冬季作物对水稻生育期土壤微生物量碳、氮的影响

选取我国南方4种冬季作物黑麦草、紫云英、油菜、马铃薯,以冬闲田作对照,对水稻生育期土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的短期内动态变化进行了研究。结果表明,早稻田翻耕前,冬季作物处理土壤SMBC和SMBN与冬闲田存在显著差异(P0.05),黑麦草处理SMBC为398.5 mg/kg,显著高于其他作物;紫云英处理SMBN最高,为97.8 mg/kg。在早稻整个生育期,黑麦草处理SMBC显著高于其他处理,晚稻生长过程中各处理无显著差异。冬季作物对稻田土壤微生物商(MQ)的影响,随着水稻生长发育进程有不同程度的变化,黑麦草处理在早稻整个生育期高于冬闲田。     

紫云英还田量对烟田土壤微生物及酶的影响

为在翻耕条件下合理施用紫云英,保障农业的可持续性发展,定位试验研究了15000kg·hm-2、22500kg·hm-2、30000kg·hm-2紫云英还田和22500kg·hm-2紫云英还田减施化肥(施肥时扣除紫云英中氮、磷、钾)及紫云英不还田5个处理对烟田土壤微生物数量、微生物活度、酶的影响。结果表明:烟草生育期内,不同处理好气性细菌数量呈前期均迅速上升、中期均稍有上升,但后期各有升降的趋势;烟草生长早期,紫云英还田减施化肥能增加好气性细菌数量。放线菌数量烟草生育前期略有下降,中期有所回升,后期又缓慢下降;烟草生长早期,紫云英还田能增加放线菌数量;整个烟草生育期,紫云英还田减施化肥可减少放线菌数量。真菌呈现烟草生育前中期迅速上升,后期缓慢下降的趋势;相对较少的紫云英还田量对土壤真菌数量增长的刺激作用较为明显。微生物活度呈烟草生育前期下降、中期趋于平稳、后期迅速升高达到最高点的趋势;烟草成熟期,紫云英还田的微生物活度明显高于不还田处理,增加紫云英还田量,微生物活度增加,但紫云英还田减施化肥会降低微生物活度。土壤纤维素酶活性以烟草旺长期为界点,表现出前期增加、后期下降的特点;烟草生长后期,紫云英还田土壤的纤维素酶活性高于对照土壤。土壤脲酶活性呈先快速下降,再缓慢上升,最后再快速上升趋势。土壤蛋白酶活性呈烟草生育前期下降,后期缓慢上升的特点;土壤蛋白酶活性与紫云英施用量呈正相关。过氧化氢酶活性在烟草各生育期的变化不大。土壤生物学评价发现,22500kg·hm-2紫云英翻耕还田栽培烟草较佳。     

紫云英还田量对稻田土壤微生物数量及活度的影响

采用田间小区试验,进行了紫云英不同翻压量对水稻不同生育期的土壤微生物数量和微生物活度的影响研究。结果表明,紫云英还田显著提高土壤微生物数量。以紫云英22 500 kg.hm-2配施当地大田化肥用量70%处理的土壤微生物数量最多;紫云英还田使土壤好气性细菌、真菌数量增加,放线菌数量减少。在早稻分蘖盛期好气性细菌,真菌数量升到最大,放线菌数量降到最低;紫云英翻压还田能提高微生物活度。以紫云英22 500 kg.hm-2配施当地大田化肥用量70%处理的微生物活度最强。     

