沙漠腹地人工绿地土壤微生物变异与土壤环境因子关系的研究

通过野外采样与室内分析,研究了不同定植年限下塔里木沙漠公路防护林人工绿地土壤微生物的变异规律及其与土壤物理和化学因子间的关系。结果表明:随林龄的增加,土壤微生物数量明显增加,土壤养分含量有所提高,土壤肥力状况明显改善;在土壤微生物的区系组成中,细菌为优势种,占微生物总数的80%以上,放线菌次之,而真菌最少,不到微生物总数的0.1%;土壤微生物数量受土壤环境因子的影响,其中土壤容重、总孔隙度、含水量、有机质和全氮、全磷、全钾及速效氮、速效磷、速效钾含量与细菌、放线菌和真菌的数量均存在极显著相关关系;防护林建设后土壤颗粒逐渐细化。说明防护林的定植促进了咸水灌溉条件下风沙土的发育,土壤质量提高,利于植物的生长,塔里木沙漠公路防护林防风固沙效益明显。     

流动沙漠腹地防护林土壤肥力质量垂直演化与评价

采用土壤肥力综合指数(IFI)评价法对塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量垂直演化作了定量评价。结果表明:塔里木沙漠公路防护林建设后不同土层土壤的物理结构逐渐变好,透水、透气、持水能力有所增强;随防护林年限的增长,不同土层土壤生物活性提高,土壤微生物生物量碳、氮、磷的增加以及六种酶活性的增强促进了土壤养分的转化,多数养分因子在不同土层间差异明显;定植年限较长的防护林地土壤盐分含量增加,有表聚现象;同一林地不同土层之间土壤综合肥力指数差异很小,但与林木生长指标有较大相关性。在现有咸水滴灌条件下,塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量良性发展。     

不同有机物料培肥对渭北旱塬土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

通过田间试验,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤微生物学特性及土壤肥力的影响。结果表明,化肥与不同有机物料配合施用,土壤微生物学特性［微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、脲酶、碱性磷酸酶］以及部分土壤养分状况（全氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量）比单施化肥处理均得到进一步改善。化肥配施秸秆堆肥处理效果最明显,其中微生物量碳增加了41.96%,微生物量氮增加了54.55%,脲酶活性增加了19.71%,碱性磷酸酶活性增加了7.35%,速效磷增加了63.12%;而且土壤微生物量碳、氮与速效磷、阳离子交换量呈显著正相关,微生物商（qMB）、脲酶活性、碱性磷酸酶活性与全氮、速效氮、速效钾含量呈显著相关;同时SMBC、SMBN、qMB等与作物产量密切相关（相关系数分别为0.85,0.74,0.82）。因此,化肥配施秸秆堆肥处理在渭北旱地雨热条件下对于全面提升土壤质量具有重要的意义;同时该区域土壤中微生物量碳氮与土壤养分状况、作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况及生产力水平。     

不同年龄时期石榴园土壤养分、微生物量及酶活性

  目的  明确不同年龄时期石榴园土壤养分、土壤微生物量、土壤酶活性状况,为不同年龄时期的石榴园土壤管理提供参考依据。  方法  采集陕西石榴主产区处于生长期、结果初期和盛果期三个年龄时期的石榴园土样,测定土壤养分、土壤微生物量以及土壤酶活性,并分析它们之间的相关性。  结果  ① 陕西石榴主产区土壤中碱解氮的含量在结果初期和盛果期显著高于生长期,但整体含量均较低;速效磷和速效钾含量随石榴树年龄增加显著递增,且速效磷的含量在各年龄时期均较高,而速效钾的含量仅在生长期偏低。② 微生物数量随石榴树年龄增加逐渐增多,且细菌数量显著递增,而真菌数量和放线菌数量在结果初期和盛果期均显著高于生长期,但在结果初期和盛果期之间无显著性差异。③ 土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随石榴树年龄显著递增,而过氧化氢酶活性则显著递减。④相关性分析结果表明,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性与土壤中的细菌和真菌数量正相关,而过氧化氢酶活性则与土壤中的细菌和真菌数量负相关;仅蔗糖酶与放线菌数量显著相关;这四种酶活性均与碱解氮、速效磷以及速效钾含量显著相关;真菌及放线菌数量均与碱解氮、速效磷和速效钾显著相关,而细菌数量与速效磷和速效钾极显著相关,但与碱解氮没有显著相关性。  结论  不同年龄时期的石榴园土壤养分、土壤微生物数量及土壤酶活性具有一定的差异,而且土壤微生物数量及土壤酶活性均与土壤养分密切相关。     

