土壤酶活性与土壤肥力的关系研究

通过长期定位试验地中土壤养分和酶活性的测定结果,将其进行了相关分析、通径分析和主成分分析。结果表明,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性可以作为土壤肥力的指标,且酶活性大小受到土壤化学性质和其它酶活性影响。土壤主成分分析能较为客观地评价土壤肥力水平。     

河南南阳烟区土壤生态指标的主成分分析

采用主成分分析法对南阳烟区13个不同生态类型土壤的物理、化学及生物学性状指标进行分析,结果表明,南阳烟区土壤化学生态指标中第一主成分为有机质的综合指标;第二主成分为pH。南阳烟区土壤物理生态指标中第一主成分为容重、孔隙度;第二主成分为土粒密度。南阳烟区土壤生物学生态指标中第一主成分为脲酶活性、过氧化氢酶活性的综合指标;第二主成分为纤维菌数、放线菌数、氨化菌数的综合指标。南阳烟区土壤物理和化学生态指标中第一主成分为容重、孔隙度;第二主成分为土粒密度。南阳烟区土壤物理、化学和生物生态指标中第一主成分为有机质的综合指标;第二主成分为脲酶活性、过氧化氢酶活性、真菌数等生物学的综合指标;第三主成分为pH、土粒密度、容重等理化综合指标;第四主成分蛋白酶活性和放线菌数的生物学综合指标。为抓住主要矛盾从不同层次研究和改良南阳烟区土壤生态条件提供理论依据。     

安太堡露天矿植被恢复过程中土壤生态肥力评价

平朔安太堡露天矿位于山西省西北部,地处黄土高原生态脆弱区,采煤造成了土地的严重损毁及植被的无存。自1989年以来,在平朔安太堡露天矿采煤废弃地开展土地复垦与生态重建工作已有20余年,现已形成2000 hm²不同复垦模式的人工生态林。对安太堡露天矿复垦地不同植被恢复模式土壤理化性质、酶活性和微生物区系进行分析和土壤生态肥力评价,为人工诱导和支持下的生态脆弱矿区采煤废弃地的生态恢复重建提供类比试验数据。结果表明:不同植被恢复模式中土壤理化性质、酶活性和微生物区系存在明显差异,通过主成分分析对各植被恢复模式的土壤肥力进行了综合评价,油松—刺槐混交林土壤肥力最高,人工植被恢复显著地改善了土壤生态环境,促进了土壤养分的提高。     

长期施用化肥对黑垆土酶活性影响

对设在黄土高原旱地土壤上的长期化学肥料定位试验经16年连续施肥后收获期土壤的5种酶活性进行了测定,结果表明,土壤过氧化氢酶活性随施磷量的增加而降低,脲酶活性随施氮肥量增加而增加。相关分析表明碱性磷酸酶活性与有机C相关达显著水平,过氧化氢酶活性与有效磷达极显著负相关。通径分析表明蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性对产量的影响作用达到显著或极显著水平,土壤酶活性是土壤物理化学性质等的综合作用结果,用它们可以对长期施用化肥的土壤肥力进行评价。     

不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤氮磷生物转化特征

为了从土壤生物学角度评价太湖地区不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤肥力与质量,该研究调查了江苏省宜兴市不同蔬菜品种、不同栽培年限、不同栽培方式及不同土壤深度的蔬菜塑料大棚土壤氮磷生物学特性.结果显示,土壤脲酶活性受不同蔬菜品种影响,栽种黄瓜的土壤脲酶活性显著小于栽种茄子的土壤.随着栽培年限的增加,土壤脲酶活性与氨氧化细菌数量明显增加.在种植同一种蔬菜(黄瓜)条件下,基质槽培下理化性状与部分生物学指标优于土壤栽培.蔬菜塑料大棚土壤脲酶活性与氨氧化细菌数量随着土壤深度的增加总体呈缓慢降低的趋势,中性磷酸酶活性随土壤深度增加先升高而后降低;与相同土层的露地土壤相比,蔬菜塑料大棚土壤理化性状逐渐恶化,土壤脲酶活性和氨氧化细菌数量相对较高.这些结果可以为该地区蔬菜塑料大棚土壤的可持续利用提供初步的土壤生物学依据.     

