、气候类型和土壤pH下的提升幅度不同,因此,施用有机肥时应综合考虑不同地区的气候和土壤条件。     

生物质炭配施有机物料对红壤碳组分及酶生态化学计量特征的影响

【目的】分析生物质炭和有机物料施用对旱地红壤有机碳组分和酶活性的影响,探明微生物的碳氮磷元素限制特征,为提升红壤有机碳稳定性提供理论依据。【方法】采用田间试验,设置不施有机物料对照(ck)、玉米Zea mays秸秆单施、羊粪单施及其分别与生物质炭(玉米秸秆炭)配施等6个处理。试验开始2 a后测定土壤有机碳组分、土壤养分质量分数、碳氮磷循环相关碱解酶活性和氧化酶活性。【结果】与单施秸秆和羊粪相比,生物质炭与有机物料配施显著增加了土壤有机碳和碱解氮质量分数(P<0.05),提高了土壤碳氮比和碳磷比及惰性碳组分质量分数,降低了有机碳活性指数。有机物料施用显著提高了纤维二糖水解酶(CB)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PERO)活性(P<0.05);与单施羊粪相比,生物质炭与羊粪配施处理显著降低β-葡萄糖苷酶(BG)活性50.9%、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性32.1%、NAG活性45.3%、酸性磷酸酶(PHOS)活性40.0%(P<0.05)。与单施秸秆相比,生物质炭与秸秆配施降低了多酚氧化酶(PHOX)活性28.6%和PERO活性22.2%,但...     

临安区山核桃林地土壤水解酶活性空间分布特征及土壤肥力评价

  目的  探索山核桃Carya cathayensis产区土壤水解酶活性空间分布特征和土壤肥力状况。  方法  在浙江省杭州市临安区山核桃主产区选取了259个样地，测定了土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、木糖苷酶(XYL)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(PHOS)等7种水解酶活性和主要的肥力指标，并运用主成分分析、地统计分析、相关性分析、冗余分析等方法，分析了临安区山核桃林地土壤中7种水解酶活性的空间异质性、影响因素以及土壤肥力状况。  结果  AG、BG、CBH、LAP、NAG、XYL、PHOS活性的块基比C₀/(C+C₀)分别为55%、42%、56%、49%、66%、47%、78%，全局莫兰指数(I_g)均大于0。土壤中碱解氮、有效磷、速效钾、有机质位于丰富等级的样地数分别占64%、56%、23%、45%，平均pH为5.76。58.7%的样地土壤肥力低于平均水平，仅32.7%的土壤肥力为Ⅰ、Ⅱ等级，大部分土壤肥力处于Ⅲ、Ⅳ等级 。  结论  7种土壤水解酶中，AG、BG、CBH、LAP、NAG、XYL具有中等空间自相关性，它们的变异情况受人为扰动和地形结构因素的共同影响。PHOS具有较弱的空间自相关，其活性空间分布主要受人为干扰的影响。7种水解酶活性均存在空间相关性，高低聚类情况相似。在岛石镇附近出现高值聚集，在清凉峰以及河桥、龙岗、昌化交界处附近出现低值聚集的情况，有机质、pH、碱解氮是影响水解酶活性高低值聚类的关键因素。土壤肥力指标分级和综合肥力得分结果表明:大部分林地土壤养分足以支撑山核桃林正常生长，但综合肥力还有待提高。图3表5参32     

毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹（Phyllostachys edulis）入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林（麻栎林Quercus acutissima）、竹阔混交林（混交林）和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶（BG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AcP）、酚氧化物酶（POX）、过氧化物酶（PER）活性和酶计量(V_C/N、V_N/P、V_C/P),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著（P<0.05）;其土壤有机碳、NO^-₃-N和全氮含量显著下降（P<0.05）,NH⁺₄-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶（BG、NAG+LAP、AcP）活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶（POX、PER）活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_N/P显著低于混交林和麻栎林（P＜0.05）,而V_C/N、V_C/P在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO^-₃-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林（麻栎林）后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。     

长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年）,分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性,表现为βG>CBH>βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作,秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6...     

