蚯蚓堆肥与益生菌配施对土壤肥力及微生物特性的影响

基于等量养分条件,本试验研究了蚯蚓堆肥与解淀粉芽孢杆菌(X)和荧光假单胞菌(Y)两株不同功能益生菌配施对西瓜地土壤肥力和微生物特性的影响。结果表明,不论添加益生菌与否,蚯蚓堆肥较单施化肥或常规堆肥均提高了土壤速效养分含量,显著增加了土壤微生物生物量和土壤酶活性,其中土壤NO_3~–-N含量较常规堆肥提高了14.7%。益生菌的添加活化了土壤养分,增加了土壤细菌、放线菌、解淀粉芽孢杆菌和荧光假单胞菌数量,降低了土壤真菌数量,同时显著提高了土壤酶活性。各处理比较而言,蚯蚓堆肥配施益生菌在土壤速效养分含量、土壤微生物生物量及土壤酶活性上提升作用最为明显,其中蚯蚓堆肥配施混合益生菌处理(VCXY)的土壤细菌数量和蔗糖酶活性相较于常规堆肥配施混合益生菌处理(CDXY)分别提高了32.0%和14.4%。方差分析结果表明,蚯蚓堆肥和常规堆肥与益生菌在土壤速效磷、速效钾、微生物生物量碳、细菌数量、真菌数量、脲酶及蔗糖酶活性上存在显著交互作用。综上所述,蚯蚓堆肥与益生菌配施可显著促进土壤肥力和微生物活性的改善,可替代部分化肥用于设施蔬菜的绿色生产和土壤培肥。     

沼液配施化肥对土壤质量及作物生长的影响

研究沼液配施化肥对土壤微生物特性、土壤养分及玉米生长的影响。结果表明:沼液配施化肥及单施沼液均能降低土壤真菌数量和增加细菌、放线菌数量,其中45%沼液配施55%化肥处理真菌数量较常规施肥显著降低66%,细菌、放线菌数量分别显著增加160.3%、312.5%。沼液配施化肥可显著增加土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性,但过氧化氢酶含量变化不明显。施用沼液可有效促进土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的增加,且差异显著。沼液配施化肥有效提高土壤微生物生物量(SMB)和有机碳(SOC)含量,其中45%沼液配施55%化肥处理土壤微生物生物量碳(SMBC),微生物生物量氮(SMBN)、微生物生物量磷(SMBP)和有机碳(SOC)含量较常规施肥分别显著增加70.0%、195.6%、91.6%和71.6%。施用沼液降低了SMBC/SMBN值,而土壤微生物熵(qMB)和土壤SMBN/TN值均增加,且随着沼液用量的增加先增加后降低。相关性分析表明,土壤SMB与土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾间均呈显著或极显著正相关关系,脲酶、磷酸酶、蔗糖酶均与土壤养分呈显著或极显著正相关关系,过氧化氢酶与土壤养分的相关性不显著。沼液配施化肥对玉米生长及光合作用有显著促进作用,以45%沼液配施55%化肥处理最佳,随着沼液配施比例的增加,玉米产量先增加后降低,45%沼液配施55%化肥处理最高,较常规施肥显著增加40.9%。综合分析,45%沼液配施55%化肥可有效改善土壤结构,显著提高土壤肥力,从而促进作物生长,增加产量,可作为沼液配施化肥的最佳比例。     

施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤酶活性和微生物的影响

研究了施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,与对照和单施无机肥相比,施用堆肥能够提高芥菜生物量,增加根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量,各处理微生物数量均在收获期达到最大值;同时,施用堆肥能够显著提高芥菜根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活性。各土壤酶在芥菜的生长期内变化趋势不同,脲酶活性在收获期达到最高;化肥与堆肥配施蔗糖酶活性在整个生长期内较稳定,其他处理均在收获期最低;过氧化氢酶活性在前期比较稳定,收获期有较大幅度下降;纤维素酶活性在旺长期较高,而苗期和收获期较低。相关性分析表明,部分土壤酶活性之间呈显著或极显著正相关;酶活性与土壤微生物数量之间呈显著或极显著正相关,表明土壤酶活性与微生物能够较好地反映土壤肥力水平。     

