耕作方式对农田土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响

  【目的】  耕作措施对土壤健康和作物营养品质提升具有关键作用,明确不同耕作方式对土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响,为集约化农田可持续管理提供理论依据。  【方法】  田间试验自2012年起在山东德州进行,供试土壤为潮土,种植制度为小麦–玉米轮作。设置4种耕作模式处理:传统耕作、旋耕、休耕和免耕。2020年,采集0—20 cm土层土样分析土壤物理、化学性质和细菌群落结构,采集小麦籽粒样品分析其营养品质。  【结果】  与传统耕作相比,免耕、休耕和旋耕处理显著提高了土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有机质、全氮及有效磷含量,休耕还显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度。免耕、休耕和旋耕处理显著提高土壤微生物量碳、氮含量以及土壤细菌群落多样性指数,休耕及免耕处理提高土壤厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度。从营养品质变化来看,休耕显著提高小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素的含量,旋耕和免耕显著增加小麦籽粒蛋白质含量,除天冬氨酸外,其他16种氨基酸组分变化趋势与氨基酸总量变化基本一致。Pearson相关性分析及冗余分析(RDA)结果表明,小麦籽粒淀粉、铁、锌、硒含量与土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有效磷、微生物量碳、微生物量氮均呈显著正相关关系,其中铵态氮(F=25.7,P=0.002)、微生物量碳(F=4.9,P=0.008)、全氮(F=3.3,P=0.028)、土壤pH (F=3.1,P=0.036)是影响小麦营养品质的主要环境因子。  【结论】  减少对土壤扰动的耕作方式可不同程度地改变土壤环境因子及细菌群落结构,与旋耕、免耕相比,休耕更有利于小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素、氨基酸组分含量的积累,是改善土壤健康状况和提升小麦营养品质的有效耕作措施。     

覆盖作物对猕猴桃园土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

  【目的】  果园行间播种覆盖作物有利于改善土壤理化性状,改变氮循环过程中的氨氧化微生物群落结构。因此,我们分析不同覆盖作物下猕猴桃园土壤氨氧化微生物的群落结构和基因丰度,以探究其与土壤硝化作用的关系。  【方法】  选择湖北十堰的一个5年生猕猴桃果园进行了种植多年生覆盖作物试验,供试覆盖作物有白三叶草 (Trifolium repens L,W)、毛苕子 (Vicia villosa Roth,V)、黑麦草 (Lolium perenne L,R) 和高羊茅 (Festuca elata Keng ex E. Alexeev,F)。设置单种 (W)、两种混种 (WR)、3种混种 (WRV)、4种混种 (WRVF) 和清耕对照 (CK) 共5种试验处理。在覆盖作物种植后的第2年,取0—20 cm土层样品,利用荧光定量PCR (fluorescence quantitative PCR)、限制性末端片段长度多态性 (terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP) 以及克隆测序技术,测定了土壤中氨氧化古菌 (ammonia-oxidizing archaea, AOA) 与氨氧化细菌 (ammonia-oxidizing bacteria, AOB) 基因丰度、群落多样性及组成。  【结果】  4种覆盖作物处理的果园地上部生物量没有显著差异。除两种混种处理显著提高了土壤含水率、铵态氮和硝态氮含量和降低了土壤pH外,其他3个处理的土壤理化指标之间也没有显著差异。与清耕对照相比,单种处理的AOA-amoA基因丰度显著提高了2.85%,单种和两种混种处理的AOB-amoA基因丰度分别显著提高了4.95%、6.42%。不同 T-RFs 所代表的AOA在不同种植模式中所占比例发生变化,但AOA群落结构未发生明显改变;不同T-RFs所代表的AOB在不同种植模式下发生改变,其AOB群落结构可能发生变化。两种混种处理显著降低了AOA的多样性指数,两种混种和4种混种处理显著降低了AOA均匀度指数,而3种混种和4种混种处理显著提高了AOB的多样性指数。4个处理土壤中,AOA的优势菌属为Nitrososphaera (44.2%) 和Nitrosotalea (45.8%),AOB的优势菌属为Nitrosospira (96.98%) 和Nitrosomonas (3.02%)。Pearson相关分析和冗余 (RDA) 分析表明,土壤pH、含水率、铵态氮和硝态氮含量是影响氨氧化微生物群落结构及丰度的主要环境因子。  【结论】  土壤pH、含水率、铵态氮和硝态氮含量是影响氨氧化微生物群落结构及丰度的主要环境因子。白三叶草和黑麦草混种模式 (WR处理) 可显著提升土壤的水分含量、铵态氮和硝态氮含量,降低土壤pH,但是不同覆盖作物对土壤中AOA和AOB的群落结构尚未显现出显著影响。     