不同轮耕模式下小麦各生育时期土壤养分及酶活性变化特征

【目的】通过研究黄淮平原潮土区不同轮耕模式下小麦各生育时期土壤养分、微生物量碳氮和酶活性的动态变化,为该地区筛选适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,在2016—2019年小麦季设置5个轮耕模式：（1）连续旋耕（RT-RT-RT）;（2）深耕-旋耕-旋耕（DT-RT-RT）;（3）深耕-旋耕-条旋耕（DT-RT-SRT）;（4）深耕-条旋耕-条旋耕（DT-SRT-SRT）;（5）深耕-条旋耕-旋耕（DT-SRT-RT）。3年为一个周期,在3年周期的第3年即2019年小麦返青期（GS）、拔节期（JS）、灌浆期（FS）和成熟期（MS）采集0—40 cm土层土壤样品,测定并分析土壤碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）及脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性。【结果】整个小麦生育期所有土壤指标均随土层加深而降低。相对于RT-RT-RT,深耕基础上配合旋耕或条旋耕对20—40 cm土层速效养分的提升效果明显高于0—20 cm土层,但均显著影响两土层中土壤微生物量和酶活性。小麦主要生育时期不同处理下各土壤指标的动态变化趋势与作物的生长和需肥规律基本一致。随着小麦生育期的推进,土壤AP、AK、SMBC、SMBN和脲酶、中性磷酸酶活性均呈“增加—降低—增加”的变化趋势,其中在拔节期达到最大峰值,而蔗糖酶活性则表现为逐渐增加的趋势。在0—20 cm土层,拔节期DT-SRT-RT处理的AN、AP和AK含量显著高于RT-RT-RT处理,其值分别为91.74、27.17和139.81 mg·kg^-1。不同轮耕模式及土层深度显著影响AN及AP的含量;而小麦生育时期、不同土层和各轮耕模式等因素均能显著影响AK的含量,但各因素之间的交互作用不明显。在整个生育期,DT-RT-RT、DT-SRT-RT处理0—40 cm土层的SMBC、SMBN含量较高。而相较于RT-RT-RT处理,DT-SRT-RT处理则显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶及中性磷酸酶活性,其增长率分别为3.79%—27.69%、12.29%—36.10%和8.61%—35.91%。小麦生育时期、不同土层深度和轮耕模式等因素显著影响土壤微生物量和酶活性,但三者对微生物量氮含量以及蔗糖酶、中性磷酸酶活性的交互作用不显著。各耕作处理2019年的小麦季产量显著高于RT-RT-RT处理,其中以DT-SRT-RT处理的产量最优,为6 557 kg·hm^-2。【结论】黄淮平原不同轮耕模式中,深耕-条旋耕-旋耕提高了土壤速效养分、微生物量碳氮含量及土壤酶活性,保障了小麦产量。     

化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响

【目的】在小麦-玉米轮作模式下,探讨有机培肥时化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响。【方法】于2010-10-2011-07在陕西杨凌进行大田试验,试验共设置化肥不减量+高有机肥（NPK+HM）、化肥不减量+中有机肥（NPK+MM）、化肥不减量+低有机肥（NPK+LM）、化肥减量70%+高有机肥（30%NPK+HM）、化肥减量50%+中有机肥（50%NPK+MM）、化肥减量30%+低有机肥（70%NPK+LM）和对照（NPK）7个处理,分别于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期及成熟期采集玉米田0～20 cm土层土样,测定土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及土壤微生物量碳、氮含量,分析不同施肥处理土壤酶活性及土壤微生物量碳、氮含量的变化规律。【结果】无论在化肥减量还是不减量条件下,增施有机肥均可以明显提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性及微生物量碳、氮含量,但土壤多酚氧化酶活性却显著下降;有机培肥条件下,不同的化肥减量处理对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性以及土壤微生物量碳、氮含量的影响不同,其中化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）处理的土壤酶活性及微生物量碳、氮含量均最高,且与化肥不减量+高量有机培肥（NPK+HM）处理对土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的作用几乎一致。另外,各有机培肥处理玉米不同生育阶段的土壤呼吸强度均较对照（NPK）处理高,但差异并不明显。【结论】在小麦-玉米轮作模式下,化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）是比较合理的施肥方式,化肥适度减量在土壤培肥过程中是合理可行的。     

