长期施用生物有机肥对土壤肥力及微生物生物量碳的影响

为了研究施用生物有机肥(EM堆肥,即有效微生物制剂 堆肥)对土壤肥力及微生物生物量碳的影响,进行了7年的施用15t/hm2.a有机肥、施用7.5t/hm2.a有机肥(包括EM堆肥、EM鸡粪肥和传统有机肥)、施用化肥和对照处理的田间试验。结果表明:长期施用生物有机肥的土壤肥力明显提高。随着生物有机肥用量的提高,碱性土壤的pH值逐渐降低,土壤有机质、全N、碱解氮、有效磷、速效钾、微生物生物量碳含量增加,与有机肥施用量呈显著正相关。施用化肥可一定程度提高土壤有机质、全N和有效养分含量,但作用不明显。施肥对土壤肥力和微生物量碳的影响趋势是:EM堆肥>传统堆肥>化肥>对照。土壤微生物量碳与土壤有机质、全N、碱解氮、有效磷、速效钾含量呈显著正相关,可以作为施肥过程中土壤质量变化的生物学指标。     

长期不同施肥处理对栗褐土可培养微生物数量的影响

在24年长期定位试验的基础上,以选择性培养基为基础研究长期定位施肥对土壤微生物种群及数量的影响,同时测定了土壤速效养分的含量,探讨了微生物与土壤速效养分的相关关系。结果表明,栗褐土微生物以细菌为主体,约占微生物总数的92.72%～95.91%;施用有机肥可以显著提高土壤微生物的数量,处理M1N细菌数量最多,显著高于对照;处理M1NP放线菌数量最多,处理M2NP真菌数量最多;施用有机肥可以显著提高土壤解磷细菌数量;细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌与碱解氮、速效磷和速效钾相关性均达显著或极显著水平。     

长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响

【目的】氨氧化是氮转化过程的限速步骤,其由氨氧化微生物所驱动。本研究旨在探明 37 年玉米–大豆轮作施肥条件下影响棕壤氨氧化微生物丰度的主要影响因子及变化规律。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验耕层土壤 (0—20 cm) 为材料,选取其中 9 个施肥处理进行取样分析:不施肥 (CK)、低量氮肥 (N₁)、高量氮肥 (N₂)、氮磷肥 (N₁P)、氮磷钾肥 (N₁PK)、高量有机肥 (M₂)、高量有机肥 + 低量氮肥 (M₂N₁)、高量有机肥 + 氮磷肥 (M₂N₁P)、高量有机肥 + 氮磷钾肥 (M₂N₁PK)。采用实时荧光定量 PCR 技术测定其氨氧化微生物丰度,通过对土壤基本化学性质和氨氧化微生物丰度的冗余分析找出影响氨氧化微生物丰度的主要因素。【结果】施用有机肥处理的土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷、铵态氮、硝态氮含量明显高于不施肥和单施化肥处理。各施肥处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷的含量总体呈现有机肥处理 > 化肥处理 > CK;与不施肥处理 (CK) 相比,单施化肥处理显著降低了土壤 pH 值,施用有机肥处理显著提高了土壤 pH 值,其中 N₂ 处理的土壤 pH 最低,M₂ 处理的土壤 pH 最高。不同施肥处理氨氧化细菌 (AOB) 的丰度为 0.94 × 106～5.77 × 106 copies/g 干土,氨氧化古菌 (AOA) 的丰度为 3.56 × 106～1.22 × 107 copies/g 干土;施用有机肥处理 AOB 和 AOA 丰度显著高于不施肥和单施化肥处理,其中 M₂ 处理的 AOB 和 AOA 丰度最高,单施氮肥处理的 AOB 和 AOA 丰度最低。冗余分析 (RDA) 表明,影响棕壤 AOB 和 AOA 丰度的主要环境因子有土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾,且与 AOB 和 AOA 丰度呈正相关关系。【结论】长期轮作施肥显著改变了棕壤的化学性质,从而对氨氧化微生物的丰度产生了显著影响。长期施用有机肥显著提高了土壤养分含量及 AOB 和 AOA 的丰度,对维持土壤氨氧化微生物的数量起到十分重要的作用;同时试验结果也为今后通过改变土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等性质对 AOB 和 AOA 进行调节提供了依据。     