苹果园土壤微生物生态特征研究

2003—2004年开展对9个有代表性的不同产量的苹果园秋季土壤的养分、微生物类群及土壤酶活性的研究,获得不同产量苹果园的土壤微生物生态状况。结果表明,各苹果园的土壤养分、微生物数量、多样性和酶活性均表现出较大差异。随土壤碱解氮、速效磷、速效钾、总碳含量的增加,产量水平呈增高趋势。高产园土壤微生物数量高,多数土壤酶活性强,微生物多样性好。土壤微生物中细菌数量、微生物多样性、蛋白酶、磷酸酶活性可作为评价果园土壤肥力的生物指标。果树产量与土壤微生物类群和数量具有显著正相关,与速效磷、速效钾、碱解氮和全氮含量显著正相关,且与蛋白酶和磷酸酶显著正相关。     

基于旋耕玉米秸秆还田条件下土壤微生物、酶及速效养分的动态特征

为研究旋耕条件下秸秆还田的腐解机理,设置不同数量秸秆还田处理,分别于玉米拔节期、抽雄期、乳熟中期、完熟期测定土壤微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。结果表明:(1)秸秆还田促进土壤微生物繁殖,提高土壤酶活性,增加碱解氮含量,降低速效磷和速效钾含量;秸秆量为11 250kg/hm~2时真菌、细菌、放线菌数量及蔗糖酶、纤维素酶活性增幅最大;秸秆量为7 500kg/hm~2时脲酶、磷酸酶活性和碱解氮增幅最大,速效磷、速效钾降幅最大。(2)部分土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关性,播种后40天,土壤真菌、细菌、放线菌数量、纤维素酶活性之间存在正相关,真菌与磷酸酶活性呈负相关;播种后67天,放线菌与磷酸酶、蔗糖酶呈正相关;播种后140天,放线菌与蔗糖酶呈正相关。(3)部分土壤酶活性之间存在相关性,播种后67天,脲酶与纤维素酶、磷酸酶与蔗糖酶之间呈正相关;播种后140天,蔗糖酶与纤维素酶呈正相关,脲酶与蔗糖酶、纤维素酶呈负相关。(4)土壤酶活性与速效养分存在相关性,播种后40,112天的脲酶、67天的纤维素酶、112,140天的磷酸酶与碱解氮含量呈正相关;播种后40天,蔗糖酶与速效钾呈正相关,播种后40,67,112天脲酶活性与速效钾含量呈负相关。(5)碱解氮与速效磷含量呈负相关,播种后40,112,140天的碱解氮与速效钾含量呈负相关。     

渤海泥质海岸四种典型防护林对土壤微生物生物量、酶活性及土壤养分的影响

为了探究不同造林树种对泥质海岸林地土壤微生物生物量、酶活性及养分的影响,以渤海泥质海岸相同立地条件和营林方式的白榆(Ulmus pumila)纯林(UP)、刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林(RP)、白蜡(Fraxinus chinensis)纯林(FC)、群众杨(Populus popularis)纯林(PP)为研究对象,对照当地自然生灌草地(CK),研究4种典型防护林林下土壤微生物生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)、土壤酶活性及养分的变化。结果表明:在0~10 cm土层内,UP防护林下SMBC、SMBN含量均高于对照灌草地;在10~30 cm土层内,4种防护林SMBC含量均增加。4种防护林均降低了土壤过氧化氢酶与土壤脲酶活性。UP、RP、PP防护林下土壤碱性磷酸酶均显著高于CK,FC显著降低。UP防护林显著增加土壤蔗糖酶活性。4种防护林均显著提高土壤全磷含量,降低土壤pH值。在渤海泥质海岸防护林下,SMBC、SMBN与土壤蔗糖酶、有机碳、全氮、速效磷呈显著正相关,相关系数在0.65~0.83之间。综合分析表明,在渤海泥质海岸带,UP对土壤改良效果最佳,RP、FC、PP防护林改良效果次之。     

