东北麦田土壤微生物、小型动物及其生化活性的季节动态

初步研究了东北麦田土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用的季节变化规律及其与土壤生态因素的关系 ,分析了土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用之间的相互影响。结果表明 ,土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用具有明显的季节变化规律 ,其中土壤细菌、放线菌、湿生性线虫类、纤维素分解作用、固氮作用、有机磷转化作用、硝化作用、氨化作用和土壤微生物呼吸速率的最大值都出现在 7月份 ,土壤真菌、节肢动物弹尾类、无机磷转化作用的最大值出现在 6月份 ,比土壤细菌和放线菌等上述指标提前 1个月。节肢动物蜱螨类全年有 2个峰值 ,分别出现在 4月份和 8月份 ,土壤弱势类群全年高峰值出现在 8月份。在 6种环境因素中 ,除了土壤pH值以外 ,土壤温度、含水量、活性有机质、水解氮、有效磷对土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用存在着不同程度的影响。在土壤细菌、真菌、放线菌与小型土壤动物的消涨关系中 ,除了土壤蜱螨类、弱势类群以外 ,弹尾类、线虫类与土壤细菌、真菌和放线菌存在着较强的依存关系。土壤微生物和动物对土壤生化作用有不同程度的贡献率     

基于主成分—聚类分析的褐土肥力质量评价

以山西省寿阳县国家褐土长期定位试验基地为研究平台,定量评价不同施肥措施对土壤肥力质量的影响,为建立褐土区合理施肥模式和土壤肥力质量评价体系提供科学依据。通过主成分—聚类分析,综合评价了长期不同培肥措施的土壤肥力质量差异。结果表明,长期不同施肥处理的玉米产量与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有机质、酶活性均表现出极显著正相关,与pH呈极显著负相关。土壤肥力质量排序为:N3P2M3>M6>N4P2M2>     

长期定位施肥对无石灰性潮土酶活性的影响

试验研究长期定位施肥对无石灰性潮土酶活性的影响结果表明,长期单施有机肥及其配施无机化肥均能显著增强土壤脲酶、蛋白酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性。土壤脲酶活性、蛋白酶活性与土壤有机质、全N、碱解氮含量呈极显著正相关,磷酸酶活性与土壤有机质、有机磷、有效磷呈极显著正相关,蔗糖酶活性与土壤有机质呈极显著正相关。表明土壤酶活性与土壤肥力密切相关,可作为评价土壤肥力性状的生物学指标。     

长江三峡库区土壤动物群落结构初步研究

于长江三峡大坝工程开工前的1998年,对三峡库区几个地点（秭归、万县、神农架）不同海拔和生境下的土壤动物群落进行了调查研究.研究表明,整个地区不同生境中土壤动物的优势类群为线虫;常见类群有螨、弹尾目、线蚓、熊虫和猛水蚤目等;同一地点不同植被下,土壤动物类群之间存在着一定的相似性和差异.相关性检验表明：土壤节肢动物类群数与个体数之间的相关性受海拔、植被影响不大.研究还发现,生境条件（海拔、植被类型等）越优越,土壤动物的多样性指数越高.不同群落相似性比较显示,海拔相同、植被相近的群落相似性指数高.对线虫、螨类和弹尾目的数量差异分析表明,秭归地区三个类群受植被、海拔影响不大;万县地区海拔对蜱螨、弹尾目影响较大;神农架地区线虫分布受植被影响较大,螨类和弹尾目在不同植被和土层广布,而该地区枯枝落叶层中螨类数量随植被、海拔变化显著.     

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。     

不同施肥处理的土壤肥力指标及微生物碳、氮在玉米生育期内的动态变化

动态监测了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站不同施肥处理土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾及土壤微生物量碳、氮在玉米6个生育期内的变化.试验结果得出,长期施肥处理使土壤pH值降低;M4和M4N2P1处理使土壤有机质提高,而N4处理使土壤有机质降低;施肥处理土壤碱解氮含量都高于对照处理,在玉米生育期内土壤有机质和碱解氮变化都呈下降趋势;长期施用有机肥或有机无机肥配合施用可以大幅度提高土壤速效磷和速效钾的含量,M4处理土壤速效磷在玉米拔节期达到最大值.同时,除N4处理土壤微生物量碳、氮的平均值较对照降低外,其他施肥处理都较对照提高,且在抽雄期都表现出较高的水平.     

