六种稻田土壤冬季种植黑麦草功能效应研究

选取我国亚热带地区6种主要成土母质发育的水稻土,通过定位试验研究了黑麦草产量、碳氮环境效应和土壤微生物量变化。结果表明,6种稻田土壤冬季均适合生长黑麦草,黑麦草地上部和根系干物质产量,在河沙泥田表现最好,分别为11 324.8 kg hm^-2和8 227.3 kg hm^-2。6种稻田土壤黑麦草地上部和根系碳蓄积量均存在显著差异(P＜0.05),地上部分碳蓄积量在河沙泥田最高,为4 495.3 kg hm^-2;根系碳蓄积量在河沙泥田和麻沙泥田表现最好,分别为2 799.6 kg hm^-2和2 711.8 kg hm^-2;黄泥田最低,为1 852.9 kg hm^-2。而黑麦草氮蓄积量,在河沙泥田最高,地上氮蓄积量为238.1 kg hm^-2,地下氮蓄积量为60.1 kg hm^-2。6种稻田土壤微生物量碳和土壤微生物量氮,在种草区和冬闲田间差异均达到了显著水平(P＜0.05),除灰泥田外种草区均大于冬闲田,冬季种植黑麦草增加了土壤微生物商。     

不同恢复时期马尾松次生林土壤养分与微生物的演变

为了探讨牯牛降国家级自然保护区不同恢复时期（10年、20~30年、50年以上）马尾松次生林下土壤养分、微生物特征及其相互关系,采用稀释平板法和常规化学分析法进行测定。结果表明：（1）不同恢复时期马尾松次生林土壤铵态氮含量无显著差异(P＞0.05),土壤有机碳、全氮、有效磷和硝态氮含量主要集中在0~20 cm土层内差异显著(P＜0.05),但含量峰值点分布有所不同。（2）不同恢复时期马尾松次生林土壤微生物的总数量为：恢复50年以上＞20~30年＞10年,均呈显著差异(P＜0.05)。细菌是土壤微生物的主要类群,数量最多,为20.11×10⁴~521.11×10⁴ cfu/g,占全部微生物比例的50.25%~89.43%;放线菌次之,真菌数量最少。（3）恢复50年以上马尾松次生林土壤微生物量碳、氮、磷含量均显著高于其他恢复时期的(P＜0.05)。（4）相关分析表明,不同恢复时期马尾松次生林土壤微生物量碳、氮与土壤全氮、有效磷呈显著或极显著正相关,说明土壤全氮和有效磷是影响土壤微生物量的重要因素。     

不同冬季覆盖作物轮作对农田土壤碳氮影响

风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm² (N2)、270 kg/hm² (N1)、0 kg/hm² (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。     

不同种植年限桃树根区土壤肥力变异特征

果树根际土壤肥力是果树生长的基础,本研究通过对种植年限为5、10、15、20年桃树根区土壤理化和生物学性状变化进行分析,以期揭示不同种植年限桃园根际土壤肥力的变异特征,探明影响桃树产量和品质主要土壤肥力因子,为不同种植年限桃树生产管理提供理论依据。结果表明：随着种植年限的增加,土壤粘粒、粉粒含量增加,但土壤质地未改变;土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量呈增加趋势;土壤脲酶、过氧化氢酶活性以种植年限15年达到最大值;土壤真菌和细菌数量随种植年限增加呈减少趋势;土壤微生物量氮含量逐年降低。土壤肥力因子之间存在一定相关性,不同土壤肥力因子间的交互关系影响桃园土壤肥力变化,其中土壤有机质、微生物量碳以及土壤酶活性是影响土壤肥力的主要因素。桃树产量以种植年限15年最大,种植年限超过15年桃品质下降,土壤肥力因子中土壤速效钾、有机质、微生物量碳含量及脲酶活性是影响桃产量和品质（可溶性固形物）的主要因素。     