石羊河流域下游退耕地土壤酶活性及土壤肥力因子的相关性

通过对石羊河流域下游不同年代退耕地的土壤养分、土壤酶活性的取样测定,对二者之间的相关性进行了分析。结果表明不同退耕时间土壤养分和土壤酶活性存在显著差异,蔗糖酶与磷酸酶、硝态氮、土壤有机质呈极显著正相关;脲酶与全氮呈极显著正相关,与硝态氮、速效磷及速效钾呈极显著负相关,与全磷呈显著相关;磷酸酶与铵态氮呈极显著正相关;过氧化氢酶与全氮、硝态氮及土壤有机质呈极显著正相关。通过对土壤酶活性和土壤肥力因子进行主成分分析,表明土壤酶活性出现在前三个主成分之中,说明土壤酶活性是表征退耕地土壤生物特性的重要因素,其次全氮、铵态氮和全磷也出现在前四个主成分中,对土壤肥力影响较大。     

宁夏引黄灌区农田土壤酶活性及其空间变异

采集了同一地点不同土地利用方式,及不同地点不同典型土地利用类型下银川平原的灌淤土样品,在分析了土壤基本理化性质的基础上,用奈氏比色法、苯磷酸二钠比色法和高锰酸钾滴定法,分别测定了宁夏引黄灌区农田不同利用方式下土壤的磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的活性状况,并对土壤酶活性与土壤的基本理化性质的相关性进行了相关分析。结果表明,土地利用方式对三种酶活性有很大的影响。12年果园磷酸酶活性最高,常年旱田脲酶和过氧化氢酶活性最高,而盐化旱田及常年淹水的稻田,三种酶活性都很低。脲酶活性与土壤全氮之间显著正相关,全磷与三种酶活性都极显著相关,三种酶之间达到显著或极显著正相关关系。表明磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性的大小可以敏感地表征宁夏引黄灌区土壤肥力和生产力的高低。     

三峡库区不同林龄柑橘土壤酶活性的演变

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。本研究以生长年限为10、20年和30年的柑橘林0~20 cm和20~40 cm土层土壤为研究对象,主要探讨了土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性随着柑橘林龄的延长和土壤深度的增加的变化规律。结果表明,随着柑橘林龄的延长,0~20 cm土层土壤过氧化氢酶活性10年和20年样地之间无显著性差异,但都显著大于30年的样地;而0~20 cm土层土壤转化酶和脲酶活性逐渐提高,20年时达到最大值,其后又降低。随着土壤深度的增加,过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性在3个林龄的柑橘林中都呈现显著的下降趋势。相关性分析的结果表明,土壤转化酶活性、脲酶活性都与土壤有机碳和微生物量碳氮之间都具有显著的正相关性,而过氧化酶氢活性与土壤理化特性及其微生物量之间都无显著的相关性。主成分分析结果进一步显示,土壤转化酶活性、脲酶活性、有机碳和微生物生物量碳氮均在第一主成分中具有较大的载荷,对第一主成分的贡献最大。以上结果表明脲酶和转化酶活性能够做为柑橘土壤质量变化的敏感指标。     

降香黄檀不同混交模式土壤肥力的比较研究

以海南澄迈林场的4种降香黄檀混交模式为研究对象,即降香黄檀×檀香、降香黄檀×母生、降香黄檀×沉香和降香黄檀×奥氏黄檀,分析比较不同混交模式下的土壤物理、化学和生物学性质,并运用主成分分析法对其土壤肥力进行比较评价。结果表明:不同混交模式土壤的理化性质和生物学性质均体现出垂直分布规律;土壤含水量、容重、pH值、养分含量、微生物数量和酶活性在不同混交模式间以及同一模式的不同土层间均存在差异性;4种混交模式中,降香黄檀×檀香模式的含水量、有机质、碱解N、有效P含量、细菌数量均最多,pH值最高,容重最小。通过主成分分析法计算4种混交模式土壤肥力大小顺序为降香黄檀×檀香降香黄檀×母生降香黄檀×奥式黄檀降香黄檀×沉香,综合可知,檀香是降香黄檀最适宜的造林树种,能有效提高土壤肥力。     