紫云英还田方式对烟田土壤微生物及酶的影响

为探明紫云英不同还田方式对土壤生物学特性的影响,选择合理的还田方式,通过定位试验进行了全层翻耕紫云英覆盖、全层翻耕紫云英深埋和全层翻耕紫云英不还田3种方法对烟草不同生育期的土壤微生物数量、微生物活度和酶活性的影响研究。结果表明:在烟草生育期内,好气性细菌数量呈现前期急速下降,中期缓慢上升,后期稍微波动的趋势,深埋处理都略高于覆盖处理;真菌数量整体呈现上升趋势,紫云英覆盖前期可显著增加真菌数量,深埋对真菌数量影响不大;放线菌数量紫云英还田处理呈现前期下降,中期急速上升,后期缓慢上升的趋势。土壤微生物活度则先下降再持续上升,至烟草成熟期,紫云英覆盖紫云英深埋不还田。土壤纤维素酶活性以旺长期为分界点,表现为前期增加、后期下降的特点,紫云英还田高于不还田;土壤脲酶活性呈现先迅速下降,再缓慢上升,再急速上升的趋势,以紫云英深埋处理的脲酶活性最高;土壤蛋白酶和过氧化氢酶的活性在烟草生育期的变化不大,都表现为早期稍微下降,以后趋于平缓,以紫云英深埋的酶活性较高。土壤生物学综合评价表明,采用全层翻耕紫云英深埋(1500kg/667m2)更利于提高土壤质量。     

紫云英与化肥配施对稻田土壤养分和微生物学特性的影响

在安徽沿江双季稻区,通过4年田间定位试验研究了不同用量紫云英绿肥与化肥配施对水稻产量、土壤肥力和土壤微生物数量及活度的影响。结果表明,施用紫云英绿肥比不施肥增产40.75%~92.10%,比单施化肥处理增产26.30%~36.49%;与纯施化肥相比较,施用紫云英处理的微生物总量增加了48.26%~115.78%,微生物活度增加了5.88%~29.41%,且施用紫云英土壤全N、碱解N、有效P、速效K和有机质含量均较高。简单相关分析表明,土壤微生物特性与土壤全N、碱解N之间具有极显著的相关性。施肥土壤有机质含量与细菌总数之间无直接相关性,而与真菌、放线菌数量及微生物活度正相关。土壤微生物及土壤养分分析发现,化肥量70%与紫云英22 500 kg·hm-2配施比较适宜于安徽沿江双季稻区早稻生产。     

烟草连作对稻田土壤微生物及酶的影响

对烟草连作不同年限的稻田土壤中微生物的数量、活度及酶活性进行了分析,结果表明:连作年限与土壤中的好气性细菌、厌气性细菌、放线菌及真菌的数量没有相关性,所测不同连作年限的土壤中微生物的数量也没有明显差异,说明烟草连作不会对土壤中主要微生物类群的数量造成明显的影响。烟草连作10年以上的土壤微生物活度有降低趋势,明显低于连作5年以下的,而烟草连作5年以下的土壤微生物活度没有明显差异。烟草连作不同年限的土壤纤维素酶、脲酶、蛋白酶及过氧化氢酶没有明显差异。     

稻蛙生态种养对土壤微生物及无机磷含量的影响

为了探讨稻蛙生态种养对水稻试验田土壤养分供给与微生物作用之间的关系,以施用化肥与农药的稻田为对照,分别对稻蛙种养的试验田和对照田在水稻种植后的不同时期的土壤微生物数量、微生物活度、酸性磷酸酶活性和无机磷含量进行检测。结果表明,青蛙养殖后,试验田的细菌、放线菌和真菌数量随着养殖时间延长而增加,并在养殖青蛙60~90 d后,土壤微生物数量、活度、酸性磷酸酶活性和无机磷含量显著高于对照田。此外,稻田土壤细菌、放线菌、真菌的优势种也向利于土壤营养循环的方向发生改变。因此,稻蛙生态种养可增加土壤微生物数量,提高微生物活度,提高巨大芽孢杆菌数量以及酸性磷酸酶活性,促进难溶性的磷向可溶性磷的转化,从面提高试验田土壤磷的供应能力。稻蛙生态种养为稻田的高效利用提供了一种新模式。     