长期定位施氮对连作番茄土壤可培养微生物数量的影响

以蔬菜长期定位施肥试验为基础,采用选择性培养基培养微生物,研究长期施氮对连作番茄土壤微生物的组成及数量的影响,并测定了土壤养分,探讨了土壤微生物与土壤养分的相关性。结果表明:处理AN0土壤好气性固氮菌数量最多,显著高于其他处理,处理AN1和BN2显著低于其他处理,施用有机肥可提高土壤中好气性固氮菌的数量。处理AN1氨化细菌数量,显著高于其他处理,BN2和AN2氨化细菌数量较少,有机肥和低浓度氮肥配施可提高土壤中氨化细菌数量,施用高浓度氮肥降低氨化细菌数量。施用有机肥可提高土壤中亚硝化细菌、反硝化细菌和纤维素分解菌的数量。反硝化细菌数量与全磷和速效磷含量显著相关,亚硝化细菌数量与碱解氮、速效钾和速效磷含量显著相关。纤维素分解菌与全氮、碱解氮、速效磷、有机质和速效钾含量显著相关。     

施肥对不同杂粮作物连作土壤化学特性及酶活性的影响

土壤化学特性和酶活性与施肥水平密切相关,是衡量土壤肥力状况的重要指标。本研究以黑土区连续四年种植豆科作物(绿豆和红小豆)和禾本科作物(高粱)的施肥定位试验为研究平台,选取不施肥、施化肥和施有机肥3种施肥处理,分析施肥对不同杂粮作物的土壤有机质、pH、土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,施肥降低了连作杂粮作物土壤pH值,但与不施肥相比差异不显著,禾本科植物土壤pH降低的幅度高于豆科作物土壤。连作绿豆的土壤中,与不施肥相比,施化肥处理增加了土壤全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量,分别显著增加了18.4%,23.1%,21.7%和67.2%;施有机肥显著增加了土壤全氮和速效钾含量,且显著高于施化肥处理。连作红小豆的土壤中,与不施肥相比,施化肥显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量,有机肥显著增加了土壤速效钾含量。连作高粱土壤中,与不施肥相比,化肥施用显著增加了土壤碱解氮含量而显著降低了速效钾含量,有机肥施用显著增加土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。土壤酶活性方面,除施化肥处理下连作红小豆土壤磷酸酶活性低于连作高粱外,其他相同施肥处理下种植豆科作物的土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性均高于高粱土壤,种植高粱土壤过氧化氢酶活性高于豆科作物。因此,施肥和杂粮作物种类均是影响土壤化学特性和土壤酶活性的重要因素。     

氮素有机替代对东北黑土区土壤微生物碳磷资源限制的影响

  【目的】  土壤微生物数量和结构普遍受到碳 (C)，氮 (N)、磷 (P)等养分有效性的影响，研究不同施肥措施对东北黑土区土壤理化性质、微生物量和酶活性的影响，深入了解土壤微生物养分资源限制状况及其变化规律，为提高土壤生物肥力提供理论依据。  【方法】  试验设在黑龙江省哈尔滨市，土壤类型为黑土，种植制度为玉米单作。试验开始于2019年，共设9个处理:不施肥 (CK)、习惯施肥 (FP)、推荐施肥 (OPT)、推荐施肥不施氮 (–N)；有机氮替代推荐施氮量的10% (M1)、20% (M2)、30% (M3)、40% (M4) 和50% (M5)。玉米收获后，采集0—20 cm土壤样品，测定土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮和4种土壤酶 (酸性磷酸酶、β-D-葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶) 活性。  【结果】  与OPT处理相比，有机氮替代化肥氮处理提高了土壤速效养分含量 (可溶性有机碳、有效磷、速效钾) 和微生物量 (微生物量碳、微生物量氮)，其中可溶性有机碳、有效磷和速效钾的含量随替代比例的增加分别增加了15.5%～46.6%、1.4%～18.5%和2.4%～18.8%；MBC和MBN的含量随有机替代比例的增加分别增加了1.4%～19.9%和0.04%～22.7%。PCA分析显示出CK、化肥处理 (FP、OPT、–N) 和有机氮替代化肥氮处理 (M1、M2、M3、M4、M5) 下的土壤酶活性具有显著差异；RDA分析进一步表明有效磷 (F = 14.1，P = 0.002) 是影响酶活性变化的主要理化因子，解释了不同处理间酶活性差异的36.1%。酶化学计量散点图显示出试验点的土壤微生物均受到磷的限制，FP处理下的土壤微生物还受到碳的限制。此外，与CK相比，有机氮替代化肥氮显著提高了β-D-葡萄糖苷酶与酸性磷酸酶的比值，但是矢量角度在不同有机替代处理间并无显著差异。  【结论】  在本试验区中，未施肥处理下土壤微生物受到碳和磷的共同限制，习惯施肥和优化施肥均会加剧微生物的碳限制。有机氮替代化肥氮可以显著提高土壤的养分含量与生物肥力，解除土壤微生物的碳限制，并显著减轻土壤微生物的磷限制。但是磷限制的减轻效果并未随有机氮替代化肥氮比例的增加而显著增加，考虑到有机肥养分释放较为缓慢，具体的有机替代比例还需开展长期试验。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

