Bacillus subtilis S37沼液发酵物对棉花生长产量及根际土壤生物学特性的影响

研究了沼液与生防菌配比发酵液滴施对棉花产量及根际土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量及酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶)活性的影响。土壤中真菌、细菌、放线菌分别采用马丁氏培养基、NA培养基和高氏一号培养基来测量;过氧化氢酶采用高锰酸钾容量法,脲酶采用NH4+释放量法,蔗糖酶采用3.5-二硝基水杨酸法,蛋白酶采用茚三酮比色法。结果表明:随着滴灌次数的增加,不同处理的棉花根际土壤中微生物数量和酶活性均呈先升后降的变化趋势,沼液生防菌发酵液、沼液和生防菌单独发酵液处理后棉花产量比对照分别增加44.16%、5.62%和7.42%。沼液生防菌发酵液比生防拮抗菌单一施用能最大程度改善土壤质量,并提高了棉花根际微生物数量和土壤酶的活性,增加棉花产量。     

激发式秸秆还田对麦季潮土团聚体中酶活性的影响

秸秆还田是提升潮土有机质、改良土壤结构的重要措施。添加有机肥和微生物菌剂可激发土壤微生物活性,促进秸秆腐解、提高土壤酶活性。本研究通过潮土区田间小区试验,研究激发式秸秆还田及微生物菌剂对土壤团聚体中酶活性的影响,结果表明:在小麦整个生育期:(1)施加有机肥(8%氮来自有机肥)的处理,不同级别团聚体中的酶活性(脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、碱性磷酸酶)比一次性施肥及常规施肥处理高8.15%~66.93%,且差异显著(P0.05);施加有机肥对0.25~0.053 mm团聚体中纤维素酶和碱性磷酸酶活性的增加效果明显;(2)添加微生物菌剂可提高不同级别团聚体中脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,不同酶活性的增幅存在差异;(3)团聚体中脲酶、纤维素酶活性在苗期较低而后逐渐升高;蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性在苗期较低,至拔节期大幅升高而后逐渐降低;(4)氮肥不同基肥与追肥比例对土壤团聚体中酶活性也有一定影响:试验表明,基追比为5︰5的处理不同级别团聚体中脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性高于基追比6︰4的处理。     

减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育及土壤酶活性的影响

为探明滨海盐渍型水稻土在氮肥减施条件下,微生物菌剂促进水稻根系发育和提高土壤酶活性的作用机制,本试验通过室内盆栽试验,探讨了减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育和土壤酶活性的影响。结果表明:(1)减氮配施微生物菌剂可增加水稻根长、根表面积、根平均直径、总根体积和根尖数,促进水稻根系生长;在施菌剂40～50天内,减氮30%配施菌剂处理较单施全量氮肥处理显著增加了根系生物量。(2)所有氮肥配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均提高;且在施菌剂50天时减氮30%配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显高于其他处理,与单施全量氮肥处理相比,分别提高了22.7%、16.67%和16.35%。以上结果表明,氮肥减量配施微生物菌剂能提高滨海盐渍型水稻土酶活性,促进水稻根系生长。施用微生物菌剂能减少化肥用量,达到提高农业生态系统可持续发展的目的。     

不同施肥措施对春玉米农田土壤酶活性的影响

为研究肥料配比对春玉米农田土壤酶活性的影响,连续4年采用田间定位种植春玉米,分析各生育期各土层酶活性,利用聚类分析和主成分分析揭示酶活性的动态变化差异。结果表明,各种施肥措施显著增加蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,主要影响10~20 cm土层酶活性。施用有机肥土壤酶活性最大值出现在散粉期,施用无机肥土壤酶活性最大值出现在大喇叭口期。随着土层深度的增加,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性呈下降趋势;过氧化氢酶活性10~20 cm土层最低。配合施肥中增施氮肥降低过氧化氢酶活性,增加蔗糖酶、脲酶活性;增施磷肥增加脲酶、磷酸酶活性;增施有机肥增加过氧化氢酶活性,降低蔗糖酶、脲酶活性。单施氮肥降低土壤脲酶和磷酸酶活性。有机无机肥配施能够延长春玉米生育期土壤酶活性的高值期。土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性分别受全钾、全氮、有机质和全氮、全磷和有机质含量的影响,施肥通过改变土壤元素含量及供给能力影响土壤酶活性。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响,在水稻抽穗期、灌浆期、成熟期,对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性进行测定。试验共设置6个处理,分别为:免耕+全量秸秆还田(NTS)、麦耕稻免+半还田(RT1)、麦免稻耕+半还田(RT2)、翻耕+全量还田(CTS)、少耕+半还田(MTS)、连耕+不还田(CT)。结果表明:(1)各处理的土壤酶活性均随土壤深度的增加而下降;(2)土壤酶在不同时期活性差异显著,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在3个时期先减后增,脲酶和蔗糖酶活性则与之相反;(3)在0～7和7～14 cm土层中,NTS处理土壤酶活性最高,显著高于其他处理,与CT处理相比,抽穗期NTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0～7 cm土层分别提高了121.38%、57.44%、63.37%、80.92%,在7～14 cm土层分别提高了130.42%、40.61%、52.40%、85.23%,在14～21 cm土层中,不同耕作方式对土壤酶活性无显著影响,秸秆还田处理下的土壤酶活性>秸秆不还田处理,与CT处理相比,抽穗期CTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性分别提高了28.05%、15.32%、4.90%、59.01%;(4)CTS和MTS处理水稻产量较高,与CT处理相比,分别提高了13.71%和12.36%。综合以上结果表明,不同处理间土壤酶活性和水稻产量均存在显著差异,适量秸秆还田结合少耕是最适宜本地区的耕作     