葛藤覆盖对幼龄橡胶园表层土壤理化性状和酶活性的影响

  【目的】  绿肥覆盖是解决土壤有机质含量低、土壤酸化和养分不平衡的有效途径之一，葛藤作为一种常见的豆科绿肥，研究其覆盖对胶园土壤性状和土壤酶活性的影响，可为绿肥的应用推广、胶园地力提升和橡胶增产增效提供理论依据和技术支撑。  【方法】  以海南儋州幼龄胶园中葛藤覆盖4年的土壤为研究对象，以相同区域无葛藤覆盖的幼龄胶园土壤为对照，采集0—10 cm (上层) 和10—20 cm (下层) 土样，测定了土壤容重、pH、土壤含水量、有机碳、总氮、总磷、总钾、速效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮和6种土壤酶 (蔗糖酶、过氧化氢酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、脲酶、L-亮氨酸氨基肽酶和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶) 活性。  【结果】  1) 与无葛藤覆盖相比，种植葛藤提高了土壤有机碳、全氮和全磷含量，增幅分别为4.2%～5.9%、9.1%～11.8%和12.0%～38.1%，上层有机碳和全氮增幅 (5.9%、11.8%) 高于下层 (4.2%、9.1%)，而全磷含量上层增幅 (12.0%) 低于下层 (38.1%)；上层土壤pH明显提高，而下层土壤pH显著下降；2) 种植葛藤显著增加了上层土壤过氧化氢酶和脲酶活性，增加幅度分别为同一土层裸地的327.8%和108.1%，但显著减低了上层土壤蔗糖酶活性 (活性下降为裸地的50.8%)。种植葛藤对两个土层的土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和L-亮氨酸氨基肽酶活性的影响均不显著；3) 种植葛藤后土壤过氧化氢酶活性与全氮、全钾含量之间呈显著正相关，与速效钾之间呈显著负相关 (P < 0.05)；土壤蔗糖酶活性与全氮、pH、全钾和速效磷均呈显著负相关。裸地土壤中，过氧化氢酶活性与铵态氮呈显著负相关；脲酶活性与有机碳和速效钾分别呈极显著和显著负相关，与pH和全钾分别呈极显著和显著正相关；蔗糖酶活性与pH、全钾呈显著负相关，与速效钾和有机碳呈显著正相关；β-1,4-葡萄糖苷酶和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性与硝态氮含量均呈显著负相关。  【结论】  葛藤覆盖能有效缓解胶园上层土壤酸化，改善土壤养分状况，提高幼龄胶园0—10 cm土层土壤过氧化氢酶和脲酶的活性，具有一定的改土增效作用。因此，葛藤覆盖是一种提高幼龄胶园表层土壤熟化和综合肥力水平可行的管理措施。     