冬季覆盖作物残茬还田对双季稻田土壤有机碳和碳库管理指数的影响

研究冬季不同覆盖作物残茬还田后稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化, 对合理利用冬闲稻田, 发展冬季覆盖作物, 以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究以不同冬季覆盖作物-双季稻定位试验为研究对象, 采用田间小区试验方法, 分析了黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)和油菜-双季稻(T3) 3种种植模式不同冬季覆盖作物残茬还田后对土壤耕层(0~20 cm)总有机碳、活性有机碳含量的影响, 并计算了各处理的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和碳库管理指数。结果表明, 与冬闲-双季稻(对照)相比, T1、T2和T3处理的冬季覆盖作物残茬还田均提高了稻田土壤总有机碳和活性有机碳含量, 其大小顺序均表现为T2>T1>T3>CK。其中, 各处理稻田土壤总有机碳含量均显著高于对照, 早稻收获时T1、T2和T3处理土壤总有机碳含量两年平均分别比对照增加6.73%、10.53%和4.79%, 晚稻收获时两年平均分别增加4.16%、6.20%和2.37%; T1和T2 处理土壤活性有机碳含量均显著高于对照, 早稻收获时两年平均分别比对照增加10.52%和21.52%, 晚稻收获时两年平均分别增加11.99%和15.59%。冬季覆盖作物残茬还田提高了土壤碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和土壤碳库管理指数, 其大小顺序均表现为T2>T1>T3。总的来说, 各处理中以紫云英残茬还田的效果为最好, 黑麦草和油菜残茬还田的效果次之。     

早稻秸秆还田对次年早稻土微生物及酶的影响

为了探明翻耕条件下秸秆还田量对土壤生物学特性的影响,制定合理的秸秆还田量,减少环境的污染和保障农业的可持续性发展,通过定位试验进行了0%、33%、67%、100%早稻秸秆覆盖翻耕对次年早稻土壤微生物数量、微生物活度、稻草腐解酶活性、氨化作用强度及硝化作用强度的影响研究.结果表明:在次年早稻生长期内,土壤好气性和嫌气性细菌数量呈现前期迅速提高,中后期快速下降的趋势,真菌和放线菌数量呈现前期迅速下降,中后期缓慢上升的趋势.土壤微生物活度则呈前期上升,中期达到最高点后开始下降,后期又有所回升的趋势.土壤木聚糖酶和纤维素酶活性以分蘖盛期为界点,表现出前期增加、后期下降的特点;土壤脲酶呈现先缓慢下降,再迅速下降,最后再缓慢上升的趋势;而土壤蛋白酶和过氧化氢酶的活性在早稻各个生育期的变化不大.土壤氨化作用强度的变化特点是先下降后上升,在齐穗期达到高峰后又迅速下降;而土壤硝化作用强度则呈现前期快速下降、中期缓慢增加、后期再急剧下降的趋势.土壤微生物数量及活性分析评价发现,在双季稻栽培时,配合水稻专用复混肥一次性施用,以早稻秸秆2 500～5 000 kg·hm-2翻耕还田较为适宜.     

化肥配施紫云英对稻田土壤微生物及养分的影响

2008年在安徽省桐城市布置了"化肥配施紫云英对水稻和土壤的影响研究"定位试验,2011年在早稻收获期间采集新鲜土样,并测定了细菌、真菌、放线菌、解磷菌和固氮菌等微生物数量和土壤氮、磷、钾、硫、铁、锌、锰、铜等养分含量。结果表明:化肥配施适量的紫云英(70%化肥+15 000 kg/hm2紫云英)有利于土壤微生物的增长繁殖,与单施70%化肥相比,细菌总量增加6.6倍,真菌数量增加63%,解磷菌数量增加47%,固氮菌数量增加101%,放线菌数量基本相等;翻压紫云英还有补充土壤氮、磷、钾、硫、铁、锌、锰、铜养分的作用。     

