近100年植被破坏加速侵蚀下土壤养分和 酶活性动态变化研究

选取不同开垦年限的阳坡梁坡农地为研究对象,研究子午岭地区近100年植被破坏加速侵蚀下土壤养分和酶活性动态变化。结果表明,林地被开垦近100年来,阳坡梁坡农地0―20和20―40 cm土层中土壤的有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性皆随开垦年限的延长呈明显的下降趋势。与对照林地相比,不同开垦年限的农地土壤剖面0―20 cm土层的土壤有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别下降了26.6 %～84 .4%、17.6%～76.9 %,15.7%～73.8%和37.6%～68.6 %;20―40 cm土层分别下降了30.7 %～81.0%、8.3 %～71.9%,17.3 %～96.9%和51.1%～92.6%。土壤有机碳、全氮含量,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在开垦初期（4 a）年均下降速率最大;而后,随开垦年限延长年均下降速率减少。土壤有机碳和全氮含量在0―20和20―40 cm土层之间差异随着开垦年限的延长呈减少趋势。土壤脲酶活性随开垦年限的延长呈先上升后下降的趋势,开垦9 a农地的土壤脲酶活性最高。受施用磷肥的影响,土壤速效磷含量随开垦年限延长,在0―20 cm土层呈波动变化,在20―40 cm土层呈微弱下降趋势。     

不同种植时间菜园土壤微生物生物量和酶活性变化特征

土壤生物学指标能够反映土壤质量在各种自然和人为作用下的微小变化,是敏感的土壤质量指标。本文以太湖地区高强度开发为背景,研究了不同利用年限的菜园土壤微生物生物量C和酶活性的变化特征。研究结果表明,菜园土壤随着利用年限的不断增加,土壤养分逐渐升高,土壤脲酶活性、土壤微生物生物量C与土壤有机质、全N、全P之间具有良好的线性关系,土壤纤维素酶活性随菜地利用时间增加有上升的趋势,它们能较好地区别不同利用年限的菜地土壤,可以作为敏感的土壤生物学指标。但土壤转化酶活性与土壤养分的变化没有明显的相关性。     

有机肥与氮肥配施对日光温室黄瓜和土壤硝酸盐含量的影响

在保护地栽培条件下,采用裂区设计,研究不同有机肥用量和氮肥用量配施对黄瓜NO3--N含量、不同层次土壤NO3--N含量动态变化的影响。结果表明:增施氮肥显著提升黄瓜果实NO3--N含量,氮肥与有机肥配合能够降低黄瓜NO3--N含量,交互作用极显著。高有机肥用量与高氮肥用量施用及施用氮肥不配合有机肥,保护地黄瓜NO3--N含量达到二级污染程度。黄瓜NO3--N含量、土体NO3--N的供应水平和积累量与有机肥、氮肥的施用密切相关,高量施用有机肥上层土壤NO3--N易积累,高氮肥用量(N3)处理易使土体积累NO3--N,施用有机肥能够减弱土壤中NO3--N的淋失。生产中降低黄瓜NO3--N含量和土体NO3--N淋失、积累量的施肥措施是:施用有机肥量为45~90 thm-2,施用纯氮水平为450~750 kghm-2。     

钾肥、尿素与有机物料或双氰胺配施对菜园土壤中氮素分解转化特征的研究

采用室内培养试验探讨了钾素、尿素与有机物料或双氰胺配施对土壤中NH4+-N和NO3--N含量变化及相关的脲酶、转化酶的影响。试验结果表明,尿素与双氰胺配施延缓硝化作用的进行,有效地降低土壤中NO3--N的积累和维持土壤中较高的NH4+-N含量,而尿素配施有机物料对土壤NO3--N和NH4+-N含量的影响与单施尿素处理间没有显著差异。土壤铵态氮含量随施钾量的增加而增加,而硝态氮含量则呈下降趋势。钾对土壤脲酶和转化酶活性没有明显的影响,但是配施有机物料处理的脲酶和转化酶活性显著高于单施尿素或尿素配施DCD。     