不同气候与施肥条件下农田土壤微生物生物量特征与容量分析

【目的】土壤微生物生物量是土壤生物肥力的重要指标,是土壤养分重要的周转库。探讨不同气候和施肥条件下土壤微生物生物量(生物量碳、氮)的特征及容量,对于深刻认识土壤微生物生物量的影响因素及提高土壤生物肥力具有重要意义。【方法】本研究从中国知网、万方和web of Science 3个文献数据库,以"土壤微生物生物量"、"中国农田"和"长期施肥"为关键词,共收集目标文献42篇,包括458组含土壤有机碳(SOC)与土壤微生物生物量碳(SMBC)和414组含土壤全氮(TN)与土壤微生物生物量氮(SMBN)的数据集,涵盖了4种气候下的2类施肥条件(施有机肥:单施或配施,+OM;不施有机肥:无肥和化肥,-OM)。土壤微生物熵(SMBC/SOC)和SMBN/TN的中值差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验(P0.05),容量分析采用界限分析方法。【结果】统计分析结果表明,不同施肥处理下,SMBC与SOC和SMBN与TN之间均存在显著线性正相关关系(P0.01),长期施用有机肥条件下,土壤微生物生物量碳、氮对土壤有机碳和全氮增加的响应系数分别为24.77和30.27,显著高于化肥或不施肥条件(分别为19.88和19.86)(P0.05)。界限分析结果显示,不同施肥措施下SMBC对SOC增加响应的最大值为33.45—36.00,SMBN对TN的最大响应系数为45.45—49.79,当前条件下SMBC和SMBN还有37.99%和49.66%的提升空间。不同气候条件下SMBC/SOC和SMBN/TN均存在显著差异(P0.05),其中,中温带半干旱半湿润区SMBC/SOC的中值最高为2.73%,其次为亚热带湿润区(2.45%)和暖温带湿润区(2.31%),中温带湿润区最低为1.48%;SMBN/TN的中值大小顺序为:暖温带湿润区(4.72%)中温带半干旱半湿润区(3.50%)亚热带湿润区(2.99%)中温带湿润区(1.80%)。不同施肥条件下SMBC/SOC和SMBN/TN的变化范围分别为0.35%—6.50%和0.50%—9.72%,但其中值并无显著差异(P0.05)。对于同一气候条件不同施肥措施而言,仅在中温带湿润区,施有机肥处理对微生物量碳(氮)占总有机碳(氮)的比例有显著影响(P0.05)。【结论】气候对土壤微生物生物量碳、氮所占比例具有显著影响,不同施肥模式虽然不能显著改变微生物生物量碳、氮的比例,但有机肥的施用对微生物生物量碳、氮的提升效果显著高于化肥或不施肥,该结果对于土壤生物肥力的调控有重要指导意义。     

基于生态酶化学计量研究小陇山不同植被类型土壤有机碳对微生物磷限制的影响

不同林地类型会改变土壤的理化特性,尤其是土壤有机碳（SOC）,但这些理化性质变化后土壤微生物的代谢限制尚不清楚。2020年,在小陇山林区测定了锐齿栎纯林和锐齿栎混交林0~10、10~20、20~30、30~40、40~60 cm土层土壤中的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)、L-亮氨酸氨基肽酶(LAP)与酸性磷酸酶(AP)。生态酶化学计量模型用于计算微生物代谢限制,通过计算载体的向量长度与角度量化土壤微生物的C、N、P限制。与锐齿栎纯林处理相比,锐齿栎混交林各土层的平均有机碳和全N含量分别提高了21.14％和17.26％。与锐齿栎纯林处理相比,锐齿栎混交林处理下BG+CBH和AP的活性分别降低了16.6％和32.6％,而NAG+LAP活性提高了10.3%。土壤养分及其计量比、pH和土壤容重影响土壤微生物C或P限制。锐齿栎纯林和锐齿栎混交林的土壤微生物P限制主要归因于土壤有机C。土壤有机C的分解是土壤有效P的关键来源。锐齿栎纯林下较高的土壤含水量和土壤容重加快了SOC的分解,从而增加了土壤P的限制。然而,由于更多凋落物的长年输入,锐齿栎混交林增加了更多的土壤有机C,并且其分解释放的有效P减轻了土壤微生物受到的P限制。因此,在山地丛林条件下,土壤容重、土壤含水量、养分计量比和有机C都会影响土壤微生物代谢,而山地丛林酸性土壤有机C含量的降低是导致微生物受到有效P限制的主要因素。     