生物炭对我国南方红壤和黄棕壤理化性质的影响

为了探讨生物炭对不同土壤的改良效果,采用盆栽试验,研究了施用生物炭对我国南方两种代表性土壤(红壤和黄棕壤)理化性质的影响及其动态变化差异。结果表明:强酸性红壤施用生物炭能明显提高pH而降低其酸度,同时增加土壤的有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量,且随着生物炭施用量(生物炭量/土壤量:0、0.5%、1.0%、2.0%)的增加,改良效果不断加强;弱酸性黄棕壤施用生物炭也提高了土壤pH、有机质、速效磷、速效钾含量,但对该土壤中的碱解氮含量无明显影响。不同生物炭用量的效应存在较大差异,在2.0%时对两种土壤各理化性质影响均表现为最明显,红壤pH平均增加0.61,有机质、速效磷、速效钾、碱解氮分别平均提高203.4%、369.3%、368.0%、30.4%,而黄棕壤pH、有机质、速效磷、速效钾分别平均增加0.55、124.2%、57.5%、50.3%。因而,相同用量的生物炭对红壤的改良效应好于黄棕壤,且施用生物炭对两种土壤速效钾含量影响最大,其次是有机质、pH、速效磷、碱解氮。     

复合微生物肥对碱土生物学性状与土壤肥力的影响

为探讨复合微生物肥对碱土的改良效果,对内蒙古农业大学海流图科技园区碱土试验地开展了施用复合微生物肥的田间试验,探讨了其对土壤生物学性状和土壤肥力的影响。结果表明:施用复合微生物肥处理较不施肥处理显著降低了耕层土壤pH和EC值,分别降低0.32~0.88个单位和0.17~0.39 mS/cm;显著提高了土壤酶活性、微生物碳氮、有机质和速效养分含量,过氧化氢酶、脲酶、磷酸活性酶和蔗糖酶活性分别提高62.90%~158.06%、57.66%~74.82%、38.89%~69.44%和41.37%~53.25%;土壤微生物碳、氮、碳氮比和微生物熵分别提高71.41%~82.36%、29.13%~31.84%、30.16%~37.13%和33.33%~37.68%;土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高22.48%~35.19%、22.40%~33.33%、104.04%~132.97%和34.28%~37.82%。施用复合微生物肥处理较习惯施肥处理降低了耕层土壤pH和EC值,分别降低0.16~0.72个单位和0.06~0.28 mS/cm;显著提高了土壤酶活性、微生物碳氮、有机质和速效钾含量,土壤脲酶、磷酸活性酶和蔗糖酶活性分别提高15.82%~28.42%、21.95%~48.78%和29.32%~40.19%;土壤微生物碳、氮、碳氮比和微生物熵分别提高37.07%~45.82%、15.79%~18.22%、26.27%~33.03%和21.05%~25%;土壤有机质和速效钾含量分别提高10.40%~21.85%和23.66%~41.19%。以上结果表明,施用复合微生物肥能明显改善碱土的生物学性状,提高土壤肥力,不同施肥量梯度中,1500 kg/hm²处理的综合效应最好。     