不同耕作方式对土壤有机碳矿化及酶活性影响研究

土壤有机碳矿化与陆地生态系统碳循环和全球气候变化密切相关,在推广保护性耕作的背景下,研究揭示耕作措施与土壤有机碳稳定性的关系十分必要。本研究采集土壤样本,进行为期182 d的有机碳矿化培养,通过土壤有机碳矿化特征、酶活性变化,探讨了土壤理化因子、酶活性对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,随培养时间的延长,经过不同耕作方式背景下土壤有机碳矿化速率随时间变化呈现出相同的规律,即培养前期矿化速率快速下降、后期趋于平稳;不同耕作方式后的0～20 cm土层土壤有机碳累积矿化量、酶活性均显著高于20～40 cm土层(P 0.05),但各土层不同土壤酶活性之间呈极显著正相关(P0.01);不同旋耕方式对土壤有机碳固碳能力影响不同,在研究区域推广深松(耕)与旋耕相结合的耕作方式可减少土壤碳损失,对于节能减排、减缓农业生产对气候变暖的压力有积极作用。     

黄土高原丘陵沟壑区植被恢复过程对土壤剖面矿质氮累积影响--以纸坊沟流域试验区为例

根据不同植被类型和不同植被恢复年限,在位于半干旱黄土高原丘陵沟壑区延安安塞纸坊沟流域采集68个剖面样品,探讨植被恢复过程土壤剖面中残留矿质态氮的变化;同时采取该流域连续14年施用不同肥料处理的坡地长期定位试验剖面土样,研究连续施肥对农田土壤剖面残留NO3--N累积的影响。结果表明,NH4 -N在土壤剖面中的分布和累积基本不受植被恢复及植类型的影响,但NO3--N在土壤剖面中的累积量随植被恢复而下降。林地、草地和农田0～50cm土层平均累积的NO3--N分别为17 4kg/hm2,14 9kg/hm2和39 9kg/hm2;林地和草地剖面中NO3--N累积量所占矿质氮总累积量比例远小于NH4 -N,而对农田土壤,剖面中NO3--N累积量所占比例与NH4 -N所占比例基本相当;农田土壤剖面中NO3--N累积量所占比例显著大于林地和草地。长期定位试验结果进一步证明了在农田连续施用氮肥会显著增加土壤剖面中残留NO3--N累积,当农田退耕还林还草后,累积的这一部分NO3--N因植物吸收利用、土壤生物固定和损失等途径而下降,最终达到低而稳定的水平。     

旱地红壤线虫群落对不同耕作年限的响应及指示意义

我国热带和亚热带地区的红壤农田肥力水平低,严重制约着农业生产力的提升。不同农业管理措施会对土壤理化性质和生物群落产生不同的影响。本文研究了不同耕作年限条件下的旱地土壤,选取耕作10 a、20 a、50 a的花生地和菜地,并以未开垦的原始荒地作为对照。结果显示,与荒地相比,各年限花生地的土壤肥力等指标表现出下降的趋势,菜地土壤的各项性质则呈现提升的趋势。耕作20 a的花生地土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、有效磷等指标均最低,同时耕作50 a的菜地各项性质相对于10 a有显著的提升(p0.05)。花生地中植食性线虫比例伴随耕作年限延长而下降,而菜地中食细菌线虫比例伴随耕作年限延长而逐渐上升。从线虫生态指标数据显示,花生地相对于频繁施肥和耕作的菜地表现出更为稳定的土壤食物网。因此,线虫群落对不同耕作年限下旱地红壤生态系统的变化表现出一定的指示潜力。     

养殖污水灌溉对蔬菜地土壤质量和蔬菜品质的影响

为了解畜禽养殖污水灌溉对蔬菜地土壤质量和蔬菜品质的影响,在浙江省绍兴县选择了养殖污水不同灌溉年限(0,4,12,23年)的蔬菜地,比较研究了养殖污水灌溉对蔬菜地土壤有机碳、氮、磷、钾、重金属积累和酶活性的影响,探讨了灌溉蔬菜地大白菜中重金属、硝酸盐、蛋白质、维生素C(Vc)和糖含量等的状况。结果表明,长期养殖污水灌溉可明显提高蔬菜地表层土壤(0-20cm)pH、有机C、全N、全P、NH4+-N、NO3--N、有效P和有效K的含量,增加土壤中Cu、Zn和Cd的积累和水溶性Cu、Zn和Cd含量,但对土壤K、Pb、Ni、Cr和Hg的含量影响不明显。长期养殖污水灌溉增加了土壤中脱氢酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶和酸性磷酸酶的活性,增加了大白菜中Cu、Zn和Cd元素的积累和可溶性总糖、P的含量;但养殖污水灌溉不会引起大白菜中粗蛋白、Vc和NO3--N的显著变化。总体上,在研究的灌溉年限内,养殖污水灌溉还没有引起土壤和蔬菜中有害物质的超标,但存在着铜、锌等重金属积累的潜在风险。     