陕北黄土高原植被恢复区土壤酶活性研究

为了解陕北黄土高原不同植被恢复类型对土壤酶活性的影响,采用完全随机区组设计田间试验的方法,以陕北黄土高原恢复19年的杏树林、沙棘林、刺槐林和草地为研究对象,以农田土壤为对照,研究不同植被恢复类型、土层和季节对土壤蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性的影响,并对酶活性与土壤理化性质关系进行了相关分析。结果表明:土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性差异在不同人工林草地间均达到显著水平。杏树林蔗糖酶活性最高(71.15 mg g-124 h-1),沙棘林脲酶活性最高(52.29mg g-124 h-1),刺槐林过氧化氢酶活性最高(3.33 ml g-1h-1)。随着土层加深,人工林草地土壤蔗糖酶和脲酶活性均显著降低。过氧化氢酶活性则表现为0～10 cm最低,10～20 cm土壤过氧化氢酶活性最高。蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性表现出显著的季节性差异,蔗糖酶和过氧化氢酶活性夏季最高,脲酶冬季最高。土壤有机质、碱解氮和速效钾是影响酶活性的主要因素,其他各因子的影响相对较弱;蔗糖酶、脲酶与有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等呈正相关关系,过氧化氢酶与有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等呈负相关关系。土壤酶活性是表征植被恢复区土壤生物特性的重要指标之一。     

蚯蚓粪对土壤酶活性的影响

为研究施用蚯蚓粪对土壤理化性质的影响,通过田间对比试验研究了施入蚯蚓粪后深度为5 cm、10 cm和15 cm的土壤样品中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶和磷酸酶这6种酶的活性变化。结果表明:施用蚯蚓粪可显著提高6种土壤酶的活性(P 0.05);对深度10 cm的土壤酶活性提高程度最强;对蔗糖酶活性影响最大,提高了67.3%。     

竹阔混交林土壤微生物生物量及酶活性特征研究

土壤微生物生物量及土壤酶活性是土壤中重要的活性指标,研究竹阔混交林土壤微生物生物量与酶活性随混交比(混交林中阔叶树冠幅所占比例)的变化特征,对竹阔混交林土壤状况进行评价,为竹阔混交林经营过程中阔叶树冠幅的修剪提供一定理论基础。本文通过对福建省永安市天宝岩自然保护区竹阔混交林的调查,研究混交比(阔叶树冠幅与样地面积比)为0～10%、10%～20%、20%～30%、30%～40%、40%以上的竹阔混交林林分土壤微生物生物量及酶活性的分布特征。结果显示:混交比与土层对土壤微生物生物量氮(SMBN)、酶活性均有显著性影响,混交比对土壤微生物生物量碳(SMBC)的影响不显著。不同混交比下,SMBC、SMBN、土壤酶活性均表现为随土层加深而降低;SMBC含量在30%～40%混交比最高(357.67 mg/kg),SMBN含量在混交比为20%～30%时最高(127.00 mg/kg);混交比为20%～30%的竹阔混交林林分土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性较高,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶在混交比为10%～20%时含量显著低于其他4种混交比;相关性分析表明,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶与土壤微生物生物量之间均呈正相关,其中土壤过氧化氢酶、脲酶分别与SMBC、SMBN呈显著正相关,土壤蔗糖酶和过氧化氢酶均与SMBN呈极显著相关性;SMBC与pH、全氮呈显著正相关,SMBN与土壤含水率、全氮呈极显著正相关;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶与土壤有机碳、全氮之间均呈极显著正相关。研究表明:林分中阔叶树混交比、土壤深度等都能对SMBC、SMBN、土壤酶活性产生影响,可见竹阔混交林中混交比对土壤状况有一定的影响,其中综合分析得出混交比20%～30%的林分其土壤微生物生物量与酶活性状况达到最佳。     