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。     

长期施肥对黑土、棕壤微生物量的影响

以公主岭黑土长期定位试验和中科院沈阳生态试验站棕壤长期试验为平台,对不同施肥处理土壤微生物量碳、氮含量的变化及其与土壤有机碳、全氮的关系进行研究。结果表明,长期不同施肥处理黑土和棕壤微生物量碳、氮含量不同,大小依次为有机肥配施化肥>有机肥>化肥>不施肥,其中有机肥配施化肥处理可以显著提高土壤微生物量碳、氮。微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量之间具有极显著的正相关关系。同时,有机肥配施化肥处理能够显著增加土壤微生物商。     

Changes in Organic Matter of an Oxisol with the Addition of Soybean and Corn Residues,Nitrogen and Phosphorus

Plants with different photosynthetic cycles (C3 and C4) and different plant parts (root or shoot) contribute in different ways to soil organic carbon (SOC). In addition, phosphate and nitrogen fertilization also act differently on the SOC stock. In this study, roots or shoots of corn (C3) and soybean (C4) plants were incorporated into samples of an Oxisol, with or without the addition of nitrogen (N) and phosphorus (P) and had the emission of carbon (C)- carbon dioxide (CO₂) measured during 45 days. Subsequently, soil organic matter fractionation, carbon and nitrogen microbial biomass and 13C isotopic discrimination were performed. The greatest increment in SOC was observed by adding corn plant material rather than soybean material. For both crops, the greatest contribution to SOC was achieved by adding roots as compared to shoots. Phosphorus addition produced greater microbial activity, followed by the addition of NP and then the addition of only N.     

红壤水稻土累积酶活性及养分对长期不同施肥处理的响应

本研究基于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年的长期定位试验,揭示对照(不施肥,CK)、有机肥(C)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机肥(NPKC)等不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及土壤养分的影响。于晚稻收获后采集各小区耕层土壤,测定红壤水稻土中转化酶、脲酶活性(测定时并设加0.5 ml甲苯与不加甲苯处理)及转化酶动力学特征,同时测定土壤养分含量及微生物生物量碳,分析酶活性与养分含量及微生物生物量碳间的关系,明确土壤中累积酶活性及土壤养分对长期不同施肥处理的响应。结果发现,与对照相比,施肥处理下土壤转化酶活性显著提高了31.3%~131.7%,微生物生物量碳显著提高了84.9%~125.1%;在没有甲苯抑制微生物活性下,施肥处理的转化酶底物蔗糖转化速率增加量提高了89.5%~153.7%,脲酶底物尿素转化增加量提高了59.2%~98.9%,表明微生物显著影响两种累积酶表观酶活性;转化酶活性、脲酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关。与对照处理相比,施肥处理显著增加了土壤有机碳(30.1%~36.3%)、全磷(28.6%~102.9%)、速效磷(62.2%~445.0%)、碱解氮(35.9%~56.4%)含量;统计分析显示,转化酶活性、脲酶活性均与碱解氮、有机碳含量显著正相关。与对照相比,各施肥处理土壤的转化酶米氏常数(Km)差异并不显著,而转化酶表观活性(Vmax)及转化系数(Vmax/Km)均显著增加。长期施肥处理增加了土壤养分含量和微生物生物量碳,提高了土壤中累积酶的活性。     