典型干旱荒漠绿洲区不同年限枣园土壤有机碳组成及特征

[目的]分析不同种植年限的新疆干旱区枣园土壤有机碳组成及特征,为该区域果业可持续发展提供理论依据。[方法]以新疆南疆麦盖提县4种不同种植年限的枣园为研究对象,分析测定不同园龄、不同层次土壤总有机碳、活性有机碳、有机碳密度及碳库活度。[结果]随着种植年限的增加,枣园土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增长后下降的趋势;在空间尺度上,有机碳含量表层最大,随着土层厚度的增加呈现出逐层降低的趋势;各个土层随种植年限的增加土壤有机碳密度变化趋势总体上为先减小后增大,在空间尺度上,土壤有机碳密度随土层深度的增加逐渐增大;不同年限枣园土壤有机碳储量多数集中在土壤表层,在10a时达到最大;在时间和空间尺度上,土壤碳库活度总体上表现为先增大后减小的趋势。[结论]该地区土壤有机碳含量随种植年限的增加逐渐增加,在一定程度上,土壤碳库含量随种植年限的增加积累程度不同;土壤碳库活度随种植年限的增加各个层次的土壤碳库活度总体上表现为先增大后减小的趋势。     

浙北平原不同种植年限蔬菜地土壤氮磷的积累及环境风险评价

长期过量施肥可导致蔬菜地土壤养分大量累积、养分利用效率下降和环境污染风险增加。以浙北平原不同种植年限蔬菜地土壤为研究对象,采用化学测试方法研究了菜地土壤氮和磷的积累及其淋失潜力的变化。结果表明,随着种植年限的增加,蔬菜地土壤全磷、有效磷（Olsen P）和NO3-N呈明显的积累;蔬菜种植年限为〈2、2～5、6～10、11～20、20～30和＆gt;30a的表土全P平均分别为0.66、0.75、1.07、1.49、2.40和2.12g·kg-1,有效P平均分别为13.2、37.8、42.2、70.2、137.9和101.7mg·kg-1,NO3-N平均分别为9.15、13.58、50.18、46.48、73.28和74.20mg·kg-1,同时土壤N和P垂直下移渐趋明显。土壤水溶性磷含量随土壤有效磷（OlsenP）积累的变化存在一个明显的突变点,相对应的土壤OlsenP临界值约为60mg·kg-1。随着种植年限增长,蔬菜地地表径流中氮和磷浓度呈明显增加,利用年限为20～30a的蔬菜地径流中可溶性P和NO3-N浓度分别约为利用年限〈2a蔬菜地的13.12和9.48倍。研究认为,长期超量施肥已导致这一地区蔬菜地土壤养分的过度积累,在蔬菜生产中应重视和提倡平衡施肥,控制土壤氮磷的积累。     

不同施肥处理对黄泥土微生物生物量碳氮和酶活性的影响

通过室内培育实验,研究了不同施肥处理对黄泥土微生物生物量C、N和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性的影响。培养过程中,单施化肥处理土壤微生物生物量C、N均呈下降趋势,施用有机肥处理的土壤微生物量C前期升高至一定水平后或保持稳定、或呈下降趋势,而微生物生物量N总体均呈下降趋势;不同施肥处理的脲酶活性呈前期上升后期下降趋势,而酸性磷酸酶和蔗糖酶则单施化肥处理呈上升趋势、配施有机肥处理呈下降趋势。与对照处理相比,单施化肥处理显著降低土壤微生物生物量C、N,高量施用化肥处理还显著降低土壤脲酶活性,但对酸性磷酸酶和蔗糖酶活性的影响并不明显。秸秆施用可显著提高土壤微生物生物量C、N和酶活性,特别是高量施用秸秆的效果更明显。施用猪粪由于同时带入了大量的活性养分,对土壤微生物生物量C、 N和酶活性的影响尚难评价。在高度集约农业利用下,继续保持较高的化肥施用量并不利于土壤生物质量的维护和提高,而秸秆直接还田才是保持土壤健康状态的有效措施。     