长期施肥对不同有机质含量农田黑土活性有机氮组分的影响

为了阐明长期施肥后不同有机质含量农田黑土活性有机氮组分的变化,探讨农田黑土肥力演变对施肥的响应机制,本研究利用黑土生产力长期定位试验,以5 个不同有机质(SOM)含量11%（北安）、6%（嫩江）、5%（海伦）、3%（德惠）、1.7%（梨树）农田黑土为研究对象,对比研究了连续施用8 年化肥后对土壤全氮及土壤活性氮库不同组分颗粒有机氮(POM-N)、微生物量氮(SMBN)、可溶性有机氮(DON)及轻组有机氮(LFOM-N)的影响。结果表明：与无肥处理相比,长期施用化肥可提高土壤全氮、POM-N、SMBN、LFOM-N的含量(P＜0.05),对DON的影响不显著。土壤全氮、POM-N、LFOM-N、SMBN含量随土壤有机质含量的降低而降低。在土壤活性有机氮的组分中,颗粒有机氮的贡献率最大。长期施肥对不同有机质含量的农田黑土活性有机氮之间的相关性无影响。     

湖南省几种母质类型水稻土土壤肥力特征

水稻土是亚热带红壤丘陵区最重要的粮食生产基地,有机质和土壤氮、磷、钾含量等常作为水稻土肥力水平的重要评价指标,可有效的表征土壤的基本肥力状况和供肥强度。选取长沙市郊5种母质类型的水稻土,按土壤发生层的分层取样,研究土壤有机质及氮、磷、钾等养分肥力指标在土壤剖面中的分布特点,探讨亚热带不同母质类型水稻土的供肥特性。结果表明,不同母质类型水稻土剖面各层次有机质含量之间存在显著性差异(P<0.05),耕作层(A)、渗育层(P)显著高于母质层(C)。土壤全氮、碱解氮、速效磷、有效钾含量随土壤深度的增加而减少。不同稻田土壤层次间供肥强度各不相同,碱解氮供应强度介于5.55~7.26之间,有效磷介于1.04~6.31之间,速效钾介于0.45~2.41之间,麻沙泥田的W2层、黄泥田Ⅱ的C层、红黄泥的We层供氮强度明显高于其他层次,河沙泥田、黄泥田Ⅰ则是随深度增加强度减弱。供钾强度和供磷强度在稻田土壤剖面中变化趋势相似,A层相对较强,P层和W层较弱。不同母质稻田土壤整体供肥强度差异明显,黄泥田Ⅱ和红黄泥田供肥强度较高,其次分别是黄泥田Ⅰ、河沙泥田、麻沙泥田。土壤有机质与土壤氮磷的表聚系数存在显著相关,综合供肥强度及表聚性系数,黄泥田Ⅱ的土壤肥力相对较高,红黄泥田、黄泥田Ⅰ的土壤肥力水平次之,河沙泥田和麻沙泥田最低,这与利用第二次全国土壤普查地力分级标准得到的结果一致。     

农牧交错带人工草地及农作物下土壤酶活性特征

土壤酶直接影响着人工草地生态系统的物质循环和能量流动,是评价土壤质量的生物活性指标。在农牧交错带紫花苜蓿人工草地和农田内采集土壤样品,通过测定土壤有机质、pH、营养元素（N、K、Ca、Mg等）有效态含量及4种土壤酶（土壤脲酶、碱式磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶）的活性,分析了紫花苜蓿人工草地和农作物下土壤理化因子对土壤酶活性的影响。研究结果表明：（1）在紫花苜蓿人工草地中,土壤脲酶和碱式磷酸酶活性变化趋势一致,随种植年限的延长显著减少,且品种间差异显著(P＜0.05),平均酶活性表现为3年龄＞6年龄＞10年龄草地。过氧化氢酶活性随种植年限的延长而逐渐增强,品种间差异显著(P＜0.05);（2）不同类型农田中,土壤酶活性亦存在差别,玉米地土壤脲酶和碱式磷酸酶活性仅为马铃薯地的24%和70%;（3）比较人工草地与农田土壤酶活性,认为3种土壤酶（土壤脲酶、碱式磷酸酶和过氧化氢酶）的活性大小基本表现为马铃薯地＞3年龄巨人草地＞玉米地≥3年龄雷达克之星草地＞6年龄雷达克之星草地＞6年龄巨人草地＞10年龄雷达克之星草地≥10年龄巨人草地;（4）相关性分析表明,土壤脲酶、过氧化氢酶和碱式磷酸酶3种酶之间呈显著负相关。蔗糖酶活性与pH达到极显著正相关,脲酶和碱式磷酸酶与pH成显著负相关,速效氮和全氮呈极显著负相关,过氧化氢酶则与有机质、速效氮、全氮和水溶性镁呈显著正相关。     