蚓粪和益生菌互作对土壤性状、菠菜产量和品质的影响

选取两种益生菌(巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌)分别与化肥和蚓粪配施,研究了蚓粪和益生菌配施对设施蔬菜地土壤化学性状、酶活性及菠菜产量和品质的影响。结果表明:在等养分条件下与单施化肥相比,蚓粪能够显著提高土壤有效磷含量及p H值,降低速效钾、铵态氮含量及EC值,有利于土壤脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性的提高,有效改善菠菜品质;与单施蚓粪相比,益生菌与蚓粪配施不仅显著提高土壤硝态氮含量、蔗糖酶活性,还增加了土壤EC值,提高了菠菜可溶性糖、蛋白及维生素C含量,且解淀粉芽孢杆菌配施蚓粪还增加了菠菜产量;而益生菌配施化肥对菠菜产量增加和品质改善效果不及益生菌配施蚓粪效果显著。综合比较两种益生菌和蚓粪配施效果,以蚓粪配施解淀粉芽孢杆菌对土壤性状改善和蔬菜产量、品质提高效果最好。     

蚯蚓堆肥与益生菌配施对西瓜生长和品质的影响

基于等养分条件下,本试验研究了蚯蚓堆肥与解淀粉芽孢杆菌X和荧光假单胞菌Y两株不同功能益生菌配施对西瓜生长和品质的影响。结果表明,不论添加益生菌与否,与单施化肥或施用常规堆肥相比,蚯蚓堆肥均促进了西瓜生长,降低了植株枯萎病发病率,增加了西瓜产量,并显著提高了西瓜可溶性固形物、可溶性糖和Vc含量等果实品质指标,其中施用蚯蚓堆肥的Vc含量较常规堆肥提高了15.9%;添加益生菌可不同程度促进西瓜生长和品质的改善,且以蚯蚓堆肥配施益生菌的促进作用更为明显。蚯蚓堆肥配施益生菌相比于单施蚯蚓堆肥,西瓜产量和可溶性糖含量分别提高了17.3%和15.2%。方差分析结果表明,有机堆肥与益生菌在西瓜蔓长、纵茎、产量、可溶性固形物、可溶性糖含量上存在显著的交互作用。综上所述,蚯蚓堆肥与益生菌配施对西瓜促生作用显著,在西瓜的绿色生产中可减少部分化肥的使用。     

设施土壤微生物结构和酶活性对减量化肥配施有机肥的响应

通过两年三季田间定位小区试验,研究减量20%化肥配施精制有机肥(COF)、减量20%化肥配施生物有机肥(CBIO)、常规施肥(CCF,100%NPK)和不施肥(CK)处理对设施菊花产量、土壤微生物区系和酶活性的影响。结果表明,连续种植3季后,与CK处理相比,CCF、COF和CBIO处理均显著提高了设施菊花产量、产值、土壤养分含量和酶活性,并改变了土壤微生物区系。与CCF处理相比,COF和CBIO处理均显著增加了土壤细菌、放线菌数量和细菌/真菌值,并降低了真菌数量,且CBIO处理还显著提高了土壤速效养分含量和土壤酶活性并稳定提升土壤酶活性,同时显著提高了设施菊花产量和产值,连续效应明显。CBIO处理的设施菊花产值、土壤碱解氮、速效钾和脲酶活性均显著高于COF处理。除蔗糖酶和中性磷酸酶活性仅受施肥处理影响外,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性和土壤微生物数量均受种植时间和施肥处理的交互作用影响,但主要受施肥处理影响。减量化肥配施生物有机肥对于提高作物产量,调控土壤微生物区系和提升土壤肥力作用显著,有利于土壤微生物态环境的发展。     