苹果园生草对土壤微生物多样性、酶活性及碳组分的影响

  【目的】  果园种植生草能够改善土壤肥力与土壤结构。研究种植不同生草对果园土壤微生物多样性和土壤生物学性状的影响,为果园高效绿色管理提供理论依据。  【方法】  于2017年山东省泰安市马庄试验基地多年生苹果行间进行生草试验,供试草种为白三叶草(Trifolium pratense)、垂穗草(Bouteloua gracilis)、沙画眉草(Eragrostis trichodes)、弯叶画眉草(Eragrostis curvula)和加拿大披碱草(Elymus canadensis),以清耕自然生草为对照(A_CK),研究不同生草处理在连续3年内对果园土壤环境的影响。  【结果】  1) 从6个土壤样品中共得到31459个细菌操作分类单元和5021个真菌操作分类单元,6个土壤样品中共有1019个相同细菌群落(OTUs)和108个相同真菌群落(OTUs)。Alpha 多样性分析可知,弯叶画眉草处理后的土壤中细菌的Shannon、Simpson和Chao1指数高于Ack处理,比Ack分别增加了4.61%、7.01%和27.44%,尤其加拿大披碱草处理后土壤真菌的Chao1指数是对照的1.31倍(P<0.05)。在门分类水平变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是优势细菌,这8个细菌门在各自处理中占比超过95%,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,这4个优势真菌门在各自处理中占比超过80%。弯叶画眉草处理可提高土壤中细菌丰富度和多样性,沙画眉草处理土壤中的细菌芽单胞菌门、浮霉菌门、绿弯菌门相对丰度降低;5个生草处理提高了土壤中真菌群落担子菌门的相对丰度,垂穗草子囊菌门相对丰度降低明显,垂穗草、弯叶画眉草和加拿大披碱草提高了土壤中的球囊菌门相对丰度。2)果园生草提高了土壤中微生物的数量,且随着生草时间的延长微生物数量增加明显,2020年9月份的弯叶画眉草处理土壤微生物数量高于清耕处理。3) 生草提高了果园土壤总有机碳和可溶性有机碳含量,弯叶画眉草、加拿大披碱草和沙画眉草处理效果显著好于清耕,弯叶画眉草的效果尤为突出,而三叶草的效果不显著。相应地,沙画眉草、弯叶画眉草和加拿大披碱草土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著高于清耕处理。4)相关性分析结果表明,果园生草处理土壤的碳组分(除DOC外)、酶活性与微生物数量之间存在极显著或显著正相关。  【结论】  种植沙画眉草、弯叶画眉草和加拿大披碱草均可显著增加土壤中总有机碳和可溶性有机碳含量,随着生草年限的增加,提高幅度也在增加,进而显著增加了土壤中微生物数量,并不同程度地改变了细菌和真菌的丰富度和多样性。弯叶画眉草和加拿大披碱草对土壤影响效应优良,极具推广价值。     

玉米秸秆覆盖还田量对黑土微生物碳代谢活性与多样性的影响

  目的  针对东北黑土区长期集约化耕作导致的土壤退化问题,开展不同秸秆覆盖还田量对土壤微生物碳代谢特征的影响及其驱动因素的研究。  方法  采用MicroRespTM方法结合土壤碳氮含量等理化性质,测定土壤微生物碳代谢能力及其影响因素,使用Past v2.16、Canoco 5.0等软件对微生物群落功能多样性、结构差异以及土壤理化性质和微生物群落碳代谢特征间的关系进行分析。  结果  秸秆连续覆盖还田14年后,土壤微生物对羧酸类与氨基酸类碳源的代谢活性显著降低,但对外源碳底物的代谢多样性显著增强。67%和100%秸秆还田显著改变了土壤微生物群落碳源代谢结构,100%秸秆还田下微生物对芳香酸类碳源的相对代谢活性提高。土壤微生物对碳源的代谢活性主要与土壤碳氮含量显著相关,土壤可溶性碳与碱解氮含量分别是影响土壤微生物碳源代谢多样性和结构的主要理化因子。  结论  长期秸秆还田可以通过降低土壤微生物对易利用碳源的代谢需求、提高对碳源的代谢多样性而改善免耕土壤微生物碳代谢功能。本研究可为优化东北黑土区保护性耕作管理模式、促进该地区农业可持续发展提供微生物学参考。     