炉渣与生物炭配施对稻田土壤性质及微生物特征的影响

稻田土壤微生物种类多、数量大,是土壤有机碳矿化的驱动者和有机碳库的固持者。以福州平原稻田为试验样地,分别施加生物炭、炉渣、生物炭+炉渣3种处理,测定分析不同处理对稻田土壤理化性质、微生物数量及有机碳含量的影响,旨在探究稻田土壤微生物在土壤碳库稳定方面的作用。结果表明:(1)炉渣与生物炭施加能够增加稻田土壤微生物数量,提高土壤真菌/细菌比值,有利于土壤碳库稳定性,其中混合施加效果更为显著。(2)3种施加处理均使早稻拔节期真菌数量及真菌/细菌比值显著升高,其中真菌/细菌比值分别提高0.016,0.015,0.018,同时使晚稻乳熟期厌氧细菌数量显著增加。生物炭单一施加及混施处理使晚稻拔节期好氧细菌数量显著升高。混施处理使早稻乳熟期好氧细菌数量显著升高(p<0.05)。(3)炉渣施加处理显著提高了早稻乳熟期土壤DOC的含量,生物炭施加处理显著提高早稻乳熟期土壤SOC含量,混施处理使早稻拔节期土壤SOC含量显著升高,使晚稻拔节期土壤DOC显著升高(p<0.05),并且早、晚稻拔节期有机碳含量显著高于乳熟期。(4)稻田土壤理化性质、微生物数量及有机碳含量三者相互影响,早稻土壤pH与土壤MBC含量呈显著负相关,与真菌数量呈极显著正相关(p<0.01)。晚稻土壤含水量与DOC、好氧细菌、厌氧细菌、真菌呈正相关。MBC与厌氧细菌呈显著负相关(p<0.05)。     

长期冬种绿肥对红壤性水稻土微生物特性及酶活性的影响

以农业部衡阳红壤环境重点野外科学观测基地长期冬种绿肥稻田为平台,研究了双季稻种植区长期冬种绿肥下红壤性水稻土微生物特性及酶活性与土壤质量的关系,阐明了长期冬种绿肥翻压下土壤健康的微生物指标功能。研究分析了26年冬种不同绿肥的红壤性水稻土微生物学参数之间的差异及其提升土壤肥力的作用,结果表明,与冬季休闲处理相比,长期冬种绿肥翻压处理的微生物种群数量、微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)、土壤呼吸、脲酶、转化酶和脱氢酶活性都有所提高,代谢熵(qCO2)降低,以长期冬种紫云英翻压处理效果最明显。微生物种群数量、SMBC、脲酶、脱氢酶与土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、缓效钾(SLK)和速效钾(AK)呈显著或极显著相关;TOC,TN,AN,SLK,AK,微生物种群数量,脲酶、转化酶、脱氢酶活性与水稻产量呈显著正相关关系。长期冬种绿肥翻压能明显地改善红壤性水稻土的微生物特性与酶活性,提高土壤肥力。     

