连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响

【目的】土壤的生物性状可作为评价土壤生态环境质量的指标,而土壤的物理性状对土壤的水、 肥、 气、 热等因素具有调控作用。绿肥是一种养分全面的优质生物肥源,翻压的绿肥种类以及绿肥和化肥的配施比例会影响土壤微生物的种群数量以及土壤酶活性,并对土壤的物理、 化学和生物性质以及生产力产生重要影响。本文研究连年翻压绿肥后土壤中微生物种群数量、 微生物量碳、 土壤酶的年际变化及其对植烟土壤团粒结构和土壤紧实度影响,旨在为烟区土壤改良和特色烟叶开发提供理论依据。【方法】利用3年田间定位试验,研究了连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响; 将鲜土样过2 mm筛后,利用平板涂布法以及氯仿熏蒸培养法测定了连年翻压绿肥后土壤中细菌、 真菌和放线菌数量以及微生物量碳的含量; 将土样风干并过1 mm 筛后测定了土壤脲酶、 酸性磷酸酶以及过氧化氢酶的活性。土壤紧实度采用CP40Ⅱ数显式土壤紧实度仪对不同处理的土壤进行原位测定; 而土壤团聚体结构采用沙维诺夫法进行,采集的原状土样采用干筛法进行分级,然后计算出不同粒级团聚体的百分含量以及平均重量直径和几何平均直径。 【结果】连年翻压绿肥显著降低了10 cm土层处的土壤紧实度,且以翻压高量绿肥处理（30000 kg/hm2+85%化肥,GMH）的土壤紧实度最低,其土壤紧实度较常规施肥 (F) 和不施肥 (CK) 处理分别降低了25.4%和29.9%; 翻压绿肥增加了土壤中大于7 mm 的机械团聚体含量,但降低了小于1 mm 机械团聚体的含量。随着翻压绿肥年限的增加,翻压绿肥土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳均呈增加的趋势,翻压3 年绿肥后,GMH处理的土壤细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳含量较F处理分别提高了49.0%、 47.8%、 35.4%和40.7%; 与常规施肥相比,翻压低量绿肥 （15000 kg/hm2+85%化肥,GML）降低了土壤脲酶和过氧化氢酶的活性,但翻压高量绿肥能够恢复和提高其活性。【结论】连年翻压绿肥能够降低土壤紧实度,增强土壤团聚结构的稳定性,提高土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳的含量; 翻压高量的绿肥有利于土壤中脲酶、 过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性的提高。     

紫云英与化肥配施对安徽沿江双季稻区土壤生物学特性的影响

【目的】紫云英-水稻轮作生产体系是近年来为解决大面积冬闲田而提出的水稻生产新模式。研究紫云英-水稻轮作模式下,不同量紫云英与化肥配施对稻谷增产效果及稻田土壤生物学特性的影响,为合理施用紫云英,有效改善稻田土壤微生态环境、提高土壤质量、保证水稻高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省农科院土壤肥料研究所2008年设置的紫云英-稻-稻定位试验为平台,分析了5种不同施肥模式下[不施紫云英和化肥(CK)、100%化肥不施紫云英以及70%化肥分别配施紫云英7500、15000、30000 kg/hm2])稻田耕层土壤(0—20 cm)微生物量碳、微生物量氮(SMBC、SMBN)和土壤酶活性的变化,及土壤生物学特性与土壤养分的相关性,并以水稻农艺性状和产量检验了土壤生产力。【结果】1)施用紫云英绿肥能够显著提高水稻籽粒产量,增加水稻单位面积的有效穗数和水稻结实率。尤其是70%化肥配施紫云英15000 kg/hm2处理,稻谷产量达7604.53 kg/hm2,比未施肥处理和单施化肥处理分别增产228.06%和36.29%,差异达显著水平。2)与对照相比,单施化肥处理土壤微生物量碳、氮增加,脲酶、酸性磷酸酶活性提高,过氧化氢酶活性降低;70%化肥的条件下,配施紫云英处理土壤微生物量及土壤酶活性显著高于单施化肥及对照处理,且随紫云英施用量的提高而增加。整个生育期,与对照相比,施紫云英处理土壤微生物量碳、氮分别提高21.03%~142.33%、19.97%~83.91%,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性分别提高10.12%~100.33%、10.22%~43.23%、0.14%~7.28%。土壤微生物量及脲酶、酸性磷酸酶与土壤有机质、全氮、碱解氮呈显著或极显著正相关;过氧化氢酶与土壤养分之间无明显相关性。【结论】紫云英绿肥与化肥长期配合施用可显著提高水稻产量、土壤微生物量及土壤酶活性,改善稻田土壤的微生态环境。本试验条件下,在70%化肥施用量的前提下,紫云英施用量以15000~30000 kg/hm2的综合效果较好。故适量紫云英与化肥配施有利于提高土壤生产能力,是安徽沿江双季稻区稻田增产和培肥地力的有效途径。     

绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响

通过田间试验,研究翻压绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明, 翻压绿肥能够明显提高土壤酶活性和土壤肥力水平,当绿肥翻压量在15000 kg/hm2以上时,尤其在22500~30000 kg/hm2之间时对土壤各项指标的影响更加明显。与对照相比,翻压绿肥的各处理土壤脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶增幅分别为13.10%2~3.81%、 12.92%~29.38%、 75.35%~234.51%、 29.17%~37.08%; 土壤有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾、 pH、 孔隙度增幅分别为13.01%~70.41%、 6.42%~27.52%、 1.14%~10.99%、 15.97%~34.99%、 10.28%~38.30%、 2.74%~7.05%、 0.19%~2.50%,土壤容重降幅为1.47%~5.15%。简单相关分析表明,脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶4种酶之间以及4种酶与土壤理化因子之间均有极显著的相关关系,而土壤酶活性之间的相互关系表明,土壤酶在促进土壤有机物质转化中不仅显示其专性特性,同时也存在共性关系; 典型相关分析结果为,第一对典型变量线性函数反映了土壤酶活性和土壤养分因子对土壤综合肥力水平的影响,第二对典型变量线性函数反映了施入绿肥对土壤内部重要的生理生化过程变化的影响; 主成分分析结果显示,第一主成分反映了土壤的综合肥力水平,所有因子均对土壤肥力水平起到了正效应,土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。以上结果说明,翻压绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。     

紫云英翻压对水田土壤可溶性有机氮及生化性质的影响

以亚热带红泥砂田为研究对象,在15℃和25℃条件下,利用淹水培养法模拟水田土壤紫云英翻压还田,研究其对土壤可溶性有机氮(SON)、酶活性及微生物量碳、氮的影响。结果表明:15℃和25℃条件下翻压紫云英后土壤SON含量总体呈先上升后下降并趋于平稳的变化规律,分别于培养15 d和10 d达到峰值,比未翻压紫云英处理提高138.11%和84.20%。两种温度条件下翻压紫云英均显著提高土壤SON含量、脲酶、蛋白酶和谷氨酰胺酶活性以及微生物量碳和氮。土壤SON含量与脲酶、蛋白酶、谷氨酰胺酶、微生物量碳和氮呈显著或极显著正相关。翻压紫云英后水田土壤SON的迁移及其环境风险应引起充分关注。     

有机栽培和常规栽培水稻体系土壤酶及微生物量的比较研究

本研究探讨了有机栽培与常规栽培体系下水稻土微生物量及脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的动态变化过程,以及有机栽培体系不同肥料调控措施对上述指标的影响.结果表明:与常规栽培水稻体系相比,有机栽培水稻有利于土壤微生物的生长和繁衍;水稻生长不同时期有机栽培方式的土壤微生物生物量碳、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性均高于常规栽培体系.就水稻全生育期而言,土壤微生物生物量碳高于常规栽培7.3%～9.1%;脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别高于常规栽培7.3%～14.5%、5.2%～6.5%和12.5%～29.2%;有机水稻栽培体系下配施生态肥,在有机肥施用量减半时,土壤微生物生物量碳含量及土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性较单施有机肥平均分别提高1.6%、6.8%、1.3%和14.8%,在水稻生长前期和中期该增加作用尤为显著.     

轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤微生物特性的影响

通过田间试验,探讨轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响。结果表明:与菠萝连作处理相比,菠萝-甘蔗轮作和菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理的菠萝产量分别显著提高18.56%和39.07%;土壤pH值分别升高0.50和0.66,明显缓解土壤酸化;土壤硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别显著增加28.49%和57.67%、20.49%和39.77%、20.78%和45.23%、10.38%和23.10%;土壤微生物量碳含量较菠萝连作分别显著提高12.10%和29.56%,土壤微生物量氮含量分别显著提高17.99%和61.45%,而微生物量碳/微生物量氮值均降低。此外,轮作与轮作配施生物有机肥处理均显著增加了土壤细菌与放线菌数量,显著降低了真菌数量,并促进土壤微生物对碳源的利用;增强了土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性。本试验条件下,轮作与增施生物有机肥能够显著改善土壤酸化状况与土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,以菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理效果最好。     

鸡粪与化肥不同配比对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、氮变化的影响

为比较鸡粪有机肥与化肥以不同比例配施对杨树苗根际土壤环境的作用效果,通过盆栽试验,研究了N100（尿素提供100%的氮）、 M10N90（鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、 M30N70（鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮）和M50N50（鸡粪和尿素各提供50%的氮）等处理对一年生杨树苗根际土壤酶活性、 微生物量碳（SMBC）和微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明, 同N100处理相比,M30N70处理的杨树苗根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高14.41%~26.49%、 13.87%~27.93%、 12.07%~27.08%和29.17%~46.43%; 根际SMBC、 SMBN含量分别提高63.00%~76.62%、 40.01%~90.38%。在杨树苗的年生长过程中,根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性均在施肥后120 d 最高; 而根际SMBC和SMBN含量分别在施肥后90 d和30 d达到最大值。随着杨树苗的生长发育,SMBN含量逐渐降低,而在落叶期有一定的回升。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、 氮的影响较小。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树苗根际区域生态环境的改善效果最佳。     

翻压不同绿肥品种对植烟土壤肥力及酶活性的影响

为了明确不同绿肥品种与土壤肥力及酶活性的关系,通过田间试验及简单相关分析、典型相关分析和主成分分析,研究种植翻压不同品种绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明,不同品种绿肥种植翻压均可显著改善土壤的物理性状,提高土壤养分含量和土壤酶活性,在效应上具有相似的特点,主要影响土壤脲酶、过氧化氢酶与酸性磷酸酶活性及碱解氮和有效磷的含量,主要差异是土壤体积质量、孔隙度、pH、有机质、全氮、速效钾、过氧化氢酶的变化;脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种土壤酶不仅两两之间均呈极显著正相关,而且与土壤肥力指标均呈极显著相关;土壤肥力与土壤酶活性存在极显著的典型相关关系;此结果对当前的烤烟生产和土壤改良具有较大的意义。     

不同恢复方式下盐渍化弃耕地土壤生物学活性的变化

以干旱区新疆玛纳斯河流域冲积扇缘定点定位试验地为研究对象, 研究灌溉处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地土壤微生物量、酶活性及土壤呼吸速率的影响。结果表明, 不同恢复方式均明显增加了土壤微生物数量和土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性。不同处理土壤微生物量碳、氮分别比原始弃耕地高17.80%、26.38%、5.33%和7.89%、12.75%、21.93%; 不同处理土壤微生物数量分别是原始弃耕地的4.72倍、6.04倍和4.56倍; 不同处理土壤蔗糖酶活性分别比原始弃耕地高3.4倍、3.2倍和7.7倍, 多酚氧化酶活性比原始弃耕地高1.7倍、1.2倍和1.5倍, 脲酶活性比原始弃耕地高11.1%、52.3%和37.1%; 灌溉处理土壤过氧化氢酶活性最高, 是原始弃耕地的1.53倍, 土壤呼吸速率变化表现为人工草地处理>灌溉处理>补植处理>原始弃耕地, 其中, 人工草地处理土壤呼吸速率比弃耕地高52.25%。相关分析表明, 微生物量碳与微生物C/N和微生物数量之间均呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤呼吸速率与土壤脲酶、微生物数量和微生物量碳的相关性达到显著水平(P<0.05), 与土壤微生物量氮呈负相关关系, 但相关性不显著; 土壤蔗糖酶与其他3种酶以及微生物量氮呈显著正相关关系, 土壤脲酶与微生物数量呈显著正相关关系, 多酚氧化酶与过氧化氢酶相关性达到显著水平(P<0.05)。本研究表明干旱区盐渍化弃耕地采用灌溉与人工草地处理有利于土壤养分积累, 可在一定程度上改善土壤质量。     