双季稻—绿肥种植系统下长期施肥对赤红壤性状的影响

为阐明双季稻-绿肥种植模式下长期施肥对赤红壤肥力性状的影响,探讨土壤持续利用的培肥模式。通过长期定位田间试验,研究了长期不同施肥处理对赤红壤性水稻土土壤养分、酶活性及微生物性状的影响。结果表明:与不施肥相比,长期施肥显著增加了土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等养分含量,提高了土壤蔗糖转化酶、脲酶、磷酸酶活性以及土壤微生物量碳氮含量和土壤微生物群落物种丰富度、优势度、均匀度。其中土壤养分含量增加了4.5%~117.2%,酶活性提高了4.9%~68.1%,微生物多样性提高了3.2%~71.9%,微生物量碳氮的含量分别增加了7.8%~36.9%,21.4%~65.7%,且以单施有机肥(M)效果最为显著,其次为有机无机肥配施处理(NPKM)及氮磷钾肥+秸秆还田处理(NPKS)。土壤养分与土壤酶活性、微生物多样性及微生物量碳氮含量之间存在显著的相关性(P0.05)。总体上,长期单施有机肥或有机无机配施对于双季稻-绿肥种植系统土壤具有良好的培肥效果。     

长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影响

通过对山西省寿阳长期定位试验田0—20 cm和20—40 cm的土壤测定和分析,探讨了长期有机无机肥配施下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物生物量碳、氮变化基本一致。褐土微生物生物量碳、氮从0—20 cm到20—40 cm土层均呈减少趋势;长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能提高褐土微生物生物量碳、氮;不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量碳、氮显著增加。脲酶和碱性磷酸酶活性从0—20 cm到20—40 cm土层呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有增加趋势,而碱性磷酸酶活性则呈减小趋势。土壤微生物量碳、氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明,微生物生物量碳、氮和土壤酶活性可以判断褐土土壤有机质和N素状况,可作为评价褐土肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标,同时也为提高褐土肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

新疆艾比湖地区不同土地利用方式土壤养分、酶活性及微生物特性研究

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值,通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了不同土地利用方式土壤酶活性及微生物特性(土壤微生物量和微生物数量)。结果表明:新疆艾比湖不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,黏粒含量占主导地位,粗砂粒含量相对较低,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,不同土地利用方式下土壤养分(有机碳、全氮、全磷)和有效养分(有效磷、有效氮、有效钾、有效锌、有效铁含量)均呈现出一致性规律,大致表现为林地草地耕地未利用地,土壤全磷在不同土地利用方式下差异均不显著(p0.05);与耕地相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌),土壤酶活性(土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性)均有明显的增加,大致表现为:林地草地耕地未利用地;相关性分析表明,土壤微生物量碳和氮、细菌、放线菌和真菌数量、蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和磷酸酶活性均呈显著或者极显著的负相关(p0.05,p0.01);土壤有机质和全氮与蔗糖酶、脱氢酶、磷酸酶和细菌数量呈极显著正相关(p0.01),土壤有效养分与土壤微生物量碳、细菌数量和蔗糖酶活性呈显著或极显著正相关(p0.05,p0.01),说明土壤微生物量碳仍是有效养分的主要来源,其中土壤容重对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为负,土壤养分对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为正,这是造成不同土地利用方式土壤微生物量、微生物数量和酶活性差异的重要原因,其中有机质和全氮是土壤微生物量、微生物数量和酶活性的主要养分来源。     

Dynamics of soil microbial biomass C, N and P in disturbed and undisturbed stands of a tropical wet-evergreen forest