间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

以渭北黄土高原苹果园土壤为研究对象,设置传统苹果（Malus domestica Borkh.）园清耕及间作白三叶（Trifolium repens L.）两个处理,测定和分析了不同土层（0—5 cm,5—10 cm,10—20 cm及20—40 cm）的土壤微生物量碳（SMBC）、氮（SMBN）、4种土壤酶活性、有机碳（SOC）和全氮（TN）等指标,从土壤微生物碳、氮及酶活性的角度探讨间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤的影响。结果表明:间作白三叶能够显著提高土壤微生物量碳、氮的含量和土壤酶活性,提高土壤微生物对有机碳和全氮的利用效率,其作用随着土层深度的增加而降低,在表层土壤效果更为显著。土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性与土壤有机碳、全氮呈极显著相关或显著性相关。苹果园土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性能敏感响应生草间作,可以作为评价果园生草对果园土壤影响的良好指标。     

双季稻田土壤微生物群落对连续5年施有机肥和石灰的响应差异

  目的  土壤微生物是土壤健康的敏感“指示器”,但不同的土壤微生物类群对连续施用有机肥和石灰的响应规律及不同指标的敏感性仍不明确。  方法  本文选取中亚热带双季稻区的紫泥田作为研究对象,研究连续5年施用有机肥或石灰后,土壤微生物“黑箱指标”（微生物生物量碳氮、微生物熵和土壤呼吸速率）和土壤活体微生物（PLFAs）组成的响应规律与差异。  结果  与对照相比,连续施用有机肥后,土壤微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）含量和土壤呼吸速率分别提高37%、28%和44% ~ 59%,微生物多样性也显著提高,土壤细菌结构发生改变,尤其是革兰氏阴性菌（G?）的PLFAs绝对量提高了100%,但真菌类群的响应不敏感。相反,连续施用石灰5年后,土壤微生物生物量碳、氮含量均呈下降趋势,微生物熵和土壤呼吸速率分别降低11%和26% ~ 52%,微生物多样性显著降低,细菌、放线菌和绝大多数真菌类群PLFAs绝对量下降30% ~ 58%。相关性分析结果表明,土壤有机质含量与土壤微生物总PLFAs和细菌PLFAs含量呈显著正相关关系;而土壤pH仅与Simpson多样性指数呈显著正相关关系。施有机肥显著提高了土壤有机质含量进而导致细菌MBC、MBN、G?和土壤呼吸速率显著增加;而施石灰后土壤微生物群落结构及活性降低与土壤pH有关。  结论  连续5年施用有机肥、石灰后,土壤微生物指标分别表现为正面、负面响应。与“黑箱指标”相比,某些特定微生物类群（如G?）的敏感性指数值更高,在土壤健康评价中极具应用潜力。     

沼液替代化学氮肥对滨海稻田土壤有机氮和细菌群落的影响

  【目的】  明确沼液替代化肥对稻田土壤有机氮(SON)矿化的影响及其与土壤微生物群落变化的关系。  【方法】  田间试验于2017年在江苏滨海稻田上进行,在总氮投入量225 kg/hm2的前提下,设置4个沼液替代化肥氮比例:0%、33%、66%、100% (即,BS0、BS33、BS66、BS100处理)。试验连续进行3年后(2019年),取土测定了有机氮的矿化特征,分析有机氮中酸解氮、非酸解氮、酸解铵态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮的含量及细菌组成结构。  【结果】  与BS0处理相比,BS66处理的土壤氮矿化势(N₀)增幅最大,达39.7%。氨基酸态氮和非酸解氮含量沼液施用处理有显著升高(P<0.05),BS66处理的氨基酸态氮较BS0增加了39.2%,BS100处理的非酸解氮含量增加了73.9%。沼液替代化肥提高了土壤Chloroflexi (绿弯菌门)与Actinobacteria (放线菌门)的相对丰度,显著降低了Nitrospirae (硝化螺旋菌门)的相对丰度(P<0.05)。不同细菌属对沼液替代化肥水平的响应差异较大,随着沼液替代化肥比例的上升Subgroup_6_unclassified的相对丰度增加;而Subgroup_17_unclassified的相对丰度则呈下降趋势;KD4-96_unclassified的相对丰度在BS33处理下降低而在BS66处理及BS100处理下升高;沼液替代化肥模式下新增了相对丰度≥1%的细菌属Subgroup_7_unclassified。冗余分析结果显示,土壤N₀与Thermodesulfovibrionia_unclassified呈极显著负相关(P<0.01),非酸解氮与Subgroup_6_unclassified呈显著正相关(P<0.05),而与Betaproteobacteria_unclassified呈显著负相关(P<0.05),氨基酸态氮与Proteobacteria_unclassified、氨基糖态氮与KD4-96_unclassified呈显著正相关(P<0.05),酸解未知态氮和Desulfarculaceae_unclassified呈显著负相关(P<0.05)。  【结论】  沼液替代化肥改变了土壤微生物群落结构,增加了土壤氮库容量,显著提高了土壤氮矿化势,增强了土壤供氮能力。     