长期不同施肥对农田土壤养分与微生物群落结构的影响

为了阐明长期不同施肥对土壤养分与微生物群落的影响及影响机理,以杭嘉湖平原典型稻麦轮作区长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)分析方法,研究了施用化肥(NPK)、秸秆(Straw)、栏肥(Manure)、化肥与秸秆配施(S+NPK)、化肥与栏肥配施(M+NPK)5种不同施肥方式对土壤主要养分指标与微生物量及微生物群落结构的影响,试验以不施肥处理为对照。结果表明,所有施肥处理均提高了土壤有机碳,其中秸秆与化肥配施、栏肥无论是单独施用还是与化肥配施所提高的有机碳含量均达到显著水平;施用化肥、有机肥、秸秆+化肥及有机肥+化肥均可在一定程度增加土壤氮、磷、钾养分。施用秸秆和栏肥显著提高了土壤中总PLFA、细菌、真菌、放线菌等含量以及微生物群落Shannon指数(P＜0.05),但施用化肥可引起土壤微生物量和多样性指数的下降。相关分析结果表明,土壤微生物PLFA含量及Shannon指数与土壤碳氮比呈显著正相关(P＜0.05)。典范对应分析结果表明,土壤有机碳含量(F=2.18,P=0.027)是影响微生物群落结构的主要环境因子。可得出结论,长期秸秆还田或施用栏肥可显著提高土壤微生物量并改变其群落结构,土壤有机碳含量及碳氮比对于土壤质量和肥力的提高具有至关重要的作用。     

不同利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化

采用熏蒸-提取法研究了耕地、园地、林地三种利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化。研究结果表明：（1）不同利用方式下棕壤微生物量碳、氮的变化趋势均为<10μm微团聚体>原土>10~50μm微团聚体>50~250μm微团聚体,且经方差分析可知,除原土与10~50μm微团聚体中微生物量氮含量差异不显著外,均达到显著或极显著水平。不同利用方式之间微生物量碳、氮含量为林地>园地>耕地,土地利用方式对微生物量碳、氮含量有极显著的影响。（2）微生物量碳/有机碳、微生物量氮/全氮的比值表现为原土及<10μm、10~50μm微团聚体中均为林地最低,不同利用方式下土壤有机质输入的质的差别造成了这一结果。     

麦秸直接还田对作物产量及培肥土壤效应分析

为了进一步研究麦秸直接还田对作物产量的影响及培肥土壤效应,寻求适合本区特点的培肥增产模式,进行单施化肥、麦秸还田不施化肥和麦秸还田加施一定量化肥与对照（无麦秸还田、不施肥）进行对比试验。结果表明：麦秸直接还田对后茬作物产量增产效果显著（P＜0.05）,麦秸还田加施化肥比单一进行麦秸还田对后茬作物产量增产效果极显著（P＜0.01）,施化肥配施麦秸还田比单施化肥对后茬作物产量增产效果也显著（P＜0.05）;麦秸直接还田对土壤有机质、全氮、全磷及土壤碱解氮、速效磷和速效钾有不同程度地增加。同时,麦秸直接还田有利于降低土壤容重,增加土壤孔隙度和透水速率,提高土壤微生物和土壤酶活性。麦秸还田加施一定量化肥应大力推广。     

冬种黑麦草对6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型冬季种植黑麦草对土壤重金属含量及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响, 可为水稻质量安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。本文以7年定位试验为基础, 研究了南方双季稻区冬季种植黑麦草对6种不同水稻土耕层土壤重金属Cd、Pd、Hg和As含量的变化及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响。结果表明, 在6种不同土壤类型中, 灰泥田土壤Cd含量极显著高于其他土壤类型; 黄泥田土壤Pd含量极显著高于其他土壤类型; 土壤Hg含量以红黄泥田最高, 达0.029 mg kg^-1, 与其他土壤类型差异达极显著水平; 土壤As的含量以黄泥田最高, 为29.5 mg kg^-1, 极显著高于其他土壤类型。6种不同土壤类型晚稻植株Cd、Pb、As含量均为根>茎叶>糙米。在晚稻植株根系、茎叶和糙米的Cd含量以红黄泥田最高, 均极显著高于其他土壤类型; 植株根系Pb、As含量以黄泥田最高, 分别为33.0 mg kg^-1和119.5 mg kg^-1, 均极显著高于其他土壤类型; 河沙泥水稻植株茎叶的Hg、As含量均极显著高于其他土壤类型。说明黄泥田种植水稻有利于降低稻米中重金属含量, 改善稻米品质。     