连续3年施用生物有机肥对土壤养分、微生物生物量及酶活性的影响

通过温室盆栽试验,研究了连续3年在不同土壤中施用不同量的生物有机肥的土壤养分、微生物生物量、酶活性及棉花各器官干物质量的变化。结果表明:连续3年施用生物有机肥,3种土壤的养分、酶活性、微生物量和各器官干物质量均有不同程度的提高。随着其用量的增加,土壤养分、微生物量及脲酶活性也在增加,土壤pH则相反,土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶活性表现先上升后下降的趋势,且在不同土壤施用生物有机肥10~30 g/kg时基本达到最高,过氧化氢酶活性无显著变化。高、中、低有机质含量的土壤的棉花各器官干物质量分别在施用生物有机肥10~20、20~30、40 g/kg时基本达到最高。随着施肥年限的延长,3种土壤微生物生物量碳、氮均表现为先降低后升高的趋势,土壤酶活性则变化差异较大。通过在不同有机质含量土壤中施肥与不施肥比较发现,本底有机质含量越低的土壤,施肥较不施肥的土壤养分、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性及微生物量增加幅度越大。     

长期施肥对旱地红壤微生物和酶活性的影响

以中国科学院鹰潭红壤生态试验站长期有机肥与无机肥处理的旱地红壤为研究对象,探讨了长期不同施肥处理对土壤中可培养微生物数量、土壤微生物生物量碳(SMBC)及脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶和转化酶等5种土壤酶活性的影响。结果表明,长期施厩肥处理能显著提高土壤有机质含量及SMBC,增加土壤真菌的数量和土壤酶活性。无机肥NK(缺P)处理下微生物数量、SMBC和5种土壤酶活性均显著降低,说明磷元素对维持土壤良好的生化环境至关重要,是供试土壤样点中最主要的限制性营养元素。相关性分析表明,各种土壤酶活性之间均呈显著或极显著正相关; 酶活性与土壤有机质、SMBC和真菌数量之间呈显著或极显著正相关,表明土壤酶活性能够有效地反映旱地红壤在长期施肥条件下土壤质量的变化。     

有机和常规生产施肥方式对棕壤微生物生物量和酶活性的影响

以棕壤为研究对象,设不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥与有机肥1∶3配施(F1M3)、化肥与有机肥3∶1配施(F3M1)、单施有机肥(M)共5个处理,探讨有机和常规生产施肥方式对土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物量磷(SMBP)和土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性的影响。结果表明:与不施肥相比,施肥使SMBC/N有不同程度的降低,单施化肥使SMBC、SMBN、SMBP均有明显降低,脲酶和过氧化氢酶活性下降,中性磷酸酶活性升高;有机生产施肥方式能提高土壤微生物量含量,SMBC表现为单施有机肥>有机无机配施>单施化肥,SMBN和SMBP表现为F1M3>M>F3M1>F;有机肥对蔗糖酶活性影响不大,单施有机肥抑制中性磷酸酶活性;土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性与微生物量碳氮磷有明显相关性。土壤微生物学指标可以有效区分单施化肥的常规生产和单施有机肥的有机生产,SMBC可响应有机生产过程中是否施用过化肥。     

微生物菌肥对草原矿区排土场土壤微生物与土壤酶活性的影响

[目的]研究施入微生物菌肥对土壤微生物数量及主要土壤酶活性的影响,为利用微生物菌肥改良草原矿区排土场恶劣土壤环境提供理论依据。[方法]采用完全随机区组设计,设微生物菌肥2种施用方法、3种施用量,对不同施肥处理后土壤中可培养细菌、真菌、放线菌菌落数量进行测定,分析土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性变化。[结果]施用微生物菌肥土壤中可培养细菌、真菌、放线菌菌落数量均显著高于未施肥处理(p0.05);施用微生物菌肥土壤中脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性比未施肥样地分别增加29.0%,92.6%,25.7%,75.7%;土壤可培养细菌、真菌、放线菌菌落数量与土壤酶活性之间有一定的相关性;在微生物菌肥沟施法与较大的菌肥施用量作用下土壤可培养细菌、真菌、放线菌菌落数量较高,土壤酶活性较强。[结论]微生物菌肥添加使草原矿区排土场土壤中微生物菌落数量增加、土壤酶活性增强,施用微生物菌肥改善了原状土壤环境,增加了土壤肥力。     

