渭北旱塬不同覆膜农田土壤微生物群落和酶活性的差异

为研究降解/非降解膜和白/黑色膜覆盖对土壤微生物群落和酶活性的影响，以渭北旱塬玉米地为研究对象，用磷脂脂肪酸（PLFA）法分析了非降解白膜、非降解黑膜、降解白膜、降解黑膜和不覆膜5种处理玉米收获期土壤微生物群落和酶活性的差异及其与土壤性质的关系。结果表明：非降解膜处理土壤温度、含水量、全氮、碱解氮和硝态氮含量高于降解膜处理（P<0.05），在同是降解膜或非降解膜情况下，地膜颜色对土壤温度、含水量影响较小，对土壤氮、磷、钾含量的影响取决于其是否可降解。非降解膜处理微生物PLFA总浓度较降解膜处理高29.5%（P<0.05），普通细菌、真菌、革兰氏阳性菌PLFA浓度较降解膜处理分别高26.3%、29.7%、58.7%（P<0.05），脲酶、碱性蛋白酶和脱氢酶活性也高于降解膜处理（P<0.05），其中碱性蛋白酶高出幅度最大，为42.4%，脲酶最小，为11.4%，黑色膜处理真菌与细菌PLFA浓度比（F/B）较白色膜处理高20.6%（P<0.05），并且非降解黑膜处理革兰氏阳性菌与阴性菌PLFA浓度比（G⁺/G^-）较非降解白膜处理低27.5%（P<0.05），表明非降解膜在提升微生物与酶活性方面优于降解膜，相同材料的黑色膜在维持土壤生态系统稳定性和对土壤环境变化的缓冲能力方面较白色膜更有优势。冗余分析显示，土壤微生物和酶活性主要受土壤氮、磷、钾含量影响，土壤温度和含水量并非土壤微生物和酶活性的关键限制因子。     

施用鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响

为探究施用不同剂量的鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响，设置0（CK）、7.5 t·hm^-2（T0.5）、15 t·hm^-2（T1）、30 t·hm^-2（T2）和60 t·hm^-2（T4） 5个鸡粪有机肥施用水平，种植3茬油菜后采集土壤样品，分析其基础化学性质和微生物磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid，PLFA）组成特征，并探究微生物与土壤化学性质之间的关联。结果表明：施用鸡粪有机肥后，土壤肥力整体趋于升高，其中T4处理土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮和有效磷含量分别较CK增加了34.1%、48.2%、47.9%、35.5%、3.9%和14.7%；土壤总PLFA、各类群微生物PLFA含量和真菌PLFA/细菌PLFA在中、高量有机肥处理下显著高于不施肥处理，T4处理总PLFA、细菌总PLFA和真菌总PLFA含量分别较CK增加了53.4%、52.1%和108.3%；T2处理的Shannon、Simpson、Pielou指数最高。微生物群落结构在施用极低和低剂量鸡粪有机肥（≤15 t·hm^-2）时较为相似，且显著区别于中量和高量施肥处理（≥30 t·hm^-2）；冗余分析结果表明，土壤基础化学特性解释了群落结构多样性发生变化的87.2%，起主要作用的环境因子包括硝态氮、总磷和pH，其中微生物PLFA与有效磷、铵态氮、硝态氮、全氮、全磷含量呈正相关，与土壤CEC和pH呈负相关。研究表明：施用鸡粪有机肥可以提高土壤肥力，增加土壤微生物群落多样性，但土壤微生物群落结构及多样性对不同的施肥剂量的响应结果不同，施用量为30 t·hm^-2和60 t·hm^-2时明显提高了土壤肥力、微生物总量及各菌群生物量，效果优于其他处理。因此，在短期内可通过适当增加有机肥的施用量来提高土壤肥力和生物学质量。     