秸秆还田配合施肥措施对玉米产量及耕层土壤质量的影响

通过分析不同施肥措施玉米耕层土壤碳、氮含量及相关关键酶活性和产量特征,探讨秸秆全量还田条件下不同施肥措施玉米产量差异的形成原因,为进一步提升黑龙江省第一积温带玉米耕层土壤生产能力提供理论和技术支持。试验以黑龙江省第一积温带主栽品种京农科728为试验材料,采用大区对比试验设计,设置掺混肥+尿素(NHF)、碳基肥+尿素(TJF)和控释肥(KSF)3个施肥措施,研究了秸秆还田配合施肥措施对玉米耕层土壤碳、氮含量及相关关键酶活性和产量的影响,分析了秸秆还田配合施肥措施玉米耕层土壤有机碳、微生物量碳、铵态氮、硝态氮、碱解氮、微生物量氮含量和土壤脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶活性的变化规律。结果表明,与NHF相比,灌浆期TJF土壤有机碳、土壤微生物量碳含量分别提高了7.67%、7.29%,土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤碱解氮、土壤微生物量氮含量分别提高了1.97%、7.77%、7.29%、6.28%,土壤脲酶、土壤过氧化氢酶、土壤纤维素酶、土壤蔗糖酶活性分别提高了23.29%、5.92%、7.97%、15.70%;KSF土壤有机碳、土壤微生物量碳含量分别提高了10.80%、10.86%,土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤碱解氮、土壤微生物量氮含量分别提高了21.39%、12.30%、31.97%、21.08%,土壤脲酶、土壤过氧化氢酶、土壤纤维素酶、土壤蔗糖酶活性分别提高了25.81%、24.35%、12.76%、18.93%。与NHF相比,TJF、KSF产量分别提高了1.99%和13.24%。本研究推荐,秸秆全量还田条件下黑龙江省第一积温带玉米生产适宜施肥模式为70 cm宽行+40 cm窄行大垄双行种植,配施控释肥600 kg/hm²。     

模拟氮沉降对毛竹林土壤生化特性和酶活性的影响

以亚热带毛竹林为研究对象,以长江三角洲地区实际氮沉降量40 kg/(hm~2·a)为参照,设置2种形态(铵态氮(NH_4Cl)和硝态氮(KNO_3))和3种水平(对照、低氮和高氮(0,40,120 kg/(hm~2·a))的氮添加试验。结果表明:(1)氮添加显著降低了土壤pH,不同氮水平和形态对pH均有显著影响(P=0.001和P=0.010);(2)高水平氮处理下,硝态氮处理的土壤NO_3~--N和DON含量分别高于铵态氮处理的40.06%和50.10%,土壤NH_4~+-N含量低于铵态氮处理的12.33%,在同一氮形态下,高氮处理的土壤NO_3~--N和DON含量分别高于低氮处理的47.12%和78.12%,土壤NH_4~+-N含量低于低氮处理的24.24%。说明氮水平和形态均对土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和DON含量有显著影响(P0.05);(3)与对照相比,高水平氮处理下土壤脲酶和蔗糖酶活性分别提高了14.16%和8.11%,氮形态对土壤脲酶和蔗糖酶活性没有显著影响。氮水平和形态对过氧化氢酶活性均无显著影响(P0.05);(4)土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均呈现显著的季节变化,脲酶和蔗糖酶活性夏季高,冬季低,春秋居中,过氧化氢酶则秋冬季节较高。氮添加没有改变酶活性的季节分异规律。通过Pearson分析发现,土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶)与土壤生化特性显著相关(P0.05)。氮水平和形态对土壤生化特性和酶活性的影响存在一定差异,研究结果可为氮沉降背景下亚热带毛竹林的管理提供理论依据。     

土壤侵蚀与土壤肥力

对土壤侵蚀与土壤肥力概念进行了阐述,分析了两者之间的关系,指出土壤侵蚀与土壤肥力之间的作用是相互的,侵蚀造成土壤肥力的丧失,而土壤肥力的丧失反过来又加剧侵蚀作用的加强.在此基础上,提出了治理土壤侵蚀和培育土壤肥力时应注意的问题与治理方法.     