To understand the spatial and temporal dynamics of soil microbial biomass and its role in soil organic matter and nutrient flux in disturbed tropical wet-evergreen forests, we determined soil microbial biomass C, N and P at two soil depths (0–15 and 15–30 cm), along a disturbance gradient in Arunachal Pradesh, northeastern India. Disturbance resulted in considerable increase in air temperature and light intensity in the forest and decline in the soil nutrients concentration, which affected the growth of microbial populations and soil microbial biomass. There were significant correlations between bacterial and fungal populations and microbial biomass C, N and P. Soil microbial population was higher in the undisturbed (UD) forest stand than the disturbed forest stands during post-monsoon and less during rainy season due to heavy rainfall. Greater demand for nutrients by plants during rainy season limited the availability of nutrients to soil microbes and therefore, low microbial biomass C, N and P. Microbial biomass was negatively correlated with soil temperature and pH in all the forest stands. However, there were significant positive relationships among microbial biomass C, N and P. Percentage contribution of microbial C to soil organic C was higher in UD forest, whereas percentage contribution of microbial biomass N and P to total N and total P was higher in the moderately disturbed site than in the highly disturbed (HD) site. These results reveal that the nutrient retention by soil microbial biomass was greater in the selective logged stand and would help in the regeneration of the forest upon protection. On the other hand, the cultivated site (HD) that had the lowest labile fractions of soil organic matter may recover at a slower phase. Further, minimum and maximum microbial biomass C, N and P during rainy and winter seasons suggest the synchronization between nutrient demand for plant growth and nutrient retention in microbial biomass that would help in ecosystem recovery following disturbance.     

Snow removal alters soil microbial biomass and enzyme activity in a Tibetan alpine forest

Projected future decreases in snow cover associated with global warming in alpine ecosystems could affect soil biochemical cycling. To address the objectives how an altered snow removal could affect soil microbial biomass and enzyme activity related to soil carbon and nitrogen cycling and pools, plastic film coverage and returning of melt snow water were applied to simulate the absence of snow cover in a Tibetan alpine forest of western China. Soil temperature and moisture, nutrient availability, microbial biomass and enzyme activity were measured at different periods (before snow cover, early snow cover, deep snow cover, snow cover melting and early growing season) over the entire 2009/2010 winter. Snow removal increased the daily variation of soil temperature, frequency of freeze–thaw cycle, soil frost depth, and advanced the dates of soil freezing and melting, and the peak release of inorganic N. Snow removal significantly decreased soil gravimetric water, ammonium and inorganic N, and activity of soil invertase and urease, but increased soil nitrate, dissolve organic C (DOC) and N (DON), and soil microbial biomass C (MBC) and N (MBN). Our results suggest that a decreased snow cover associated with global warming may advance the timing of soil freezing and thawing as well as the peak of releases of nutrients, leading to an enhanced nutrient leaching before plant become active. These results demonstrate that an absence of snow cover under global warming scenarios will alter soil microbial activities and hence element biogeochemical cycling in alpine forest ecosystems.     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤酸度对土壤养分的影响

通过在鼎湖山季风常绿阔叶林的研究发现 :( 1 )季风常绿阔叶林土壤整个剖面 ( 0～ 60cm)pH值都较低 ,小于 4 5。 ( 2 )土壤养分含量随着土壤剖面层次 ( 0～ 2 0cm、2 0～ 40cm、40～ 60cm)的降低而下降。养分除水解性N外 ,有效P、速效K以及交换性Ca、Mg含量都很少。 ( 3 ) 0～ 2 0cm土壤养分比其它层的土壤养分更容易受到土壤酸度的影响。 40～ 60cm土壤养分除了交换性Ca外 ,其它养分的含量与土壤酸度无显著关系。就不同月份来说 ,1月份和 4月份土壤养分比 7月份和 1 0月份土壤养分容易受到土壤pH值的影响。不同养分比较 ,交换性Ca和Mg以及有效P含量比其它养分更容易受到土壤酸度的影响。     

土壤微生物量作为土壤肥力指标的探讨

对不同利用方式19个黑土样品的微生物量和养分进行了分析,结果表明林地的微生物量明显高于玉米地和大豆地,但玉米地和大豆地之间未表现出显著差异,土壤微生物量和土壤养分含量大体上都呈现出林地>大豆地>玉米地的一致的趋势;同时土壤微生物量与土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和碱解氮呈现出显著或极显著正相关关系,分析结果还表明土壤微生物量碳作为评价土壤肥力指标比土壤微生物量氮更为灵敏。因此,土壤微生物量可以作为评价不同利用方式的黑土肥力水平的一个生物指标。     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照(N0)、1.5 g·m-2(N15)、3.0 g·m-2(N30)、5.0 g·m-2(N50)、10.0 g·m-2(N100)、15.0 g·m-2(N150)、20.0 g·m-2(N200)和30g·m-2(N300)(不包括大气沉降的氮量)8个氮素(NH4NO3)梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明:氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理(N150、N200和N300)显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。     