重金属污染对农田土壤无脊椎动物群落结构的影响

研究了土壤无脊椎动物对土壤重金属污染程度的响应。群落多样性指数随土壤重金属污染程度的加重而降低,井灌田、荒草田、黄灌田的群落多样性最高,而长期污灌田的群落多样性最低。重金属污染田土壤无脊椎动物的优势类群是蜱螨目和弹尾目,两类无脊椎动物具有较强的耐污染能力。在同一季节土壤无脊椎动物的种群数量主要受土壤污染程度的影响,污染程度越高其种群数量越低。不同季节间土壤无脊椎动物的数量存在极显著差异,不同污染程度的农田总群落、弹尾目和蜱螨目的个体数量均以7月为最多,10月次之,4月最少。     

保护性耕作下土壤动物群落及其与土壤肥力的关系

保护性耕作不仅能改善土壤特性,增加作物产量,也是缓解农田生物多样性损失的重要措施之一。为了探讨保护性耕作下土壤动物群落结构及其与土壤肥力的关系,试验采用裂区设计,主区为翻耕和免耕,副区为3种秸秆还田处理。结果表明：秸秆还田显著增加了土壤动物优势类群弹尾目和蜱螨目,耕作方式和秸秆还田量之间存在显著的交互效应。免耕和秸秆还田的结合增加了土壤有机质含量,但pH值下降;秸秆还田增加了土壤全氮和速效磷;与初始条件相比,过氧化氢酶和蔗糖酶活性下降,而尿酶活性有所增加。土壤有机质和全氮对土壤动物特别是弹尾目和蜱螨目有显著的正效应,土壤速效磷含量也与优势类群表现为正相关;鞘翅目、双尾目和唇足纲表现了能适应相对较高pH值的土壤环境。总之,保护性耕作在一定程度上增加土壤碳库,缓解温室效应,同时也提高了土壤动物丰富度;土壤动物与土壤养分密切相关,表现其在作物对养分利用的有效性上起着重要的作用。     

小麦生长期土壤养分与根系活力变化及其相关性研究

研究了小麦生长期内土壤氮、钾与小麦根系活力变化及其相关性。结果表明,土壤碱解氮、速效钾和非交换性钾含量随小麦生育进程呈现有规律的变化;小麦根系活力呈现先增加,孕穗期峰值出现后迅速下降,成熟时根系活力下降到最低值的变化规律,不同施肥处理小麦整个生育期内根系活力大小顺序为:MNPK、NPK>NK>N、NP>CK、M。土壤碱解氮、速效钾、非交换性钾含量与小麦根系活力呈显著或极显著正相关,说明土壤N、K养分有效性的高低是影响小麦根系活力的重要因素。     