喀斯特峰丛洼地不同植被类型土壤微生物量碳氮磷和养分特征

  目的  探讨桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被类型的土壤理化性质和微生物碳(MBC)、微生物氮（MBN）、微生物磷（MBP）含量的变化特征及它们之间的关系。  方法  利用生态化学计量方法和Pearson相关性分析方法研究不同植被类型和土层深度对土壤MBC、MBN、MBP含量和土壤养分含量分布特征的影响。  结果  （1）不同植被类型土壤养分含量和MBC、MBN、MBP含量依次为次生林 > 灌木 > 灌草 > 草地 > 耕地;土壤养分垂直分布表现为随着土层深度加深而下降,不同土层间土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量差异显著,土壤MBC、MBN和MBP含量在不同植被类型和不同土层间差异显著,均表现为MBC > MBN > MBP。（2）不同植被类型土壤MBC/SOC和MBP/TP的值较小,MBN/TN的差异较大。不同植被类型的土壤MBC/MBN差异显著,MBC/MBP变化范围较大,MBN/MBP表现为次生林 > 灌草 > 灌木 > 草地 > 耕地。（3）土壤MBC和MBN与SOC、TN、速效氮和速效钾呈显著或极显著正相关,与土壤容重、pH值表现出不同程度的负相关,表明植被恢复过程中土壤MBC和MBN可作为衡量土壤养分的敏感性指标。  结论  不同植被类型的土壤微生物生物量碳氮磷、养分含量和化学计量特征有明显的表聚效应,随着植被的正向演替,土壤结构、养分和微生物群落功能得到显著提高。     