长期有机培肥提高红壤性水稻土生物学特性及水稻产量的微生物学机制

  【目的】  依托位于江西红壤研究所的有机肥长期定位试验，探究长期施用紫云英、猪粪和秸秆还田对土壤微生物量、酶活性和产量的影响，阐明土壤微生物学特性对土壤肥力的生物指示功能，揭示影响作物产量和微生物学特性的关键环境因子。  【方法】  长期定位试验始于1981年，选取的6个处理分别为:CK (不施肥)、NPK (单施化肥)、M1 (早稻施绿肥)、M2 (早稻加倍施绿肥)、M3 (早稻施绿肥+晚稻施猪粪) 和M4 (早稻施绿肥+晚稻秸秆还田)，此外，有机处理 (M1、M2、M3和M4) 在施用有机物料的基础上，每季还补充一定量化肥（N 69 kg/hm2、P₂O₅ 30 kg/hm2、K₂O 67.5 kg/hm2）。于每季收获后测定水稻产量。2018 年早稻收获后，采集耕层 (0—20 cm)土壤，测定土壤化学指标、微生物量碳氮、脲酶及其他参与土壤碳、氮、磷和硫循环的胞外酶活性。  【结果】  1) 2009—2018年间，长期施肥处理明显提高了水稻产量，其中M3处理的产量最高，其次为M2处理，二者均明显高于NPK处理；2) 土壤微生物量及酶活性均以有机处理 (M1、M2、M3和M4) 较高，其中M3处理土壤微生物量碳含量及各类土壤酶活性最高，M2处理土壤微生物量氮含量最高。有机处理较CK和NPK处理提高了土壤微生物熵。此外，微生物量碳氮和土壤酶活性与有机碳、全氮间存在显著或极显著相关关系；3) 有机碳与土壤微生物量 (0.895)、碳循环相关酶活性 (0.903)、氮循环相关酶活性 (0.854) 及水稻产量 (0.827) 呈显著正影响 (P < 0.05)；土壤pH与土壤碳循环相关酶活性 (0.378) 和氮循环相关酶活性 (0.365) 呈显著正影响 (P < 0.05)，对水稻产量 (0.211) 也表现为正影响，但不显著 (P > 0.05)。相较于pH，土壤有机碳含量在提高水稻产量、改善土壤微生物学特性上发挥了更为重要的作用。  【结论】  土壤微生物量碳氮和参与土壤碳、氮、磷和硫循环的胞外酶活性均可作为土壤微生物学指标表征土壤肥力的变化。土壤有机碳含量是提高作物产量、调控土壤微生物量和酶活性的关键因子。在供试条件下，长期实行早稻施绿肥+晚稻施猪粪的有机培肥，是提高土壤微生物量及酶活性并提高水稻产量的最佳选择。     

长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征

土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳（DOC）、 氮（DON）的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮（SMBN）占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值（SMBC/SMBN）,促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量（Nt）显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率（Nt/TN）,但有机肥配施化肥（氮或氮磷钾）的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。     

Long-Term Effect of Fertilizers and Amendments on Different Fractions of Organic Matter in an Acid Alfisol

The effect of fertilizers and amendments on organic matter dynamics in an acid Alfisol was studied in a long-term field experiment initiated during 1972 at experimental farm of Department of Soil Science, CSK HPKV, Palampur (India). Continuous application of chemical fertilizers either alone or in combination with farmyard manure (FYM) or lime for 42 years significantly influenced water-soluble organic carbon (WS-OC), water-soluble carbohydrate (WS-CHO), soil microbial biomass carbon, soil microbial biomass nitrogen, soil microbial biomass phosphorus, soil microbial biomass sulfur, humic acid (HA), and fulvic acid (FA). Continuous cropping without fertilization resulted in depletion to the order of 17, 21, 24, 23, 22, 26, 12, and 18% in WS-OC, WS-CHO, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, microbial biomass phosphorus, microbial biomass sulfur, HA, and FA, respectively. Different fractions of soil organic matter were found to be positively and significantly correlated with grain and straw/stover yield of wheat and maize crops.     

长期施用有机肥增加黄壤稻田土壤微生物量碳氮

【目的】微生物量碳、氮是土壤中易于利用的养分库及有机物分解和矿化的动力,与土壤养分循环密切相关,其变化可反映土壤耕作制度和土壤肥力的变化。本研究旨在揭示长期施肥对贵州黄壤稻田土壤微生物生物量碳 (SMBC) 和土壤微生物生物量氮 (SMBN) 的影响,并探讨其合理培肥模式。【方法】以贵州黄壤肥力与肥效长期定位监测基地为依托,采用氯仿熏蒸—K₂SO₄提取法,重点研究不同施肥条件下土壤微生物生物量碳氮的变化及其与全量有机碳氮的关系。试验处理包括不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施有机肥 (M)、低量有机无机肥配施 (0.5MNPK) 和高量有机无机肥配施 (MNPK)。【结果】长期不同施肥处理下,SMBC的变化范围在423.87～695.04 mg/kg之间,SMBN的变化范围在44.36～91.65 mg/kg之间。施用化肥 (NPK) 和施用有机肥及两者配施 (M、0.5MNPK和MNPK) 能增加SMBC和SMBN含量,其中MNPK处理较CK处理SMBC含量增幅最高,达64.0%,显著高于NPK和0.5MNPK处理,但与M处理差异不明显;M处理较CK处理SMBN含量增幅最高,达106.6%,显著高于NPK和0.5MNPK处理,但与MNPK处理差异不明显;长期单施化肥 (NPK) 仅对SMBN含量有显著提高作用 (44.1%),对SMBC作用不明显。SOC、TN和微生物熵 (qMB) 的变化与SMBC一致,均表现为MNPK处理最高,其次为M和0.5MNPK处理,NPK处理最低;所有施肥处理下的SMBC/SMBN无显著性差异且均低于CK处理。【结论】土壤微生物碳、氮量和微生物熵的显著提高均与土壤有机质和全氮的含量变化呈正相关,单施有机肥和高量有机无机肥配施是提高土壤微生物生物量的有效途径。     