黄河滩区（河南段）土壤营养状况分析

探明黄河滩区土壤营养状况，以期为黄河滩区经济林的适种性及合理的施肥措施提供参考依据。以河南原阳县滩区土壤为研究对象，测定土壤中大量速效养分氮磷钾，中微量元素交换性钙、交换性镁、有效硫、有效锌、有效铜、有效铁、有效锰、有效硼，及pH、有机质和土壤阳离子交换量含量，分析其土壤质地类型及土壤养分间的相关性。结果表明，黄河滩区土壤质地类型可以分为砂土、壤砂土、砂壤土、壤土、粉壤土和粉土6种；土壤平均pH 8.43，属碱性土壤；土壤有机质、土壤阳离子交换量和大量速效养分氮磷钾含量整体上较缺乏；除有效硼外，其他中微量营养元素含量均较为丰富；相关性分析表明，大多数营养元素间存在显著的相关性，且有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性镁、有效铜、有效铁、有效锰、有效硼、CEC与pH均呈负相关关系，交换性钙、有效硫、有效锌与其他营养成分间相关性较低。黄河滩区（河南段）非常适宜种植经济林，在栽培管理中，应注重增施有机肥，合理搭配有机肥和无机肥的比例；同时通过叶面喷施方式适量补充硼肥，从而达到提质增效的目的。     

AB菌生物有机肥对土壤生物特征和肥力的影响

为了促进开挖土壤的改良以及将微生物肥应用于退化土壤的修复,通过室内试验研究专利产品AB菌生物有机肥对开挖土壤养分、酶活性、微生物量的影响。结果表明：AB菌生物有机肥可显著增加土壤微生物数量,提高土壤养分含量和土壤微生物量C、N的含量,增强土壤酶活性。施用AB菌肥的土壤中磷细菌总数高于未施用的4~6倍,固氮菌约为4~7倍,钾细菌约为5~8倍;全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量分别提高了0.6~0.8倍、0.8~1.4倍、2.5~3.2倍、0.3~0.9倍;脲酶、中性磷酸酶、转化酶的活性分别提高了0.4~0.5倍、1.7~2.1倍、0.4~0.7倍;有机质、微生物量C、N含量分别增加了1.1~2.0倍、0.8~1.7倍、3.1~7.6倍。未施用的土壤随培养时间的延长以上各项指标未出现显著性变化。     

氮沉降对北方森林土壤微生物的影响研究进展

大气氮沉降导致土壤有效氮含量增加,将改变作为陆地生态系统重要组成部分的土壤微生物群落结构,尤其在高纬度氮限制地区,土壤微生物对这种变化更为敏感。北方森林地处高纬度地区,氮沉降将改变其土壤微生物的结构、功能和动态。为全面了解近年来氮沉降对北方森林土壤微生物的影响,笔者综述了氮沉降对北方森林土壤微生物量、群落结构和生物多样性、功能和酶活性等方面的影响。结果表明:(1)氮沉降减少了土壤微生物量;(2)氮沉降改变土壤中真菌与细菌,革兰氏阴性细菌(G-)与革兰氏阳性细菌(G+)之间的比值,而这种改变大多数是趋向于减小;(3)氮沉降加剧,将导致土壤微生物群落中贫营养微生物处于劣势地位,富营养微生物处于优势地位,间接地影响了微生物群落结构和生物多样性;(4)氮沉降抑制了微生物呼吸,但对于土壤酶的影响尚无统一规律;(5)氮沉降改变了微生物底物利用模式,导致土壤微生物对复杂有机物质的分解能力下降;(6)氮沉降导致固氮基因等功能基因相对丰度下降。     