生草改善果园土壤肥力和苹果树体营养的效果

  【目的】  果园生草在促进树体生长发育、改善土壤理化环境和土壤肥力等方面起着重要作用，本研究旨在解决我国果园普遍存在的立地条件差和土壤改良困难、有机质含量少且缺乏补充途径等问题，为果业可持续发展提供重要的技术支撑。  【方法】  以美国引进的格兰马草 (Bouteloua gracilis)、粗燕麦草 (Sporobolus asper)、小须芒草 (Schizachyrium scoparium)、宠禾草 (Eragrostis trichodes)、弯叶画眉草 (Eragrostis curvula)、柳枝稷 (Panicum virgatum) 和加拿大滨麦 (Elymus canadensis) 为试验材料，以清耕和白三叶草 (Trifolium pratense) 为对照，于2017年春季在山东省泰安市马庄镇实验基地一年生苹果幼树行间进行生草试验，研究不同生草处理在连续两年内对果树生长发育和果园土壤环境的影响。  【结果】  1) 8种处理草的生物学性状各不相同，其中弯叶画眉草的高度和叶片宽度、密度、盖度、地上和地下生物量表现最佳。2) 7个生草处理对改善土壤环境都具有显著效果，6、7月份，弯叶画眉草处理的土壤温度下降幅度最大，生草一年较清耕分别下降了23.62%和27.45%；6、7、8月份，小须芒草处理两年的土壤pH最低，较同月清耕处理分别降低了6.83%、7.07%、7.19%；弯叶画眉草处理两年的土壤孔隙度增幅最大，较清耕处理分别增加了6.76%、8.35%、9.09%；3) 果园生草提高了土壤中微生物的数量，且随着生草时间的延长提高效果越明显。生草两年的弯叶画眉草处理土壤中的真菌和放线菌数量最多；生草两年的粗燕麦草处理土壤中的细菌数量最多；宠禾草处理两年的细菌OTU数量最大，为5323个，比清耕处理高7.93%。4) 不同生草处理均显著改善了果园的土壤养分。弯叶画眉草处理的土壤有机质含量最高，且生草两年比生草当年的有机质含量提高了23.53%；不同生草处理后土壤中的有效铁、有效锰、有效铜、有效锌的含量较清耕处理均有显著提高。5) 不同生草处理的果树叶片矿质元素含量较清耕有显著差异，显著降低了叶片氮元素的含量，显著提高了叶片磷、钾、镁、铁、铜、锌等元素的含量。  【结论】  果园内不同生草处理对苹果幼树树体、土壤环境和土壤养分产生重要影响，可不同程度地改善幼树的叶片矿质元素含量，降低土壤温度和pH，提高土壤孔隙度、土壤有机质和土壤微生物数量，果园生草处理是有利于改良果园园土和树体的方法，可推动我国果业可持续发展。     

生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响

在渭北旱地苹果园行间播种毛苕子（Vicia villosa）、白三叶（Trifolium repens）、黑麦草（Lolium perenne）和早熟禾（Poa pratensis）,以清耕为对照,对0100 cm土层的土壤有机碳各组分及微生物群落功能多样性进行研究。结果表明,行间生草可显著增加040 cm土层土壤的总有机碳（TOC）、颗粒有机碳（POC）、轻质有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（ROC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）,豆科牧草毛苕子和白三叶的各有机碳含量总体上高于禾本科牧草黑麦草和早熟禾。其中在020 cm土层中,豆科牧草的TOC含量平均每年增加约1.2 g/kg,禾本科牧草每年增加约0.9 g/kg。生草处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon 指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于清耕处理,其中豆科牧草的微生物活性更高。因此,生草可以提高土壤有机碳各组分的含量、土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,豆科牧草毛苕子和白三叶提高效应更加明显。     

黄土高原苹果园间作油菜对土壤水分与苹果品质的影响

  【目的】  间作生草是黄土高原苹果优势产区有机肥替代化肥模式之一。由于黄土高原地区年际干旱少雨且降水在季节上分配不均,可能产生果园生草与果树争水的问题。因此,本研究采用不同耗水模式的油菜品种探究其对土壤水分及苹果品质的影响。  【方法】  试验于2018和2019年在陕西省延安市安塞区南沟流域进行。设置4个生草处理,分别为甘蓝型油菜陕油2013、春性白菜型油菜浩油21、强冬性白菜型油菜延油2号和传统清耕制度 (CK)。田间定位监测土壤水分,测定油菜生长指标及果树的果实品质。比较分析不同油菜类型的生长状况、果园土壤含水量、土壤水分相对差异、苹果新梢生长状况、果实品质等。  【结果】  在两年试验期内,间作不同油菜各项生长指标具有显著性差异。单位面积生物量表现为甘蓝型油菜 > 强冬性白菜型油菜 > 春性白菜型油菜。在土壤水分方面,4个处理土壤含水量变化趋势基本一致,0—20 cm土层水分含量随时间变化最大。其中,甘蓝型油菜、春性白菜型油菜和强冬性白菜型油菜处理行间0—20 cm土层两年平均土壤含水量分别较CK降低了19.2%、3.3%和8.5%,20—100 cm土层两年平均土壤含水量分别较CK提升?4.9%、12.1%和6.4%。20—100 cm土层的平均土壤水分变异系数表现为甘蓝型油菜处理最大,春性白菜型油菜处理最小。间作油菜提升了苹果品质,以间作春性白菜型油菜的效果最显著,其可溶性固形物、可溶性糖和V_C含量较清耕对照显著增加了1.00个百分点、1.57个百分点和47.58%,间作其他两个油菜品种与清耕相比只有V_C含量显著升高。  【结论】  与清耕相比,苹果树行间间作春性白菜型油菜、强冬性白菜型油菜和甘蓝型油菜均有效提升了20—100 cm土层土壤含水量,降低了苹果树休眠期土壤储水量损失,进而显著促进了果树的生长发育,提升了果实品质。其中,苹果树行间间作春性白菜型油菜效果最佳,是黄土高原旱作苹果园较为适宜的间作模式。     