硒对油菜根际土壤微生物的影响

为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响,采用盆栽试验,基于高通量测序技术研究了不同浓度（0、0.5、1.0 mg·kg^-1）外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明：油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）等;真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）。多样性分析结果表明,硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明,硒处理对细菌群落结构具有显著影响,而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析（LDA）显示：Microtrichales显著富集于低浓度（0.5 mg·kg^-1）硒处理土壤中;产黄杆菌（Rhodanobacter）、Nitrolancea、热微菌科（Thermomicrobiaceae）和无色杆菌属（Achromobacter）则显著富集于高浓度（1.0 mg·kg^-1）硒处理土壤中。研究表明,施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物,从而促进植物生长,提高植物应对不良环境胁迫的能力。     

苏北沿海地区不同盐渍化土壤养分及生物学特性

为了研究土壤发育过程中形成的不同程度盐渍化土壤特性,以苏北大丰港为研究对象,探讨不同盐渍化程度下土壤养分及生物学特性的变化特征。研究表明：（1）近海口处多为盐土与重度盐渍化土壤,无植被生长;2～4 km处以中度盐渍化土壤为主,植被类型为碱蓬（Suaeda salsa）、盐蒿（Artemisia halodendron）、灰绿灰藜（Chenopodium glaucum Linn.）; 大于4 km处为轻度盐渍化土壤和非盐土,以芦苇（Phragmites australis）、茵陈蒿（Artemisia halodendron）、马齿苋（Portulaca oleracea Linn.）和大豆（Glycine max Linn）。（2）滨海盐土受海水影响,土壤有机质、全氮速效磷、速效钾含量高于其他盐渍化土壤和非盐土。（3）土壤全磷、全钾含量受盐分影响较小,全磷含量为1.09～1.51 g·kg^-1,全钾含量为8.4～9.6 g·kg^-1。（4）不同盐渍化土壤微生物生物量碳含量差异不显著。（5）随盐渍化程度降低,微生物熵呈上升趋势,但在轻度、中度、重度盐渍化土壤中反应不明显。（6）盐分抑制土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化物酶活性,碱性磷酸酶活性在中度盐渍化土壤达到最低。综合以上,盐渍化程度不同,土壤养分、微生物生物量、酶活性的变化趋势不同。去除海水对盐土的影响,盐分对不同盐渍化土壤特性的影响主要体现为抑制作用。相较于微生物生物量碳,微生物熵更能反应微生物量的变化。     

秸秆和植被覆盖对江苏滨海盐土土壤盐分变化的影响

研究秸秆覆盖和植被（田菁）覆盖条件下滨海盐土土壤水盐的动态变化规律,为沿海滩涂盐碱地脱盐改良提供依据。本研究以含盐量6.98 g·kg^-1的滨海盐土为研究对象,设置秸秆覆盖和种植田菁2种覆盖处理,以裸地为对照,研究不同覆盖处理对滨海盐土土壤含水量和土壤盐分动态变化的影响。结果表明：秸秆覆盖下的土壤含水量（27.58%）显著高于田菁覆盖（26.70%）和裸地（26.61%）,后两者差异未达显著水平。处理1年后0~20、20~40 cm土层的秸秆覆盖、田菁覆盖和裸地不同处理间土壤含盐量的差异均达显著或极显著水平;秸秆覆盖处理的脱盐率为田菁覆盖处理的2倍。回归分析表明裸地和田菁覆盖下土壤盐分含量与累积降雨量的关系可用二次多项式拟合,田菁覆盖下的淋洗方程（EC_a/EC_i与D_w/D_s间的关系）可用三次多项式拟合;而秸秆覆盖条件下土壤盐分含量与累积降雨量的关系、淋洗方程均表现为指数函数关系y=ae^bx（P<0.01）。秸秆覆盖条件下滨海滩涂0~40 cm土层脱盐80%需要386.8 mm的累积降雨量。结果表明秸秆和植被覆盖技术在江苏滨海盐土可获得较好的脱盐效果,具有较好的应用前景。     

覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响

为探讨覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响，通过磷脂脂肪酸（PLFA）方法，研究覆盖作物处理对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响。试验设置3个处理，分别为种植覆盖作物+覆盖作物刈割后留在土壤表面自然腐解（T1）、种植覆盖作物+覆盖作物刈割后从园中清除（T2）和清耕对照（CK）。结果表明，T1、T2处理土壤微生物PLFAs总量和微生物量碳、氮均显著高于CK（P<0.05）；土壤pH和碳氮比是影响猕猴桃园土壤微生物群落的主要环境因子，pH与土壤微生物PLFAs总量呈极显著正相关（P<0.01），与细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量呈显著正相关（P<0.05），碳氮比与革兰氏阳性菌PLFAs量/革兰氏阴性菌PLFAs量呈极显著正相关（P<0.01）。研究表明，猕猴桃园种植覆盖作物改变了土壤环境因子，影响土壤微生物群落结构组成。研究可为丹江口水源涵养区果园生态管理模式的探索提供理论依据。     

黄土丘陵区人工林土壤微生物PLFA标记多样性分析

为研究不同植被下土壤微生物群落结构多样性的差异,采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法,对山西吉县黄土丘陵区典型人工林刺槐、油松以及荒草地的土壤微生物群落结构多样性进行分析研究。结果表明:不同植被下土壤微生物PLFA标记含量存在显著差异,刺槐人工林的土壤微生物PLFA总量最大,细菌、真菌、放线菌的PLFA含量均大于油松人工林和荒草地;细菌PLFA含量在3种样地中的差异显著;2种人工林的真菌PLFA含量接近,而与荒草地差异显著,与荒草地相比,人工林的种植可明显提高土壤中真菌的比例;革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌呈现相同的变化趋势,油松人工林与荒草地2种菌群的PLFA含量接近,而与刺槐人工林差异显著。通过相关性分析发现,不同植被下土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌各总PLFA与土壤养分因子之间密切相关;不同植被下土壤微生物群落多样性差异显著,刺槐人工林更为丰富,且各个菌群分布更为均匀,油松人工林土壤的微生物群落多样性及菌群分布均匀度与刺槐人工林土壤较为接近,荒草地土壤微生物群落多样性和均匀程度较2种人工林明显偏低。因此从微生物群落结构多样性的角度看,人工林的种植能够明显改善微生物群落结构,改善土壤质量;刺槐人工林是黄土丘陵区人工植被恢复的较好选择。      

耐镉菌株对土壤镉形态及土壤微生物群落结构的影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从污染土壤中筛选和分离耐镉菌株并分析耐镉菌株对土壤镉形态及微生物群落结构的影响。从浙江省富阳市电镀厂污染土壤中分离得到具有强活化作用的耐镉菌株m6,形态学观察和16S rDNA序列分析可知,m6与Arthrobacter的16S rDNA序列具有99%的同源性,其在系统发育地位上属于Bacteria,Actinobacteria,Actinobacteridae,Actinomycetales,Micrococcineae,Arthrobacter。研究表明耐镉菌株m6可使土壤中水溶态镉增加2倍多,可交换态镉增加16%。Biolog-ECO法的结果表明,接种耐镉菌株培养后土壤的AWCD值提高14%~146%,而且土壤微生物对31种碳源中的糖及衍生物、胺类碳源和多聚物类利用程度增加;磷脂脂肪酸法(PLFA)分析结果表明,与不接种菌株m6相比,接种土壤的脂肪酸总量增加了23.65%,代表真菌的特征脂肪酸(如18:2ω6,9、16:1ω5c、18:1ω9c)明显增加,但土壤的G^-/G⁺比值与对照相比降低38.6%,而且土壤中代表放线菌的特征脂肪酸(如l0Me 16:0、l0Me 17:0和10Me 18:0)的多样性有所降低。     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落结构的差异