不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应

【目的】辽春10号和辽春18号小麦是常见的两个小麦品种,但是关于这两个小麦品种在不同施氮量下对维持土壤肥力的差异性方面还未知,因此探讨土壤中活性有机库（微生物量碳氮和土壤可溶性有机碳氮）在各生育期的动态变化,以此来评价土壤活性有机库对不同施氮量的响应以及转化。【方法】以不同品种盆栽小麦为研究对象,在不同施氮量（N0:0 kg·hm^-2、N1:45 kg·hm^-2、N2:90 kg·hm^-2、N3:135 kg·hm^-2、N4:180 kg·hm^-2、N5:225 kg·hm^-2）的设定下,探究土壤活性有机库在小麦生育期内的动态变化及相互关系。【结果】小麦生育期以及氮水平对土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量有显著影响（P＜0.01）;除可溶性有机碳和有机碳外（P＞0.05）,小麦品种对土壤微生物量碳氮和可溶性有机氮均有显著影响（P＜0.01）。施用氮肥能够显著提高土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量（P＜0.05）,并且随施氮量的增加,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在N3处理达到最大,然后随施氮量的增加而降低,特别是在N5处理下,土壤可溶性有机碳氮的含量均低于不施氮肥处理（N0）;与微生物量氮和可溶性有机碳相比,施用氮肥对土壤微生物量碳和土壤可溶性有机氮含量的增幅更大;土壤微生物量碳/土壤微生物量氮在N5处理下最大（平均值分别为13.28和11.45）,而在N3处理下最低（平均值分别为7.94和7.83）。在小麦整个生育期内,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮含量均在开花期最大,其次为收获期、拔节期和分蘖期,苗期最小,总的来说,在各个时期土壤可溶性有机碳与微生物量碳以及土壤可溶性有机氮与微生物量氮之间均有着显著的正相关关系（P＜0.01）;两个不同品种小麦之间,其地上生物量均没有显著差异（P＞0.05）,但随施氮量的增加,呈先增加后降低的趋势,并且随小麦生育期而增加;而土壤有机碳和土壤全氮也在N3处理达到最大,并且随生育期而增加,在收获期达到最大。【结论】适宜氮量（N3）能够更好地协调土壤中微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在小麦生育期内的转化及维持土壤生产力。     

紧实胁迫对不同土壤类型玉米养分吸收、分配及产量的影响

【目的】明确不同土壤类型玉米植株养分累积、分配和产量对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计了土壤类型和紧实度两因素试验,研究玉米地上部养分吸收、分配和产量变化特征,及其对紧实胁迫的响应。【结果】结果表明,紧实胁迫下不同类型土壤上玉米的根干重、根长度、养分累积量和分配量以及产量均呈下降趋势,各参数变化顺序均表现为:潮土砂姜黑土黄褐土;紧实胁迫下叶片中的养分分配比例高于茎鞘,养分转移率表现为黄褐土砂姜黑土潮土。降低土壤紧实度促进了玉米根干重和根长度的增加,增加了各类土壤上玉米单株和各器官中氮、磷、钾的累积量和玉米产量,其中黄褐土和砂姜黑土增加幅度较大,潮土较小;玉米叶片和茎鞘中的氮、磷、钾转移率随紧实度的降低而下降。【结论】紧实胁迫影响不同土壤类型玉米根系生长、养分累积和吸收,生产实践中对不同土壤类型可通过降低紧实度来改善根系生长,提高玉米养分的吸收和籽粒产量。     