长期施用化肥对黑垆土酶活性影响

对设在黄土高原旱地土壤上的长期化学肥料定位试验经16年连续施肥后收获期土壤的5种酶活性进行了测定，结果表明，土壤过氧化氢酶活性随施磷量的增加而降低，脲酶活性随施氮肥量增加而增加。相关分析表明碱性磷酸酶活性与有机C相关达显著水平，过氧化氢酶活性与有效磷达极显著负相关。通径分析表明蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性对产量的影响作用达到显著或极显著水平，土壤酶活性是土壤物理化学性质等的综合作用结果，用它们可以对长期施用化肥的土壤肥力进行评价。     

翻压不同绿肥品种对植烟土壤肥力及酶活性的影响

为了明确不同绿肥品种与土壤肥力及酶活性的关系,通过田间试验及简单相关分析、典型相关分析和主成分分析,研究种植翻压不同品种绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明,不同品种绿肥种植翻压均可显著改善土壤的物理性状,提高土壤养分含量和土壤酶活性,在效应上具有相似的特点,主要影响土壤脲酶、过氧化氢酶与酸性磷酸酶活性及碱解氮和有效磷的含量,主要差异是土壤体积质量、孔隙度、pH、有机质、全氮、速效钾、过氧化氢酶的变化;脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种土壤酶不仅两两之间均呈极显著正相关,而且与土壤肥力指标均呈极显著相关;土壤肥力与土壤酶活性存在极显著的典型相关关系;此结果对当前的烤烟生产和土壤改良具有较大的意义。     

有机种植对温室土壤肥力质量的影响

利用中国农业大学曲周实验站温室有机种植长期定位试验,研究了不同种植模式下3种土壤物理指标、9种土壤化学指标和4种土壤生物指标,并运用主成分分析方法,对不同种植模式下土壤肥力质量进行综合评分。结果表明:①相比于无公害和常规种植,有机种植有利于降低温室土壤容重,提高温室土壤含水量,温室土壤水稳性大团聚体高达58.02%,改善了温室土壤物理环境条件;②有机种植提高了温室土壤有机质及氮、磷、钾养分含量,对温室土壤pH和EC值影响不大,但增加了温室土壤阳离子交换量,有利于提高温室土壤的保水保肥能力;③相比于无公害和常规种植,有机种植土壤微生物碳含量分别提高了32.84%、109.30%,同时增强了温室土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性,有利于温室土壤微生物多样性提高;④通过对16个土壤肥力质量指标进行主成分分析,3个主成分累计贡献率达91.052%,主成分综合评分能更敏感反映土壤质量变化,本试验中有机种植、无公害种植和常规种植的主成分综合评分分别为1.514、0.099和–1.613,表明有机种植显著提高了温室土壤的肥力质量。     

应用主成分分析和聚类分析评价不同施肥处理条件下新垦淡灰钙土土壤肥力质量

通过定位试验与室内分析,研究了新垦淡灰钙土的化学、物理、生物学性质,并从中挑选出10个能反映土壤肥力质量特性的定量因子,作为评价指标,采用主成分分析,对淡灰钙土开垦前以及开垦后不同施肥处理进行了综合评分,然后用欧氏距离最短距离法对其进行了聚类。结果表明:淡灰钙土经过开垦、灌溉、种植农作物,土壤肥力质量提高;开垦后不同施肥处理比较,单施有机肥与有机肥配施化肥土壤肥力质量较高,N、P以及与其他化学肥料配施次之,单施N肥与不施肥较差。     