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。     

有机无机氮肥配施下洛阳烟田土壤N2O排放特点及其控制因素

随着农田化肥使用量的逐年增加和土壤退化问题日趋严重,农田温室气体排放关注度持续提高,为研究旱作植烟土壤N_2O排放特征及影响机理,设置6个田间试验处理,分别为CK0(不施肥处理)、CK1(100%无机氮)、T1(50%无机氮+50%饼肥氮)、T2(50%无机氮+50%羊粪肥氮)、T3(25%无机氮+75%饼肥氮)、T4(25%无机氮+75%羊粪肥氮),各处理施氮量均为45 kg/hm²,烟田施用基肥后起142天内测量不同处理土壤N_2O排放通量、硝态氮、铵态氮含量、根层温度和含水率。结果表明:(1)基肥施入后的3~7天内,土壤N_2O排放通量进入高峰,无机肥处理和有机无机肥配施处理的高峰期分别可维持20,9天,追肥后3天再次出现排放峰并持续9天,随后伴随烟株的生长发育,烟地N_2O排放通量逐渐趋向稳定。(2)基肥施用后仅1个月内N_2O累积排放量可达到总排放量的27.4%~32.6%;处理间N_2O排放量和排放系数均表现为无机>有机+无机(1∶1)>有机+无机(3∶1),无机肥配施有机肥明显降低了肥料中氮素以N_2O形态的损失量;与无机肥相比,T1和T2烟叶产量分别增加9.44%和6.37%,T1、T2、T3和T4处理的N_2O排放强度有着不同程度的降低。(3)主成分分析结果显示,在不施肥烟地中0—5 cm土壤温度和含水率是N_2O排放通量主导因子,利用相关性分析此环境下温度和水分分别与N_2O排放通量间呈现显著和极显著正相关关系;施肥后土壤铵态氮含量和土壤含水率是烟地N_2O排放通量的主导因子且相关性分析均呈现极显著正相关关系。综上,旱地植烟土壤N_2O排放受氮肥种类影响较大,施肥后N_2O排放通量对土壤温度响应减弱,主要受土壤铵态氮含量和含水量的影响;在总氮量相同情况下,有机无机肥配施比例为1∶1时明显降低土壤N_2O排放并提高了产量,该比例饼肥和羊粪肥处理分别将烟地N_2O排放强度降低20.4%和23.7%。     

长期施肥对小麦-玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响

通过对华北平原小麦–玉米轮作农田生态系统18年田间施肥试验,研究了长期不同施肥处理对耕层（0—20 cm）土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的影响。试验设化肥NPK不同组合（NPK、NP、NK、PK）,全部施用有机肥（OM）,一半有机肥+化肥NPK（1/2OMN）及不施肥（CK）共7个处理。结果表明,各施肥处理均能在不同程度上增加土壤腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡敏素）及活性腐殖质（活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮含量,提高可浸提腐殖质（胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质组分碳和氮分配比例;但施肥对土壤活性腐殖质组分碳和氮含量的增加率均分别高于腐殖质组分碳和氮。各处理土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均为OM处理最高,且有机肥与化肥NPK配施高于单施化肥各处理;而化肥处理中NPK均衡施用效果最好。说明施用有机肥、有机肥与化肥NPK配施及化肥NPK均衡施用是增加土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的关键;活性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措施的响应更灵敏。     

有机肥对油菜硝酸盐含量和土壤盐分累积的影响

探讨了不同C/N的有机肥对油菜生物量、硝酸盐含量以及土壤EC的影响。结果表明:施用低量氮肥,增施M1能够增加油菜的生物量,硝酸盐含量无显著变化;增施M2、M3,能够降低油菜生物量和硝酸盐含量。当N用量为N0.067g kg-1土时(300kg hm-2),增施M1,油菜生物量和硝酸盐含量无显著变化;增施M2、M3时,显著降低生物量和硝酸盐含量。施用高氮肥,增施三种有机肥显著增加油菜生物量,硝酸盐含量无显著变化。三种不同C/N的有机肥在低量氮肥时对土壤EC的影响不显著,在高氮量时,增施M1能够增加土壤EC,增施M2、M3能够降低土壤EC。     

有机肥长期施用对设施土壤全镉和有效态镉含量的影响

应用长期田间定位试验方法,比较研究了长期有机肥不同施肥方式（不施肥、有机肥常量、有机肥减量及有机肥减量配施化肥）对设施土壤镉（Cd）全量及有效态含量的影响,同时考察了其对土壤特性的影响及二者的相关性。结果表明：与不施肥的设施土壤（对照）相比,长期定量施用有机肥土壤表层（0～20 cm）Cd全量显著降低,且随着施用量下降,这种效果更显著,但对亚表层（20～40 cm）Cd全量无显著影响。长期施用有机肥会提高设施土壤表层Cd有效态含量,特别是0～10 cm土壤有效态Cd含量显著高于对照,但与有机肥常量处理相比,有机肥减量和有机肥减量配施化肥处理土壤有效态Cd含量分别显著降低了17.56%和14.04%;同时,有机肥减量配施化肥对设施土壤有机质、全氮、表层有效磷均有大幅提升,且pH偏高于有机肥常量。相关分析表明,设施土壤有机质、有效磷含量均与土壤Cd全量和有效态含量之间呈显著或极显著正相关,土壤全氮含量与Cd有效态含量呈显著正相关,pH与有效态含量之间呈极显著负相关。上述结果表明有机肥适当减施,同时辅以适量化肥,可进一步改善设施土壤特性,进而控制设施土壤表层Cd累积。     

冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响

采用田间定位试验,研究了冬闲期种植绿肥和稻草全量还田对江汉平原单季稻田土壤理化性质和水稻产量的影响。试验设置稻草不还田水稻不施肥(CK)、稻草不还田单施化肥(NPK)、稻草原位焚烧还田+化肥(RSB+NPK)、稻草全量还田+化肥(RSM+NPK)、稻草不还田单独种植绿肥+化肥(GM+NPK)以及稻草全量还田+种植绿肥+化肥(RSM+GM+NPK),共6个处理。结果表明,与不还田的CK及NPK处理相比,RSM+NPK、GM+NPK和RSM+GM+NPK处理模式均有利于改善土壤物理性状和提高耕层土壤养分及有机质含量,其中多以RSM+GM+NPK处理增幅最大。RSB+NPK处理较CK处理显著提高土壤pH值、土壤有效磷和速效钾含量,但对土壤有机质、全氮和碱解氮含量影响不大。GM+NPK处理与RSM+GM+NPK处理稻谷产量近似,分别较NPK处理显著增加6.9%~11.7%和6.0%~13.4%,3年平均增加9.1%和8.7%,而RSM+NPK和RSB+NPK处理的稻谷产量3年里与NPK处理无显著差异。综合考虑,在江汉平原单季稻作条件下,以冬闲期稻草条带覆盖还田与种植绿肥配合还田为宜,可以改善土壤理化性质,显著提高水稻产量。     

猪粪有机肥施用对潮土速效养分含量及团聚体分布的影响

针对集约化养殖畜禽粪便无序排放产生的环境问题,采用连续2年的盆栽试验,以猪粪有机肥为研究对象,设计5个有机肥施用水平(0、6.7、13.3、26.7、40.0 g·kg~(-1)土),研究了猪粪有机肥施用对潮土有机碳、速效养分含量及土壤团聚体分布的影响,为畜禽粪便田间消纳和合理施用提供理论依据。研究结果表明,土壤中有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥施用量的增加而呈现逐渐升高趋势,且第二年土壤中各指标增加更加明显,第二年施肥处理各速效养分含量分别比第一年高2.7%~54.0%、6.7%~34.6%、36.8%~159.5%、20.3%~35.7%;土壤有机碳含量与外源有机碳投入量之间存在着显著的线性关系,有机肥施用可以显著提高生菜产量,且具有明显的后效作用。2年试验中,土壤团聚体以0.053~0.25 mm和0.053 mm小团聚体所占比例较大,且随有机肥施用量增加呈现降低趋势,而0.25~0.5 mm和0.5 mm大团聚体含量却随有机肥施用量增加呈升高趋势,可见,施用有机肥可促进大团聚体的形成,在有机肥施加量为40.0 g·kg~(-1)土时,土壤中0.25 mm团聚体的含量最高,土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)最大,土壤的团聚化作用最强,土壤结构最稳定。     

施肥结构对砂质潮土中微量营养元素空间变化的影响

本文通过长期定位施肥试验 ,分析了不同施肥结构对砂质潮土交换性钙、镁及有效硫、锌、锰、铜、铁等在 0～ 1 2 0cm土体中空间分布变化的影响 .结果表明 ,磷肥明显提高土壤交换性钙的含量 ,而有机肥与氮肥对土壤钙含量无明显影响 .但有机肥显著增加土壤交换性镁含量 ,各层镁含量与有机肥用量呈显著或极显著正相关 ,磷肥同样对土壤镁有提高作用 ,但氮肥无论是否与有机肥配施均降低了土壤各层交换性镁含量 .土壤 0～ 4 0cm有效锌、锰、铁均随有机肥增加而增加 ,并与有机肥用量呈极显著正相关 .而化肥无论是否与有机肥配施均降低土壤有效锌含量 ,但却增加了有效铁含量 .氮肥单施降低土壤有效锰含量 .在无有机肥情况下 ,施磷提高土壤有效铁含量 ,而在施有机肥条件下磷肥则降低耕层有效铁含量 .磷肥只在单施化肥时增加土壤有效锰含量     