长期施肥对红壤性水稻土微生物生物量与活性的影响

土壤微生物及其活性是指示土壤增肥过程和土壤环境变化的灵敏指标.本文研究了红壤荒地开垦为水田后不同施肥制度定位施肥 16 年后水稻土的微生物生物量与活性特征,结果表明:经 16 年水稻耕植,不同施肥措施下土壤的微生物生物量和活性还处于较低水平.施肥制度显著影响了水稻土的微生物生物量 C 和基质诱导呼吸,但对基础呼吸的影响还不明显.只施用 N、K 肥对提高土壤微生物生物量和活性没有显著效果,在不施肥或施用化肥的基础上配合有机循环可以显著提高土壤微生物的生物量、代谢活性和微生物呼吸的温度敏感性,N、P、K 肥配合有机循环的施肥制度对提高土壤微生物生物量和代谢活性的作用最好.     

农田潮土养分耦合循环的微生物学机理研究进展

科学施肥是实现农业增产和土壤健康的重要手段。深入认知土壤微生物驱动的养分元素循环过程对于评价和指导科学施肥具有极为重要的意义。近年来不同施肥策略对土壤微生物影响的认知虽取得长足进步,但多限于单一养分元素的影响。土壤养分元素循环过程及与碳循环过程具有不可分割性,互作和协同也是土壤微生物的重要特性之一。因此,揭示土壤微生物介导的养分元素的耦合会更有助于我们全面了解农田土壤养分循环过程和指导科学施肥。笔者研究团队多年来以中国科学院封丘农业生态试验站养分平衡长期定位试验为平台,利用土壤微生物学、分子生态学、微量热和同位素测定等技术,系统研究了不同施肥策略下潮土微生物介导的碳、氮、磷元素循环及耦合过程。本文综述相关研究成果。对于缺磷潮土,磷肥施用能够提高微生物生物量碳氮、转化酶活性、脲酶活性、呼吸强度及微生物代谢活性等,使得微生物能够保障土壤养分转化与作物养分吸收,增加潮土综合碳氮汇效应,“高效低排”地为生态系统服务;与之相反,缺施磷肥条件下,即使长期施用其它养分如氮肥,潮土微生物代谢效率仍然低下,且代谢过程会损失更多碳氮素,不利于潮土碳氮累积,致使土壤质量无法提高,还加剧了生态环境的污染。在阐明了微生物对潮土养分的响应与反馈后,还进一步揭示了潮土碳磷耦合的微生物学机制,提出了“缺磷耗碳,增碳活磷”的理论框架。长期缺磷使得外源碳经由微生物转化进入潮土有机碳库的比例减少,却增加了外源碳的净矿化量,使得更多外源碳以CO₂形式排放到大气,即缺磷潮土不利于外源碳向潮土有机碳的转化。但是,外源碳的添加能够长效刺激缺磷潮土中微生物的增殖,特别是解磷微生物。该过程可以使得土壤化学固持的磷素转移到微生物体内,增加了潮土中潜在有效磷含量,后续可以提供给植物利用,即外源碳的添加能够通过解磷微生物活化土壤中不可利用态磷素。最后,对今后农田土壤养分耦合循环的微生物学研究方向和内容进行了展望。这些结果会加深对科学施肥重要性的认知,有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。