长期施肥对土壤颗粒有机碳和酶活性的影响

为探讨长期不同施肥条件下土壤颗粒有机碳和土壤酶活性的变化及其关系,对棕壤肥料长期定位试验地第27年耕层土壤的颗粒有机碳和主要酶活性进行了测定与分析。结果表明:长期施用有机肥显著提高土壤中的总有机碳(TOC)、游离态颗粒有机碳(FPOM-C)和闭蓄态颗粒有机碳(OPOM-C)含量及土壤颗粒有机碳POM-C/TOC和FPOM-C/OPOM-C。单施化肥使土壤的TOC含量有所增加,但显著降低了FPOM-C和OPOM-C含量及POM-C/TOC和FPOM-C/OPOM-C;长期施用有机肥显著提高土壤的过氧化氢酶、转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性,且均随有机肥用量的增加而增加。单施化肥对土壤酶活性影响差异较大。相关分析结果显示:土壤的TOC、POM-C、FPOM-C和OPOM-C含量两两之间均呈现显著或极显著相关关系;土壤的TOC、POM-C、FPOM-C和OPOM-C含量与过氧化氢酶、转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性之间存在密切关系。     

中国四川盆地地区侵蚀斜坡土壤酶活性研究

Determining how soil erosion affects enzyme activity may enhance our understanding of soil degradation on eroded agricultural landscapes. This study assessed the changes in enzyme activity with slope position and erosion type by selecting water and tillage erosion-dominated slopes and performing analyses using the ¹³⁷Cs technique. The ¹³⁷Cs data revealed that soil loss occurred in the upper section of the two eroded slope types, while soil accumulation occurred in the lower section. The invertase activity increased downslope and exhibited a pattern similar to the ¹³⁷Cs data. The spatial patterns of urease and alkaline phosphatase activities were similar to the ¹³⁷Cs inventories on the water and tillage erosion-dominated slopes, respectively. On both the eroded slope types, the invertase activity and soil organic carbon content were correlated, but no correlation was observed between the alkaline phosphatase activity and total phosphorus content. Nevertheless, the urease activity was correlated with the total nitrogen content only on the water erosion-dominated slopes. The enzyme activity-to-microbial biomass carbon ratios indicated high activities of invertase and urease but low activity of phosphatase on the water erosion-dominated slopes compared with the tillage erosion-dominated slopes. Both the invertase activity and the invertase activity-to-microbial biomass carbon ratio varied with the slope position. Changes in the urease activity-to-microbial biomass carbon ratio were significantly affected by the erosion type. These suggested that the dynamics of the invertase activity were linked to soil redistribution on the two eroded slope types, whereas the dynamics of the urease and alkaline phosphatase activities were associated with soil redistribution only on the water or tillage erosion-dominated slopes, respectively. The erosion type had an obvious effect on the activities of invertase, urease and alkaline phosphatase. Soil redistribution might influence the involvement of urease in the N cycle and alkaline phosphatase in the P cycle. Thus, enzyme activity-to-microbial biomass ratios may be used to better evaluate microbiological activity in eroded soils.     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。     

包膜控释尿素对保护地菜地土壤肥力及酶活性的影响

为探讨包膜控释尿素施用条件下土壤酶活性及其与土壤肥力的关系，对种植黄瓜、番茄、辣椒等蔬菜的保护地菜地土壤酶活性以及土壤养分因子含量进行了测定和分析。结果表明，施用包膜控释尿素比普通尿素能明显提高土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮、速效钾含量，降低了土壤速效磷含量；包膜控释尿素可增强土壤多酚氧化酶、磷酸酶、脲酶活性，这些酶活性与土壤养分之间具有极显著或显著的相关性，施用包膜控释尿素未增强过氧化氢酶、转化酶的活性，过氧化氢酶、转化酶与土壤养分因子相关性不明显。在评价土壤酶活性与土壤养分的关系方面要根据不同的作物作具体的分析。     

长期施肥对红壤旱地土壤活性有机碳和酶活性的影响

以江西进贤长期肥料定位试验为平台,研究了红壤旱地不同施肥措施对土壤微生物生物量、活性有机C、C库管理指数以及土壤酶活性的影响。研究结果表明:与不施肥和单施化肥土壤相比,施有机肥处理土壤的pH、CEC、有机C、全N、全P、无机N、速效P、速效K及土壤微生物生物量均显著增加,土壤活性有机C和C库管理指数也较试前土壤和其他处理土壤明显提高,此外,土壤的转化酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性也较其他处理显著增加。土壤微生物生物量、活性有机C以及4种土壤酶活性之间的相关关系显著,且它们均与土壤有机C、全N、全P、无机N、速效P等土壤养分呈显著正相关。因此,红壤旱地通过长期施用有机肥或与无机肥配施,不仅能显著提高土壤有机质的数量和质量,而且能增加土壤微生物生物量和酶活性,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力。