塔里木沙漠公路防护林区土壤微生物的立地条件效应

通过分析来源于塔克拉玛干沙漠腹地防护林地的土壤样品,揭示了不同立地条件下防护林土壤微生物的差异及对土壤环境因子的响应规律,主要结论如下:(1)不同立地条件下土壤微生物活性差异极显著,呈现沙垄基部>沙垄中部>沙垄顶部>板结平沙地>流沙地的规律,而土壤深度间微生物数量表现为10～20cm>20～35cm>0～10cm,差异不明显。(2)三种微生物对环境因子的响应有所差异,细菌与土壤总孔隙度、含水量有显著正相关关系,与全K含量显著负相关;放线菌与全P、全K和全盐含量明显负相关,与全N正相关;真菌与全K、全盐含量负相关,与有机质含量和孔隙度大小正相关。(3)土壤不同深度范围内土壤因子对微生物活性的影响程度不同,0～10cm土层主要取决于有机质和N素含量;而土壤盐分状况和孔隙结构对10～20cm微生物较为重要;20～35cm土层中微生物需要满足一定养分供应和土壤结构。因此,土壤微生物对不同立地条件下土壤环境条件响应不同,微生物种群数量表现出一定差异,最终可能影响到微生物在土壤养分转化和促进土壤发育中的作用。     

葡萄糖添加对不同演替阶段森林土壤微生物及酶化学计量特征的影响

糖类作为一种重要的根系分泌物,如何影响土壤微生物及酶化学计量特征目前尚不清楚,制约着人们对上述过程的认识。为探究糖类对森林生态系统中土壤微生态环境和酶活性的影响,以黄土高原子午岭地区森林演替先锋(山杨林)、中期(油松林)和气候顶级群落(辽东栎林)为研究对象,通过野外土壤采样、添加3种不同浓度的葡萄糖(0.1,0.5,1 g/kg干土),和室内培养的方法,研究了葡萄糖添加对土壤微生物量和酶活性及化学计量的影响。结果表明:(1)随着森林演替,土壤中速效磷(SAP)、硝态氮(NO^-₃-N)等速效养分显著降低。在葡萄糖影响下,3种林地土壤全氮(TN)降低,山杨林土壤C/N值显著大于油松林和辽东栎林。(2)随着森林演替,山杨林和辽东栎林微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的值显著大于油松林,均为先减小后增加。随葡萄糖浓度增加,3种林地MBC和MBN均增加,微生物(MBP)呈波动趋势。(3)山杨林和辽东栎林土壤酶活性均显著大于油松林。随葡萄糖浓度增加,油松林和辽东栎林4种酶活性均为先增加后减小。BG/(LAP+NAG)、BG/AP和(LAP+NAG)/AP辽东栎林的值最大,山杨林和辽东栎林的值显著大于油松林。(4)RDA分析表明,土壤酶、微生物量及其酶活性分别与有机质(SOC),MBC有着显著性正相关关系,土壤酶活性(除NAG)与pH值均呈显著负相关。本研究说明碳输入增加了3种林分土壤的激发效应,土壤微生物量增加,降低了土壤TN含量,改变了土壤养分化学计量,进而加剧了油松林地微生物N限制和辽东栎林地微生物P限制,影响根际土壤有机质分解和养分代谢等过程,从而影响了森林演替过程。     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物的生态分布特征

对不同立地类型、不同造林年限、不同树种、不同季节的防护林土壤微生物数量及区系组成进行研究 ,结果表明 :咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林和人工绿地建成后 ,风蚀作用减弱 ,流动沙丘逐渐固定 ,土壤结构和养分状况得到改善 ,微生物活性大幅度提高 ;在土壤微生物区系组成中 ,细菌占绝对优势 ,放线菌次之 ,真菌最少 ;表层微生物数量远多于下层土壤 ;林地外围距林缘近的土壤微生物活性较强 ,3m以外微生物数量已接近流沙微生物量 ;3类土壤微生物分布具不同的季节性规律 ,且不同立地类型土壤微生物分布差异明显 ;随造林年限的增加 ,防护林的改土作用更加显著。