土壤动物与土壤健康

土壤动物与土壤健康息息相关,土壤动物多样性和功能能够灵敏反映人类活动和气候变化引起的土壤扰动。同时,土壤动物还通过与生物和非生物组分间的相互作用对地上生态系统产生反馈作用。当前土壤动物在土壤健康评价体系中的应用相对较少,主要集中在土壤线虫、节肢动物和蚯蚓等类群,仍缺乏基于土壤动物的系统性评价指标。因此,本文围绕土壤动物在指示土壤健康方面的潜力,系统总结了现有基于土壤动物的土壤健康评价指标,强调未来应建立和完善土壤动物基因组信息数据库,挖掘土壤动物的功能性状,加强土壤食物网结构和生态功能的研究,建立集成土壤动物物种多样性、功能性状和土壤食物网的指标体系,从而促进土壤健康和生态系统的可持续发展。     

粗质地土壤坡度和前期含水量对土壤侵蚀的影响

利用野外模拟降雨试验,研究了粗质地土壤裸地和苜蓿地在不同坡度(5°,15°,25°)、不同前期含水量(低、中、高)条件下坡面降雨产流、产沙的过程及其特征,以此探究该区退耕还草效益。结果表明:3种坡度条件下裸地和苜蓿地的产流过程在不同前期含水量下均为先增大后趋于稳定,不同坡度之间的径流量差异不显著,但泥沙流失量随着坡度的增大而显著增加,在降雨过程中先增大达到峰值趋于稳定波动,裸地的波动幅度大于苜蓿地。2种处理的前期含水量对径流量以及平均入渗率的影响均达显著水平,裸地在相同的坡度下,前期含水量由低水平增加到中水平、低水平增加到高水平,径流量分别增加38.2%~52.8%,39.7%~42.8%,苜蓿地径流量分别增加27.3%~77.8%,45.5%~91.1%。坡度对泥沙流失量及含沙率影响显著,在相同的前期含水量下,裸地由5°增加到15°,15°增加到25°的泥沙流失量分别增加96.3%~268.7%,6.9%~40.3%,苜蓿地的泥沙流失量分别增加81.1%~384.2%,61.7%~169.9%。在相同坡度和前期含水量下,苜蓿地的径流量和泥沙流失量均显著低于裸地。研究结果表明粗质地土壤前期含水量和坡度显著影响坡地土壤侵蚀过程和总量,植被不但因为冠层拦截而减少径流,而且因为耗水量增加,降低了土壤前期含水量而减水减沙。     

水土保持与土壤质量评价

辨析了土壤侵蚀、水土流失和水土保持的概念和内涵。分析了水土保持与土壤质量的关系,认为水土流失会造成土壤的土层薄化、养分循环失衡、劣质化和贫瘠化、以及砂质化和砾质化,反之,土壤质量下降会降低土壤抗冲性和抗蚀性,进一步加剧水土流失,水土保持可以有效地改良和保持土壤质量。综述了土壤质量评价的研究进展,提出水土保持需要从保持土壤质与量的角度,在进一步弄清楚土壤质量演变过程与机理的基础上,尝试选择和建立适合的土壤质量指标与评价方法,并进行土壤质量动态监测与预测预警及对策的研究。     

苏打盐碱化土壤pH与团聚体中球囊霉素相关土壤蛋白含量的关系

球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)在土壤团聚体形成中起重要作用,与土壤团聚体稳定性正相关。土壤盐碱化破坏土壤结构,降低土壤中GRSP含量,但影响多大尺寸团聚体GRSP含量并不清楚。本文采集45个松嫩盐碱化草地土壤样品,通过干筛法分离出直径0.25、0.25~1和1~2 mm 3种不同粒级团聚体,采用Bradford法测定土壤中GRSP含量,并测定土壤盐碱化指标,经Pearson相关分析和前向选择变量多元线性回归分析,结果显示:土壤pH显著影响各粒级团聚体总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量和难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)含量,二者存在显著负相关关系,特别是0.25~1 mm粒级团聚体DE-GRSP含量与土壤pH存在极显著负相关关系,可解释22.3%的DE-GRSP含量变化。土壤pH、电导率、碱解氮和有效磷对各粒级团聚体易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)影响不显著。结果表明土壤苏打盐碱化影响0.25~1 mm团粒结构中较稳定的DE-GRSP含量,可能对土壤团聚体胶联和土壤碳存储产生负影响。     