膨润土对花生连作根际土壤肥力和作物产量的影响

设膨润土施用量0、1.2、2.4、3.6、4.8 kg/m~2,共5个处理,研究膨润土基质对风沙地半干旱区花生连作土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土明显提高了风沙地花生连作土壤含水量、微生物量碳、氮、磷的含量以及土壤酶活性,在3.6 kg/m~2处理条件下土壤含水量、微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性增加最显著。与不施膨润土相比,施用膨润土后花生产量分别提高了10.01%、11.83%、21.34%、9.05%,在3.6 kg/m2处理条件下花生增产显著。经相关性分析可知,花生产量与土壤微生物量碳、氮、磷含量均呈极显著正相关关系,与土壤蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶、脂肪酶均呈显著或极显著正相关关系,与土壤过氧化氢酶活性相关性不显著。上述结果说明,在风沙地半干旱区花生连作土壤中添加适量膨润土能有效提高土壤微生物量和酶活性,对作物增产有明显的促进作用。     

EFFECTS OF GREEN MANURE CONTINUOUS APPLICATION ON SOIL MICROBIAL BIOMASS AND ENZYME ACTIVITY

A three-year field experiment was carried out to study the effects of green manure application on the soil microbial biomass carbon, nitrogen and soil enzyme activities in order to provide a theoretical basis on low-carbon agriculture, environment-friendly agriculture and promote the sustainable development of tobacco production. Six treatments were set and were: check (CK) (contrast, no application of green manure), T1 (application of ryegrass only 1 year), T2 (application of ryegrass 2 years), T3 (application of oats 2 years), T4 (application of ryegrass 3 years), and T5 (application of oats 3 years), which was based on continuous planting oats and ryegrass (Lolium multiflorum L.) in our experiment. The results showed that soil microbial biomass carbon, nitrogen, and the activity of soil urease, acid phosphatase (ACP), sucrase, and catalase increased with each year and with the application of green manure. Compared with the control, after the application of green manure the content of soil microbial biomass carbon and nitrogen increased 1.94%–93.07% and 2.30%–145.07%, respectively, and the activity of soil urease, ACP, sucrase, and catalase increased 1.45%–56.52%, 2.34%–33.17%, 0.96%–172.66%, and 3.33%–85.71%, respectively. Correlation analysis indicated that soil microbial biomass carbon and soil enzymes activity had certain relevance that showed the dynamic process of soil microbial biomass and enzyme activity were coordinate with the decomposition process of green manure and the absorption of mine nutritional to tobacco plant. The results demonstrate that continuous application of green manure could increase soil biological fertility level.     

猪粪与化肥配施对植烟土壤酶活性和微生物 生物量动态变化的影响

采用盆栽试验研究不同用量的猪粪与化肥配施对植烟土壤酶活性和微生物生物量碳氮动态变化的影响。结果表明:植烟土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性和微生物生物量碳含量随栽培天数的增加呈动态变化,表现出先增加后减少的趋势,且在栽培10天或25天达到最高峰,各处理中以配施30%猪粪+70%化肥处理较好;微生物生物量氮含量随栽培天数增加表现出先下降后上升再下降的趋势,且在20天时达到最高峰,以化肥处理最好,配施处理以70%猪粪+30%化肥处理较好。综合所有指标,在该试验条件下,配施30%猪粪+70%化肥处理对植烟土壤酶活性和微生物生物量碳含量作用较好。     

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。     

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。     

蔬菜废弃物堆肥对设施蔬菜产量和土壤生物特性的影响

采用盆栽试验研究了蔬菜废弃物堆肥对小白菜的增产效果、土壤养分含量、土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,蔬菜废弃物堆肥能够显著提高盆栽小白菜的产量和品质,其中30 t/hm2的高量蔬菜废弃物堆肥将产量提高了66.26%,将品质指标Vc、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高了35.64%、183.36%和39.42%。蔬菜废弃物堆肥能够显著提高土壤质量,有机质、总氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量和土壤微生物量碳、氮,以及土壤淀粉酶、脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性的土壤质量指标。与牛粪相比较,高用量的蔬菜废弃物堆肥处理在小白菜产量、可溶性蛋白含量、土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量、磷酸酶活性上显著高于牛粪;而在可溶性糖含量、土壤有机质含量、土壤微生物量、淀粉酶、脱氢酶活性上显著低于牛粪。综合而言,蔬菜废弃物堆肥能够提高土壤质量,增加蔬菜产量和品质;在蔬菜产量方面,蔬菜废弃物堆肥优于牛粪,在蔬菜品质和土壤质量方面,蔬菜废弃物堆肥与牛粪相当。     

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。