【目的】研究不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落多样性变化规律,探索高度集约利用下土壤质量退化的根本原因和机理,为设施菜地土壤可持续利用提供理论参考。【方法】采集江苏省常熟市由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a、6 a和10 a等3个不同年限0-20 cm表层土壤,以周围种植水稻/小麦的农田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质、微生物量和微生物群落多样性等指标。【结果】由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a的土壤微生物活性较强,养分含量较高;种植6 a后微生物活性明显降低,速效养分含量积累。种植年限从3 a到10 a,速效氮含量升高66.1%,速效磷含量升高97.2%。种植3 a以内pH接近中性,而种植6 a以上pH降低至酸性。土壤微生物量碳和微生物商在种植3 a均最高,种植6 a和10 a后显著降低。微生物群落的碳源利用指纹（BIOLOG）分析表明,种植3 a平均吸光值（AWCD）和微生物多样性指数（Shannon、Simpson和McIntosh）均最大,对碳源的利用能力最强,种植6 a和10 a明显降低,其中AWCD和Shannon指数分别比种植3 a降低了96.1%、15.4%和89.7%、17.6%。磷脂脂肪酸（PLFA）分析表明,种植3 a PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量均最大,而种植6 a和10 a以上指标均明显降低,其中,种植10 a土壤的PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量分别比种植3 a降低27.4%、21.8%、42.7%、49.4%（P＜0.05）。【结论】随着设施菜地种植年限增加,土壤微生物量和群落结构发生了明显变化,设施菜地种植3 a土壤微生物活性和群落结构稳定性明显增强,而种植6 a以上土壤微生物活性和群落结构稳定性明显降低,土壤生物质量显著退化。     

冬绿肥联合稻秆还田对水稻产量及稻田土壤肥力的影响

【目的】研究不同品种冬绿肥联合稻秆还田对汉中盆地水稻产量和土壤肥力的影响,为探索适宜汉中水稻生产的绿色栽培技术提供科学依据。【方法】通过连续2年定位试验,设置水稻秸秆不还田（WSN）、水稻秸秆还田（WS）、紫云英和稻秆还田（CS）、油菜秸秆和稻秆还田（RS）、毛苕子和稻秆还田（HS） 5个处理,研究紫云英、毛苕子、油菜、冬闲联合稻秆还田对水稻产量及其构成要素、土壤养分含量、微生物数量和酶活性的影响,并对各因子与水稻产量的关系进行相关性分析。【结果】与WSN处理相比,冬绿肥联合稻秆还田显著提高了水稻产量,CS、HS和RS处理水稻产量2年平均增产14.51%,14.52%和8.49%。稻田土壤速效磷、有机质和全氮含量均以CS处理最高,且均与WSN处理达到差异显著水平。与WSN比较,CS、RS和HS处理稻田土壤微生物总量分别增加70.15%~336.19%,48.57%~183.11%和57.33%~293.55%,其中CS处理显著提高了土壤微生物数量,细菌数量比例上调,而真菌和放线菌数量比例下调,细菌与真菌数量的比值（B/F）升高,有效改善了稻田土壤微生物群落结构。CS处理土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶活性显著高于其他处理,较WSN处理分别增加17.69%,3.85%,35.36%和62.32%。相关性分析表明,水稻产量与土壤速效磷、全氮含量,土壤细菌、放线菌数量及土壤脲酶、过氧化氢酶活性之间呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关。【结论】冬季种植紫云英联合稻秆还田有利于提高水稻产量和土壤养分含量,改善土壤微生物群落结构,增强土壤酶活性,是适宜汉中水稻生产的绿色高效栽培种植模式。     

Effect of Different Vegetation Types on the Rhizosphere Soil Microbial Community Structure in the Loess Plateau of China