红壤和紫色土抗侵蚀性指标的计算方法研究

以长江流域主要侵蚀性土壤——红壤和紫色土为研究对象,以土壤可蚀性K值作为土壤抗侵蚀性指标,采用通用土壤流失方程计算得到人工模拟降雨试验下红壤和紫色土的抗侵蚀性指标,分别为0.325 2和0.276 3。应用侵蚀—生产力评价模型（EPIC）,根据上述两种土壤的理化性质计算其土壤抗侵蚀性指标,分别为0.313 8和0.266 8。分析比较这两种方法得到的土壤抗侵蚀性指标,最终得到侵蚀—生产力评价模型（EPIC）的修正系数（1.04）。     

不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移

土壤侵蚀过程中,土壤团聚体的迁移反映了团聚体的破碎程度及径流的搬运能力,直接影响着侵蚀强度.以东北典型薄层黑土区耕层土壤为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究裸露休闲、纱网覆盖与秸秆覆盖3种地表条件下不同粒级(>5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和<0.25mm)土壤团聚体的迁移特征.结果表明:(1)纱网覆盖与秸秆覆盖具有削减径流和抑制侵蚀的作用,其中抑制产沙作用更明显,减沙率分别为75%和99%以上;(2)3种地表条件下,<0.25 mm团聚体是主要的流失粒级,其占到团聚体流失总量的50%以上;各粒级流失量均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖;(3)纱网覆盖和秸秆覆盖下的团聚体粒级分布与裸露休闲的相比,差异较为明显的均是<0.25 mm粒级,该粒级流失量较裸露休闲的分别减少74.62%和99%;秸秆覆盖与纱网覆盖之间差异明显的是<0.25 mm与1～5 mm粒级,流失量较纱网疆盖的分别减少97.81%和86.03%;(4)秸秆覆盖下团聚体平均重量直径表现为最大;分形维数和平均重量比表面积均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖.     

黑土坡耕地土壤侵蚀对土壤性状的影响

黑土作为东北地区主要的耕作土壤,其结构性状对土地生产力影响极大。土壤侵蚀使肥沃的黑土层减薄,土壤理化性状不同程度地受到破坏和影响。根据黑土侵蚀现状,对不同侵蚀程度黑土坡耕地的养分状况、土壤田间持水量和渗透速度、抗蚀抗冲性能指标的测定分析发现,黑土侵蚀程度由轻度到重度,土壤有机质等养分含量越来越低;土壤蓄渗水能力逐渐减小;土壤抗蚀抗冲性能亦逐渐降低。黑土坡耕地土壤侵蚀程度的加剧,使得土壤有机质含量减少,保肥供肥能力降低,土壤黏度加重,结构变劣,保水能力减弱,影响农作物的生长发育,势必对我国东北黑土区商品粮基地的重要地位构成严重威胁。     

旱地红壤与红壤性水稻土水分特性分析

对低丘红壤地区红壤性水稻土(黄筋泥田)和旱地红壤(黄筋泥)及不同利用方式下土壤的持水和供水特征进行了研究.结果表明,与红壤性水稻土相比,旱地红壤持水供水能力弱;红壤性水稻土各样品之间持水和释水能力的差异与有机质的变化相似,在红壤地区,培肥土壤有利于提高土壤抗旱能力,土壤利用方式不同改变了土壤孔隙的分布状况,使旱地红壤在低吸力段土壤的水分特征存在明显差异.     

VNIR Soil Spectroscopy for Field Soil Analysis

The advent of affordable, ground-based, global positioning information (GPS)–enabled sensor technologies provides a new method to rapidly acquire georeferenced soil datasets in situ for high-resolution soil attribute mapping. Our research deployed vehicle-mounted electromagnetic sensor survey equipment to map and quantify soil variability (?50 ha per day) using apparent electrical conductivity as an indirect measure of soil texture and moisture differences. A portable visible–near infrared (VNIR) spectrometer (350–2500 nm) was then used in the field to acquire hyperspectral data from the side of soil cores to a specified depth at optimized sampling locations. The sampling locations were derived by statistical analysis of the electromagnetic survey dataset, to proportionally sample the full range of spatial variability. The VNIR spectra were used to predict soil organic carbon (prediction model using field-moist spectra: R² = 0.39; RPD = 1.28; and air-dry spectra: R² = 0.80; RPD = 2.25). These point values were combined with the electromagnetic survey data to produce a soil organic carbon map, using a random forest data mining approach (validation model: R² = 0.52; RMSE = 3.21 Mg C/ha to 30 cm soil depth; prediction model: R² = 0.92; RMSE = 1.53 Mg C/ha to 30 cm soil depth). This spatial modeling method, using high-resolution sensor data, enables prediction of soil carbon stocks, and their spatial variability, at a resolution previously impractical using a solely laboratory-based approach.