小麦播量与减氮对潮土微生物量碳氮及土壤酶活性的影响

【目的】以我国黄淮平原粮食主产区潮土为研究对象,通过探讨小麦-玉米轮作体系下,不同小麦播量与减量氮肥下,土壤微生物量碳、氮和酶活性的差异和变化,以了解小麦播量和氮肥对土壤微生物量的影响。【方法】试验设4个处理,分别为：（1）常规播量+常规施氮肥（CK）;（2）增播30%+常规施氮（T1）;（3）增播30%+减氮20%（T2）;（4）常规播量+减氮20%（T3）。2016—2018年3季作物收获后,采取不同土层土壤,测定有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物量碳氮（SMBC、SMBN）及其相关酶活性。【结果】总体上,3季中各处理土壤微生物量碳氮、有机碳、全氮以及3种酶活性均随土壤深度增加而下降。常规施肥处理（CK和T1）的SMBC的含量在2017年的小麦和玉米季0—20 cm土层以及2018年小麦季则0—30 cm基本表现为显著高于减氮处理（T2和T3）,其中T1处理最高为170.89 mg?kg ^-1。SMBN与SMBC表现出类似的趋势,在3季中均以常规施肥处理显著高于减氮处理,其中CK处理的SMBN在3季中0—30 cm土层均表现较高,最高为57.24 mg?kg ^-1。各处理SOC含量的差异在前两季主要集中在0—20 cm土层,而第3季则集中在10—30 cm土层;其中2017年玉米季0—20 cm土层减氮处理的SOC含量显著高于常规施肥处理,以T3处理SOC含量最高,为12.85 g?kg ^-1。2017年小麦季各处理TN含量在0—30 cm土层基本差异不显著;而在2017年玉米季和2018年小麦季的0—20 cm土层均以CK处理TN含量显著高于其他处理,最高为1.57 g?kg ^-1。各处理土壤碳氮比（C/N）在2017年小麦季没有明显规律,而在2017年玉米季和2018年小麦季的0—20 cm土层基本表现为减氮处理的C/N显著高于常规施肥处理。各处理的微生物熵（C_mic/C_org）、微生物量氮/全氮（N_mic/N_total）分别在0.5%—2.5%、2%—6%之间,微生物量碳氮比（C_mic/N_mic）在5﹕1以下。各处理C_mic/C_org除2017年小麦季10—20 cm土层,其他作物季节和土层均表现为常规施肥处理显著高于减氮处理。各处理N_mic/N_total与C_mic/C_org类似,除2017年玉米季的10—20 cm和2018年小麦季处理间N_mic/N_total基本差异不显著,其他季节和土层则表现为常规施肥处理显著高于减氮处理。2017年T1处理的C_mic/N_mic在0—20 cm土层均显著高于其他处理;而在后两季的0—10 cm处理间C_mic/N_mic均差异不显著。土壤脲酶活性在2018年小麦季显示增播处理显著高于常播处理。各处理蔗糖酶活性在玉米季明显高于小麦季,其中在2017年玉米季10—30 cm土层的减氮处理高于常规施肥处理。减氮处理的土壤中性磷酸酶活性在2017年小麦季0—30 cm土层均显著高于常规施肥处理。减氮处理2018年小麦季产量显著高于常规施肥处理,同时提高了地上部氮素积累量,最高达到了322.30 kg?hm ^-2。 【结论】在黄淮平原小麦-玉米轮作区,在供试条件下,减氮处理降低了土壤微生物量和全氮含量,但提高了土壤酶活性和地上部氮素积累量,能增加或维持小麦产量,其中小麦常规播量下减氮20%处理综合效果较好。     