基于主成分-聚类分析评价不同轮作模式对土壤肥力的影响

为探明我国西北半干旱区"粮经饲"不同轮作模式的土壤肥力效应,于2017年在宁夏自治区固原市原州区设置玉米-豌豆(C-Pe)、玉米-玉米(C-C)、2龄苜蓿(2A)、高粱-马铃薯(B-Po)、燕麦-玉米(O-C)、马铃薯-燕麦(Po-O)、豌豆-高粱(Pe-B)7种轮作处理模式,研究了不同粮草轮作模式土壤养分、酶活性及可培养微生物群落特征,并进行土壤肥力综合评价。结果表明:(1)不同轮作处理模式对土壤养分影响显著,与其他轮作模式相比,2A模式更有利于土壤养分的累积,而C-C模式增加了对养分的消耗,C-Pe和Po-O模式的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量高于B-Po和O-C模式,轮作处理对全钾含量影响较小。(2)不同轮作处理模式对土壤酶活性影响显著,2A模式较其他轮作模式显著增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性(P<0.05),C-C模式土壤酶活性最低。O-C和Pe-B模式的蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性高于B-Po模式。(3)不同轮作处理模式对土壤可培养微生物数量影响显著,且各轮作模式下土壤微生物数量以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌数量最少,并有明显的土层垂直分布规律,与其他轮作模式相比,2A、C-C和B-Po模式的细菌数量和微生物总数量显著下降(P<0.05),真菌数量显著增加(P<0.05),O-C模式的细菌数量和微生物总数量明显增加,真菌数量降低。(4)运用主成分分析-数值聚类方法对不同轮作模式下土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物数量的15个指标进行土壤肥力综合评价,主成分分析提取的2个主成分累计贡献率达89.38%,第1主成分以土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶贡献最大,达63.56%,第2主成分以细菌数量、真菌数量和微生物总数贡献最大,达25.82%,且各轮作模式在2个主成分上的综合得分排名为2A>Pe-B>C-Pe>O-C>Po-O>B-Po>C-C。再以2个主成分得分进行聚类,将7个模式共分为3类,第1类(2A)土壤综合肥力最好;第2类(Pe-B、O-C、C-Pe、Po-O、B-Po)土壤综合肥力较好;第3类(C-C)土壤综合肥力较差。研究结果为当地耕作方式改良提供理论依据和实践指导。     

晋南长期免耕褐土肥力和酶活性的关系

临汾市尧都区机械化保护性耕作试验示范区连续18年免耕覆盖(NTCS18)、连续12年免耕覆盖(NTCS12)、连续10年免耕覆盖(NTCS10)和传统耕作(CK)对土壤肥力和酶活性的影响研究结果表明,长期免耕提高了表层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量,并使表层土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性显著增加;相关分析研究表明,长期免耕条件下土壤肥力与土壤酶活性间关系密切,蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶可以用来评价长期免耕土壤肥力状况;主成分分析法研究表明,长期免耕土壤肥力和酶活性信息系统主成分得分由高到低顺序为:NTCS18>NTCS12>NTCS10>CK,说明长期免耕利于土壤肥力水平和酶活性提高,而且肥力水平和酶活性随免耕年限的延长而提高。长期免耕利于土壤综合肥力的提高,利于农业的可持续发展,是北方干旱半干旱地区可行的一种耕作方式。     

基于主成分-聚类分析评价长期施肥对砂姜黑土肥力的影响

利用安徽濉溪杨柳定位试验(1981-)为平台,以土壤的5种酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)及7种基础化学性质(pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)作为评价指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系统聚类。结果表明,通过主成分分析方法可将原12个土壤生物化学性质指标降维、提取出2个主成分,反映了原信息量的88.22%,且无原变量丢失。其中第一主成分以酸性磷酸酶、中性磷酸酶、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾贡献最大;第二主成分则以脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、pH贡献最大。作为综合评价砂姜黑土肥力的生物指标,酸性和中性磷酸酶优于其他三种土壤酶。以两个主成分得分为新指标进行聚类得到长期不同施肥方式对砂姜黑土的培肥效果排序为MNPK,HMNPKMNPKCK,即有机肥与化肥配施是砂姜黑土的最佳培肥模式,单施有机肥次之,而长期单施化肥或者不施肥则会导致土壤肥力下降。