The Loess Plateau in China is one of the most eroded areas in the world. Accordingly, vegetation restoration has been implemented in this area over the past two decades to remedy the soil degradation problem. Understanding the microbial community structure is essential for the sustainability of ecosystems and for the reclamation of degraded arable land. This study aimed to determine the effect of different vegetation types on microbial processes and community structure in rhizosphere soils in the Loess Plateau. The six vegetation types were as follows：two natural grassland （Artemisia capillaries and Heteropappus altaicus）, two artificial grassland （Astragalus adsurgens and Panicum virgatum）, and two artificial shrubland （Caragana korshinskii and Hippophae rhamnoides） species. The microbial community structure and functional diversity were examined by analyzing the phospholipid fatty acids （PLFAs） and community-level physiological profiles. The results showed that rhizosphere soil sampled from the H. altaicus and A. capillaries plots had the highest values of microbial biomass C, average well color development of carbon resources, Gram-negative （G-） bacterial PLFA, bacterial PLFA, total PLFA, Shannon richness, and Shannon evenness, as well as the lowest metabolic quotient. Soil sampled from the H. rhamnoides plots had the highest metabolic quotient and Gram-positive （G＋） bacterial PLFA, and soil sampled from the A. adsurgens and A. capillaries plots had the highest fungal PLFA and fungal：bacterial PLFA ratio. Correlation analysis indicated a signiifcant positive relationship among the microbial biomass C, G- bacterial PLFA, bacterial PLFA, and total PLFA. In conclusion, plant species under arid climatic conditions signiifcantly affected the microbial community structure in rhizosphere soil. Among the studied plants, natural grassland species generated the most favorable microbial conditions.     

EDTA强化盐生植物修复Pb、Cd和盐渍化复合污染土壤

为修复重金属和盐渍化复合污染土壤,采用温室盆栽实验,研究了EDTA强化盐生植物景天三七(Sedum aizoon L.)和翅碱蓬(Suaeda salsa)对土壤中Pb、Cd和盐分阴离子(NO_3~-、Cl-、SO_4~(2-))的去除效果。结果表明,EDTA能够促进盐生植物吸收和富集污染土壤中的Pb、Cd,当添加4 mmol·kg~(-1)的EDTA时,对于Pb、Cd中度污染土壤,景天三七对2种重金属的去除率分别为32.59%和36.47%,翅碱蓬分别为22.93%和29.36%;对于Pb、Cd和盐分阴离子复合污染土壤,景天三七对轻度污染土壤中2种重金属的去除率分别为41.37%和47.25%,翅碱蓬对中度污染土壤中2种重金属的去除率分别为36.42%和41.48%,景天三七对3种盐分阴离子的去除率表现为NO_3~-Cl-SO_4~(2-),而翅碱蓬对盐分阴离子的去除效果差异较小。景天三七的生物量明显大于翅碱蓬,植物抗逆性指标显示景天三七耐受Pb、Cd和盐分阴离子的能力更强。EDTA强化景天三七修复实际污染土壤,Pb、Cd的去除率分别达到37.87%和41.61%,NO_3~-、SO_4~(2-)和Cl-分别为59.22%、42.11%和51.65%,能够有效修复重金属和盐渍化复合污染土壤。     

长期施用不同肥料塿土PLFA指纹特征

【目的】土壤微生物群落结构的组成与活性的变化是衡量土壤肥力的重要指标,研究长期不同施肥和土壤管理方式对塿土微生物群落结构的影响,对于指导塿土施肥和土壤管理,实现农田可持续利用具有重要意义。【方法】以陕西杨凌“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”长期肥料定位试验为基础,运用磷脂脂肪酸标记法（PLFA）,研究了塿土长期不同施肥及土地利用方式下土壤微生物群落结构及其与土壤理化性质的关系。处理包括：长期不施肥（CK）、单施氮肥（N）、长期配合施用氮钾（NK）、磷钾（PK）、氮磷（NP）、有机肥和氮磷钾（MNPK）以及长期休闲（FL）和撂荒（AB）。【结果】与对照相比,MNPK、NP和撂荒处理土壤总PLFA分别增加218.8%、73.9%和74.3%,细菌分别增加188.3%、80.8%和82.6%,真菌分别增加了315.8%、111.5%和167.0%,放线菌分别增加了23.7%、21.3%和16.3%,同时也显著增加了真菌/细菌比;N、NK和PK土壤总PLFA、细菌、真菌差异不显著,但PK显著降低放线菌的含量;与农田施肥相比,休闲和撂荒显著降低G+和G-含量。多样性指数结果表明,长期有机无机配施明显提高土壤微生物群落的Shannon-Winner多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数,撂荒和NP也能显著增加Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数,而长期休闲处理均明显降低了这些指数。主成分分析表明,MNPK、NP、撂荒和休闲土壤微生物群落结构发生较大变化;MNPK显著提高G-（18:1ω5c,cy19:0ω7c）、细菌（16:0,10Me22:0饱和脂肪酸）及真核生物（18:3ω6c,16:3ω6c,22:2ω6c）的多度值,撂荒（AB）和NP显著提高细菌（15﹕0,18﹕0,22﹕0,17﹕0饱和脂肪酸）的多度值。RDA分析表明,土壤理化性质对微生物菌群影响的重要性依次为有机质＞全氮＞含水量＞速效磷＞pH＞容重＞速效钾,这些理化因子均是微生物生长的关键因子。【结论】长期有机无机肥配施、氮磷配施和撂荒提高了土壤微生物群落结构多样性,从而改善了土壤生态环境,而长期休闲不利于土壤生态系统的稳定和健康。     

藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响

为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(农田及放牧草地)土壤样品,以自然森林土壤样品为对照,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性,并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明:与自然森林相比,农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性,其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%,而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门(A ctinobacteria)的相对丰度,但是显著降低了浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,放牧草地则显著促进拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲(A garicomycetes)的优势度,其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍,而子囊菌门(A scomycota)和接合菌门(Zygomycota)的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明,土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响,并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明,典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低,并改变细菌和真菌的群落组成和结构,而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。     

有机质添加对铅污染农田土生态功能稳定性的影响研究

应用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,研究有机质的添加对受到不同程度铅污染的土壤中微生物群落的结构和多样性的影响,探讨土壤有机质含量与铅污染土壤稳定性的相关关系。结果表明:在受到重金属铅污染的土壤微生物群落中细菌占主导地位;土壤铅污染越严重、有机质含量越低,土壤微生物的多样性越低,反之多样性越高;革兰氏阴性菌和真菌与有机质含量和土壤稳定性呈显著正相关关系(P0.01)。可通过提高铅污染土壤中有机质含量来增强土壤的生态功能稳定性。     

纳米银对土壤固氮微生物群落结构及固氮活性的影响

为评估纳米银在土壤环境中的风险,采用土壤培养方式,比较了不同浓度10 nm的纳米银(10、25、50 mg·kg~(-1))和50 nm的纳米银(25、50、100 mg·kg~(-1))暴露对土壤固氮微生物数量、群落组成以及固氮作用的影响。结果表明:纳米银暴露下土壤固氮微生物的种类减少,且慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、流行杆菌属(Vulgatibacter)和厌氧黏细菌属(Anaeromyxobacter)的相对丰度降低,而固氮弧菌属(Azoarcus)的丰度上升,群落组成发生明显变化;10 nm的纳米银暴露7 d对固氮微生物群落结构的影响最大,50 nm的纳米银暴露90 d固氮微生物群落结构变化最小;10 nm和50 nm的不同剂量纳米银暴露28 d,土壤自生固氮菌数量下降18.96%～47.28%和17.42%～27.78%;土壤固氮活性随着纳米银暴露时间的延长而降低,10 nm和50nm的不同剂量纳米银暴露90 d后,土壤固氮酶活性下降了14.55%～27.47%和17.87%～21.79%。研究表明,纳米银对土壤固氮微生物及固氮作用具有负面影响,且影响程度与其尺寸、剂量以及暴露时间有关。     

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016—2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0～20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca2+含量提高了13.07%～33.33%,土壤Na+、Cl-和SO24-含量分别降低了29.83%～46.19%、12.06%～33.19%和19.90%～34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%～26.91%、33.02%～47.06%和2.21%～4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%～43.87%、54.55%～82.33%和64.04%～86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%～135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。     