稻—油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CFM1)及有机肥替代40%化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外酶活性,应用多元回归分析探讨土壤性质对土壤胞外酶活性及多功能性的影响。结果表明:与CF处理相比,CFM1、CFM2处理的微生物量碳、氮和土壤呼吸在油菜季平均增加275.27%,41.90%和64.29%;而在水稻季平均增加115.06%,338.32%,60.87%。有机肥替代部分化肥也显著提高土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量,增幅为13.25%~95.48%。相比单施化肥,有机肥替代部分化肥显著增加油菜季土壤β—葡糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、N—乙酰—β—D—氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶等碳氮磷循环相关胞外酶活性,增幅为20.33%~140.31%;而在水稻季,只有木聚糖酶活性显著增加,增幅为133.63%~159.86%。油菜季土壤胞外酶活性变化的关键因子为土壤微生物量碳,而水稻季的则为土壤速效磷。相比不施肥和单施化肥,有机肥替代处理显著增加土壤多功能性,油菜季土壤多功能性的主要预测因子和调控因子主要是速效钾和速效氮含量,而水稻季的则为速效磷和微生物量氮。总之,有机肥替代部分化肥有利于土壤养分、土壤胞外酶活性和多功能性提高,是维持作物稳产和保持土壤生物健康的重要措施。     

长期施肥对氨氧化古菌丰度及群落结构的影响

【目的】氨氧化古菌对土壤氮素转化有着重要的作用。本研究以长期定位施肥黄泥田土壤为研究对象探讨了长期不同施肥模式对土壤氨氧化古菌数量和多样性的影响,为制定合理的施肥制度提供理论基础。【方法】试验在福建省农科院试验站上进行,以30年长期定位施肥的红壤性水稻土为研究对象采用荧光定量PCR和克隆文库技术,研究了长期不同施肥模式对氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)丰度及群落结构的影响。试验设4个处理:1)不施肥(CK);2)单施氮磷钾肥(NPK);3)氮磷钾肥配施牛粪(NPKM);4)氮磷钾肥配施秸秆(NPKS)。小区面积为12 m~2每个处理设3个重复。土样采集时间为2012年10月份(水稻收获后),测定土壤养分和氨氧化古菌的数量及多样性。【结果】1)与CK相比,NPKM和NPKS处理显著增加了土壤有机质含量,NPKM和NPKS处理之间无显著差异。2)与CK相比施肥均能提高土壤全氮含量;NPKM和NPKS处理能够显著提高土壤全磷含量,NPKM处理全磷含量最高;仅NPKS处理能显著增加全钾含量。3)与CK相比,长期施肥均能提高土壤有效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量,并且NPKM处理AN和AP含量最高,NPKS处理中AK含量最高。4)与CK相比,长期施肥均对土壤pH值无显著影响。5)与CK处理相比,NPKM和NPKS处理的amoA基因拷贝数显著增加增加幅度分别为168.4%和95.7%;单施化肥处理与CK无显著差异。土壤氨氧化古菌数量与土壤有机质含量呈显著正相关,与土壤全磷、有效氮、速效磷和速效钾含量呈极显著正相关。6)长期不同施肥处理影响土壤氨氧化古菌的种群结构,单施化肥增加了土壤AOA的多样性,而化肥配施有机肥则降低了AOA的多样性。7)本试验中得到的土壤氨氧化古菌amoA基因序列均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeote)和奇古菌(Thaumarchaeote)。本试验所得氨氧化古菌绝大多数与来自土壤、沉积物的amoA基因克隆非常相似,少数与水体环境相似。【结论】不同培肥模式下,土壤中氨氧化古菌均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeota)和奇古菌(Thaumarchaeota),然而水稻土壤养分和氨氧化古菌丰度及群落结构变化显著。单施化肥的作用不明显,有机无机肥配施有利于土壤有机质和养分的积累以及氨氧化古菌的生长增加了氨氧化古菌优势菌群的比例。