不同耕作模式下麦田土壤温室气体排放和小麦产量

  【目的】  研究不同耕作模式对麦田土壤温室气体排放和小麦产量的影响,以期为实现小麦生产中固碳减排、绿色高产提供参考。  【方法】  供试小麦品种为‘济麦22’。本研究基于2007年的耕作模式田间定位试验,于2020—2021年小麦生长季选择4种耕作模式,即常年翻耕 (P)、常年旋耕 (R)、常年少免耕 (S)和隔两年深松+少免耕 (SS)。采集0—45 cm土层土壤样品,测定不同耕作模式下直径>0.25 mm的土壤团聚体、土壤有机碳和土壤微生物量碳含量,利用静态暗箱—气相色谱法测定温室气体排放通量,成熟期测定籽粒产量及产量构成因素。  【结果】  SS处理0—15 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量与S处理无显著差异,显著高于P和R处理,15—45 cm土层显著高于其他处理;0—45 cm土层土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量最高;小麦生长季温室气体全球变暖潜力SS处理较S处理增加了7.9%,较P和R处理分别降低了12.2%和7.3%;SS处理温室气体排放强度较P、R和S处理分别减少了28.6%、28.6%和16.7%。在成熟期,SS处理的千粒重较P、R和S处理分别提高了4.7%、8.7%和9.6%,籽粒产量较P、R和S处理分别增加了7.1%、14.2%和19.4%。  【结论】  隔两年深松+少免耕 (SS) 处理增加了0—45 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量,提高了土壤有机碳和微生物量碳含量,降低了温室气体排放强度,并获得小麦高产。综上所述,隔两年深松+少免耕 (SS) 处理是兼顾产量和环境效益的最佳耕作模式。     

含氯化肥不同施用量对猕猴桃产量和品质的影响及其后效

  【目的】  猕猴桃为喜氯作物,充足的含氯肥料能提高猕猴桃产量。研究猕猴桃的适宜含氯肥料用量,及过量施用含氯肥料是否会影响猕猴桃的产量及其后效,为猕猴桃园合理施用含氯肥料提供科学依据。  【方法】  在猕猴桃 (Actinidia deliciosa) 园设置不同用量含氯化肥试验,共设5个施氯水平0 (Cl-0)、170 (Cl-170)、340 (Cl-340)、910 (Cl-910)、1480 (Cl-1480) kg/hm2,2014—2017年连续施用3年后,停止施用含氯肥料两年后 (2018和2019年),取样分析猕猴桃产量、品质、植株和土壤氯离子含量。  【结果】  停用含氯肥料两年后,Cl-170、Cl-340、Cl-910处理比Cl-0处理的猕猴桃产量分别增加7.5%、11.9%、18.0%,Cl-1480处理的产量与CK持平;Cl-910、Cl-1480处理的猕猴桃果实Vc含量与Cl-0处理无显著差异。在2017年,除Cl-170处理的叶片外,施氯处理的猕猴桃叶片、枝条、果实中的氯离子含量均显著高于Cl-0处理,叶片、枝条和果实中的氯离子含量随着施氯量的增加而增加;2019年,除Cl-1480处理的枝条和果实外,其余处理枝、叶、果实中氯离子含量与Cl-0处理没有显著差异。2017年,Cl-170、Cl-340、Cl-910、Cl-1480处理Cl–在0—100 cm 土层没有累积,100 cm以下土层土壤Cl–含量随施氯量的增加而增加;2019年,0—300 cm土层未见氯离子积累。  【结论】  在本试验条件下,施用含氯肥料不会引起0—100 cm土层中氯离子的积累。施用适量含氯肥料 (170 kg/hm2) 可显著提高当年猕猴桃产量和品质。连续3年过量施用含氯肥料 (910和1480 kg/hm2) 显著提高了植株叶片、枝条和果实中的Cl–含量,降低了猕猴桃产量和果实Vc含量,停止施用含氯肥料后,该不利影响随即消失,且施用含氯肥料 910 kg/hm2较不施含氯肥料仍有显著增产效果。因此,建议在猕猴桃果园施用适量含氯肥料;当含氯肥料施用严重过量时,可停止施用含氯肥料两年,可在维持较高的猕猴桃产量的同时,恢复猕猴桃的品质。     