无害化污泥与钼尾矿配施对沙化潮土土壤质量的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙化潮土为研究对象,通过2012—2015年3年5季田间定位试验,选用经过无害化处理且符合国家相关标准的商业化污泥和钼尾矿产品,研究无害化污泥与钼尾矿施用对我国典型沙化潮土土壤质量指标的影响,为无害化污泥与钼尾矿资源化利用提供理论和技术依据。结果表明:45 t·hm~(-2)污泥(W3)与钼尾矿配施对沙化潮土有机质(SOM)的提升效果最明显,SOM在玉米季W3+75 t·hm~(-2)(M1)处理显著增加了165.10%,在小麦季W3+M2处理显著增加了106.10%(P0.05);相比单施同一水平污泥,污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施下土壤0.25 mm水稳性团聚体(WR0.25)含量,平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别显著升高了38.04%~60.24%,28.45%~45.27%和41.34%~67.77%(P0.05),对促进土壤形成水稳性团聚体以及提高水稳性团聚体稳定性的作用更为突出;45 t·hm~(-2)污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施对沙化潮土微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)提升效果最明显,在玉米季分别显著提高了235.52%和156.79%(P0.05),在小麦季分别显著提高了249.24%和128.32%(P0.05);单施污泥和污泥配施75 t·hm~(-2)钼尾矿处理土壤微生物量熵(q MB)在玉米季和小麦季分别显著提高了21.95%~46.25%和36.38%~71.17%(P0.05)。但污泥与高量钼尾矿配施,SMBC、SMBN和q MB较单施同一水平污泥和与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施的处理在玉米季分别下降了3.89%~19.85%、4.31%~17.86%和6.95%~33.47%,在小麦季分别下降了5.34%~23.24%、4.33%~28.08%和3.09%~32.33%,表明钼尾矿高量施用时会降低微生物活性。由灰色关联度分析方法得出,45 t·hm~(-2)无害化污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施(W3+M1)能显著提高沙化潮土SOM、SMBC、SMBN和q MB,并提高土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),有效改善沙化潮土质量,在3年5季试验期间也未发现土壤和作物籽粒受到重金属污染。同时,W3+M1处理显著提升了土壤肥力等级至Ⅰ级,在此基础上,可以酌情不再施用污泥和钼尾矿。     

农村三格化粪池尾水原位土壤消纳研究

基于“厕所+三格化粪池+庭院消纳+菜园经济”模式，根据化粪池尾水在菜园不同距离土壤中的富集量，采集不施尾水处理（CK）、前段0~1.5 m（S1）、中段1.5~3.0 m（S2）和后段3.0~4.5 m（S3）菜园表层土壤样品，对土壤化学性质、酶活性和微生物多样性进行测定，探究农村三格化粪池尾水原位土壤消纳对蔬菜种植土壤环境的影响。相比于不施尾水处理，三格化粪池尾水经原位土壤消纳后，土壤pH值降低0.83~0.91，有机质含量提高29.6%~39.5%，全磷含量提高125.0%~171.4%；蔗糖酶（S-SC）活性提高157.0%~170.0%，过氧化氢酶（S-CAT）活性降低12.7%~19.0%，脲酶（S-UE）活性降低36.0%~43.4%（P<0.05）。土壤环境中真菌和细菌群落多样性（Shannon）及群落丰富度（Ace）显著提高（P<0.05）；尾水原位土壤消纳提高了红球菌属（Rhodococcus）、节杆菌属（Arthrobacter）、溶杆菌属（Lysobacter）及微枝形杆菌属（Microvirga）等有益菌的相对丰度，也提高了分枝杆菌属（Mycobacterium）、枝孢菌（Cladosporium）等致病菌的相对丰度。研究表明：三格化粪池尾水原位土壤消纳方式可提高庭院菜园土壤肥力和土壤微生物多样性，实现尾水资源化利用；然而也存在致病性微生物环境风险，因此需加强前端尾水的监测和无害化处理，为厕所污水处理技术的优化提供数据支撑，推广该模式对建设农村人居环境、改善农民生活品质具有重要意义。