基于稻田土壤肥力及生物学活性的沼液适宜用量研究

【目的】沼液为养殖业废弃物,含有多种作物生长所需的有机和无机养分,其循环利用具有重要的生态和经济意义。本文通过研究施用沼液对稻田土壤肥力及土壤生物学特性的影响,提出稻田的适宜沼液用量。【方法】以“黄秀软占”为试验材料,2013年在广东省博罗县连续开展了2茬大田试验,以不施肥(CK)和施常规化学肥料(CF)为对照,设施用沼液200、 400、 600、 800和1000 m3/hm2 5个水平,依次记为BS200、 BS400、 BS600、 BS800和BS1000。分析了施用不同量沼液稻田土壤主要养分和酶活性,并采用PCR-DGGE 方法研究了土壤微生物区系的变化。【结果】稻田土壤有机质、 碱解氮、 有效磷和速效钾的含量随沼液用量的增加而提高,连续施用沼液存在累积叠加效应; 第一茬试验土壤pH随沼液用量的增加而下降,连续施用2茬土壤pH随沼液用量的增加而升高。施用沼液与不施肥和施用化肥相比,能够提高土壤蔗糖酶、 脲酶和酸性磷酸酶活性。微生物群落多样性指数早稻以800 m3/hm2处理、 晚稻以600 m3/hm2处理最优,土壤微生物群落相似系数随沼液用量的增加而降低,且晚稻各处理间差异程度大于早稻。主成分分析表明,早稻第一主成分反映了土壤理化指标和微生物丰度,晚稻第一主成分反映了除脲酶以外的所有理化因子、 酶活性和微生物群落指标信息,说明连续施用2茬沼液对土壤理化因子、 尤其是对生物活性产生了重要影响。【结论】施用沼液能够提高稻田土壤有机质、 碱解氮、 有效磷和速效钾,在水稻生产上具有较好的应用价值。施用沼液为400~800 m3/hm2时能够提高土壤酶活性,并改善土壤微生物群落结构,综合沼液对土壤肥力和生物学特性的影响,且连续施用沼液具有一定的累积效应,建议稻田生态系统沼液的适宜用量为600~800 m3/hm2。     

砾石覆盖农田土壤酶活性的动态变化特征

在不同时期采集了砾石覆盖,未覆盖连作西瓜农田和撂荒地的表层土壤,测定了土壤中主要微生物数量和过氧化氢酶、淀粉酶、多酚氧化酶及脱氢酶酶活性,并研究了作物生育期内土壤酶活性的变化特点。结果表明,砾石覆盖处理的农田土壤微生物数量处于较低水平,其真菌数量发生了显著下降,而细菌和放线菌数量则介于未覆盖农田和撂荒地之间。在整个生育期内,不同处理下土壤酶活性变化显著不同,但多在西瓜生长旺盛的抽蔓期和结果期达到极值。作物生长和砾石覆盖对于酶活性的影响作用很大,这为进一步研究砾石覆盖对农田土壤环境影响的机理及砾石覆盖科学管理提供基础依据。     

Microbial dynamics and natural remediation patterns of Fusarium‐infested watermelon soil under 3‐yr of continuous fallow condition

Long‐term monoculture of watermelon results in inhibited growth and decreased crop yields, possibly because of imbalance in microbial ecology caused by accumulation of the pathogen in soil. This results in serious problems in the economics of watermelon production. We investigated the build‐up of Fusarium in soil under watermelon cultivation and changes over 3 yr of fallow in a microcosm. We focused on changes in the microbial community of Fusarium‐infected soil, including the diversity of the microfloral species composition, and species abundance. Long‐term monoculture of watermelon leads to changes in microbial diversity and community structure. The microbes most readily cultured from infested soil were suppressed by watermelon wilt pathogen Fusarium oxysporum f. sp. niveum (FON). Of 52 isolated and identified culturable microbes, 83.3% of bacteria, 85.7% of actinomycetes, 31.6% of fungi and 20.0% of Fusarium sp. were inhibited by FON on bioassay plates. Prior to fallowing, infested soil was a transformed ‘fungus‐type’ soil. After 3 yr of fallow, the infested soil had remediated naturally, and soil microbial diversity recovered considerably. Abundance of dominant bacterial populations was increased by 118–177%, actinomycetes, fungi and FON were decreased by 23–32, 33–37 and 50%, respectively. The ratio of bacteria: actnomycetes: fungus: Fusarium sp. in infested soil changed from 24 000:100:4:1 prior to fallow to 57 000:100:3.5:1 after fallowing, nearer to the 560 000:400:8:1 ratio of healthy soil not used for watermelon cultivation. This suggests the ‘fungus‐type’ soil was converting to ‘bacteria‐type’ soil and that disrupted microbial communities in infested soil were restored during fallow.