柠条堆肥与耕作深度对连作黄瓜土壤细菌群落组成与代谢功能的影响

[目的]研究柠条堆肥结合不同翻耕深度下土壤细菌群落变化特征及其关键影响因素,为西北地区农业废弃资源利用及设施农田土壤健康可持续生产提供理论依据.[方法]田间试验始于2018年,在日光温室连续进行4茬,共设5个处理:传统鸡粪+翻耕15?cm?(CK)、柠条堆肥+免耕(T0)、柠条堆肥+翻耕15?cm?(T15)、柠条堆肥...     

碳对微生物–根系介导的蔬菜作物磷吸收的影响

  【目的】  碳是微生物代谢活动的能量来源,解析碳驱动的微生物磷周转对根系/根际属性以及作物磷吸收的影响,对探索提高磷利用效率的根际调控措施具有重要的指导意义。  【方法】  以绿叶蔬菜上海青(Brassica chinensis L., Xiaqing 3)为供试作物进行盆栽试验,供试碳源为葡萄糖。设置添加葡萄糖(+G)和不添加葡萄糖(?G,对照)两个处理,在添加葡萄糖后第7天和第21天,测定土壤微生物量磷与Olsen-P含量、根际酸性磷酸酶活性以及柠檬酸和苹果酸含量、根系形态(生物量、根冠比、根长、根系直径、比根长和根系组织密度)与根际生理(酸性磷酸酶、柠檬酸和苹果酸)指标和作物磷吸收量。  【结果】  添加葡萄糖后第7天,土壤微生物量磷增加,Olsen-P含量降低;上海青根系生物量和根冠比显著高于对照,另外,与不加葡萄糖处理相比,添加葡萄糖导致上海青总根长降低33%,根系平均直径增加27%,比根长降低46%,根际柠檬酸含量增加106%。从第7天到第21天,添加葡萄糖处理土壤微生物量磷降低,Olsen-P含量增加,上海青根系生长速率显著提高。葡萄糖添加后第21天,添加葡萄糖处理土壤Olsen-P含量高于对照土壤;与不加葡萄糖的处理相比,根际酸性磷酸酶和柠檬酸的分泌降低,上海青根系总根长增加,其相对增加量为31%。添加葡萄糖对第7天和第21天上海青地上部磷吸收没有显著影响。  【结论】  添加葡萄糖提高了前期(添加葡萄糖后第7天)根际微生物量磷,降低了Olsen-P含量,促进根际柠檬酸的分泌满足作物生长对磷的需求。后期(添加葡萄糖后第21天),微生物量磷的降低促进土壤有效磷含量的增加,刺激根系快速伸长。微生物介导磷周转诱导作物调节根系形态和根际分泌物响应土壤磷环境的变化,维持地上部磷营养。