不同土壤类型冬小麦-夏玉米轮作施肥效应

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作在不同类型土壤上的养分吸收特点及施肥增产效应,为因土施肥和资源高效利用提供依据。【方法】采用池栽试验,选用4种土壤(中壤潮土、砂壤潮土、砂姜黑土、黄褐土),设置3个施肥水平(不施肥、中量施肥、高量施肥),研究不同土壤的养分供应特点和施肥增产效应及肥料利用效率。【结果】在不施肥条件下,冬小麦、夏玉米的植株氮素、磷素、钾素积累量和产量在4种土壤上均表现为:中壤潮土砂姜黑土黄褐土砂壤潮土,表明不同土壤的养分供应能力和基础生产力差别较大。施肥显著增加了冬小麦、夏玉米植株的养分积累量和产量,周年植株氮素积累量增加37.7%—98.7%,磷素积累量增加23.6%—75.3%,钾素积累量增加29.3%—76.1%,周年作物增产26.5%—64.4%。冬小麦、夏玉米植株氮素、磷素、钾素积累的增加量和增产效果均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,整体表现出基础生产力较高的土壤,养分供应能力较强,施肥增产效应较小。冬小麦、夏玉米的肥料农学效率均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,即基础生产力较低的土壤,肥料的利用效率更高。高量施肥使砂壤潮土和黄褐土上冬小麦、夏玉米的植株养分积累量及产量显著增加,中壤潮土和砂姜黑土增加不显著。【结论】不同类型土壤的基础生产力不同,较高基础生产力的土壤养分供应能力较强,施肥增产效应较小,肥料利用效率较低;较低基础生产力土壤表达趋势相反。肥力较高的中壤潮土和砂姜黑土,应提高土壤养分的利用,降低肥料的施用量;肥力较低的砂壤潮土和黄褐土,应注意培肥地力,不断提高土壤的生产力。     

长期施肥对黄泥田碳和氮及氮素利用的影响

 【目的】研究长期施肥下南方黄泥田碳和氮的变异规律及其与硝态氮累积的关系,阐明影响硝态氮累积的主要因素。【方法】以25年定位试验为平台,通过室内分析和统计分析,研究不施肥、施化肥和有机无机肥配施处理条件下黄泥田有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物量碳、微生物量氮和氮素利用率的变化及与硝态氮累积的相关关系。【结果】（1）双季稻区,在提高土壤SOC、TN、碱解氮、微生物量碳和微生物量氮含量方面,有机无机肥配施明显优于单施无机肥,并以配施高量（70%）或低量有机肥（30%）效果最佳。（2）在等养分量条件下,与施无机肥处理相比,配施高量或低量有机肥处理在土壤硝态氮含量和累积量均有显著增加,有机无机肥等比例配施处理的硝态氮含量和累积量有大幅减少,与不施肥处理基本相当。【结论】提高土壤质量以配施高量有机肥效果最好,降低土壤中硝态氮累积量以等比例配施有机无机肥效果最佳。因此,从提高土壤质量和保护生态环境方面考虑,该区域有机无机肥配施应注意配施比例。影响硝态氮累积的因素主要有土壤有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮,其中最直接的影响因素是土壤微生物量碳。     

添加有机物料后红壤CO2释放特征与微生物生物量动态

 【目的】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料（猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆）,培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为：小麦秸秆（1.51 g•kg-1）＞玉米秸秆（1.38 g•kg-1）＞猪粪（0.89 g•kg-1）＞鸡粪（0.78 g•kg-1）＞牛粪（0.50 g•kg-1）。添加几种有机物料后红壤CO2释放量存在显著差异,秸秆类有机物料分解释放CO2量相当于动物有机肥的2倍以上,其中小麦秸秆最高,牛粪最低,且有机物料分解释放CO2量与SMBC、SMBN、土壤可溶性有机碳（WSOC）和有机物料C/N呈显著相关。【结论】等碳量的有机物料施入红壤后能显著提高土壤CO2的释放速率和释放量,且土壤CO2释放量与土壤微生物量、可溶性碳和有机物料的C/N紧密相关。添加有机物料处理,土壤微生物生物量和碳源、氮源的有效性较高,有利于土壤养分的转化和释放。