有机肥替代对棉花养分积累、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究不同有机肥替代率对黄河流域棉株生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响,试图探索出有机肥替代化肥的适宜替代率,为有机肥、无机肥在黄河流域棉田合理施用提供参考依据。【方法】试验始于2016年,在中国农业科学院棉花研究所试验基地设置6个施肥处理:T1:不施肥,T2:100%化肥,T3:20%有机肥+80%化肥,T4:40%有机肥+60%化肥,T5:50%有机肥+50%化肥,T6:100%有机肥。经3年施肥后,2018年进行田间取样,分析不同施肥处理对棉花生物量、养分积累、产量、氮磷比及土壤肥力的影响。【结果】(1)有机肥替代50%化肥处理提高棉株生物量、养分积累和籽棉产量。(2)与单施化肥处理相比,施用有机肥处理土壤有机质、全氮、速效磷、碱解氮含量均有增高趋势,全部施有机肥显著增加土壤速效磷含量。(3)棉株全氮、全磷积累量与棉株生物量呈极显著正相关,棉株根、茎氮磷比与籽棉产量呈极显著负相关。【结论】有机肥替代部分化肥能减少化肥用量,连续应用有机肥替代部分化肥具有增加土壤肥力的趋势;有机肥替代50%化肥处理能增加棉花生物量、养分积累量,提高籽棉产量,替代效果最好。     

Organic fertilizer effects on pea yield,nutrient uptake,microbial root colonization and soil microbial biomass indices in organic farming systems

In the present field experiment, horse manure and compost derived from shrub and garden cuttings were supplied at nearly equivalent N amounts but different C amounts to field peas (Pisum sativum L.), either as a sole crop or intercropped with oat (Avena sativa L.). The objectives were: (1) to evaluate the beneficial effects of C-rich manure and compost on pea productivity in different cropping systems (2) to investigate whether these effects were reflected by microbial root colonization, microbial biomass and CO₂ production and (3) to study the residual effects of the organic fertilizers on the yield of succeeding crop. Short term application of horse manure and compost greatly stimulated soil microbial biomass C, N, P, fungal ergosterol and CO₂ evolution, but failed to stimulate productivity of the current crops. However, significant positive residual effects of organic fertilizer, especially horse manure were observed on the grain yield of the succeeding winter wheat. Mycorrhizal colonization and ergosterol concentration were significantly higher in pea than in oat roots. Intercropping is an important tool for controlling weeds on pea plots under organic farming conditions, but did not affect microbial root colonization, soil microbial biomass indices or CO₂ evolution from the soil surface. According to the extrapolation of the CO₂ evolution rates into amounts per hectare, approximately 40% of the manure C and 24% of the compost C were mineralized to CO₂ during the 124-day experimental period. There were close relationships between grain N and P concentrations in both crops and microbial biomass C, N and P, suggesting that soil microbial biomass can be used as an indicator of nutrient availability to plants.     

Soil Microbial Biomass and Enzyme Activities as Influenced by Organic Manure Incorporation into Soils of a Rice-Rice System

A fertilizer management study involving incorporation of poultry manure, farm yard manure, sesbania and gliricidia into soils of a rice-rice system was initiated in May 1993. In order to determine the effects of organic manure incorporation on soil microbial biomass and enzyme activity, soils were collected from the respective plots at the end of the second rice crop in February 1996. and were incubated with and without the respective organic manure at the rate of 15 Mg ha⁻¹ at 25°C, under submergence. The total viable microbial counts, bacteria, actinomycetes, N flush, biomass C and activities of urease, amidase, acid and alkaline phosphatase, dehydrogenase and L-glutaminase were determined after 60 days of incubation.
Soils freshly amended and soils previously amended with organic manures registered significantly greater microbial biomass and enzyme activity than the unamended control. The microbial biomass and enzyme activity, however, varied with the type of organic manure incorporated into the soil. Except for acid phosphatase, which showed slight inhibition, all the other enzymes were activated to different degrees by organic manure incorporation. A significant and positive relationship of enzyme activity with organic C and total N suggested that the addition of organic manure to soils increased C turnover, N availability and microbial activity which in turn led to greater enzyme synthesis and accumulation in the soil matrix.