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。     

碱渣处理的秸秆堆肥对红壤生物功能和花生产量品质的影响

通过大田小区试验,研究碱渣处理秸秆堆肥对红壤养分含量、微生物学性质和花生产量及品质的影响。设置不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、5%碱渣花生秸秆堆肥配施化肥(NPK+PC)和5%碱渣水稻秸秆堆肥配施化肥(NPK+RC)等4个处理,于花生收获期测定土壤养分含量、酶活性、微生物生物量、BIOLOG功能多样性变化,并同时测定花生产量、秸秆生物量和农艺性状指标的变化。结果表明,碱渣处理的秸秆堆肥配施化肥有效缓解了红壤的酸化程度,增强了土壤的保水能力,提高了土壤速效养分的含量;碱渣处理的花生秸秆堆肥配施化肥对微生物生物量氮(MBN)的提高效果较好,而水稻秸秆堆肥配施化肥对转化酶和微生物生物量碳(MBC)的效果较好;BIOLOG分析结果显示,水稻秸秆堆肥配施化肥改善了微生物碳源利用能力和功能多样性,花生秸秆堆肥配施化肥次之;花生秸秆堆肥配施化肥通过增加百果重,从而使花生增产,同时提高了花生荚果全氮、全磷含量,增加了荚果养分累积量。由此可见,碱渣处理的秸秆堆肥配施化肥不仅可以提高土壤肥力和生物功能,还可以促进花生高产、高质,具有一定的应用价值。     

化肥减施对土壤肥力、木薯产量及种植效益的影响

为探讨木薯化肥减量增效技术对木薯土壤肥力、木薯产量及种植效益的影响,于2019-2020年开展木薯化肥减施种植技术示范。以木薯新品种“桂热10号”为材料,以化肥减量(25%)配施生物有机肥+地膜覆盖处理为示范种植模式,以常规种植(仅施化肥)和不施肥为对照,比较分析各处理土壤速效养分、土壤酶活性、木薯养分、产量及种植效益差异。结果表明:木薯种植会导致土壤有效养分和生物活性下降,示范种植模式可显著缓解木薯种植后土壤养分的降幅,并提高土壤速效磷、速效钾含量和土壤微生物量碳,显著提高土壤蔗糖酶活性,氮肥和钾肥的利用率分别提高12.8和40.4个百分点;不施肥和常规施化肥情况下木薯种植后土壤微生物量碳显著降低;施肥显著促进木薯植株生长,增加木薯生物量,显著提高木薯鲜薯产量和淀粉产量,常规种植和示范种植鲜薯产量和淀粉产量均显著高于不施肥处理,但施肥对植株氮磷钾含量并无显著影响;示范地块磷肥利用率偏低,应适当减少磷肥施用量;2019年和2020年示范种植较常规种植效益分别增加1532.45元/hm2和1284.45元/hm2。因此,化肥减量配施生物有机肥+地膜覆盖示范种植模式能有效保持土壤肥力,提高木薯产量从而提高木薯种植效益。     

蚓粪和益生菌配施对设施番茄地土壤线虫群落的影响

为探究蚓粪和益生菌互作对大棚番茄地土壤线虫数量和群落结构的影响,设置CF(单施化肥)、CF+BM(化肥配施巨大芽孢杆菌)、CF+BA(化肥配施解淀粉芽孢杆菌)、VC(单施蚓粪)、VC+BM(蚓粪配施巨大芽孢杆菌)和VC+BA(蚓粪配施解淀粉芽孢杆菌)6个处理。结果表明:与单施化肥相比,单施蚓粪有助于土壤线虫数量的提高,而蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪对线虫数量的提高更加显著;化肥配施益生菌在盛花期时对土壤线虫数量提高不显著,收获期时有显著提高但效果不及蚓粪配施益生菌。单施化肥或蚓粪提高了植食性线虫短体属(Pratylenchus)的相对丰度,且单施蚓粪提高幅度显著高于单施化肥。与单施化肥相比,单施蚓粪显著降低了食细菌线虫比例,而化肥配施益生菌显著降低了食细菌线虫和植食性线虫比例,增加了食真菌线虫比例。蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪显著增加了食细菌和食真菌线虫比例,降低了植食性和捕杂食性线虫比例。与单施化肥或蚓粪相比,蚓粪配施益生菌对瓦斯乐斯卡指数(WI)、食真菌线虫与食细菌线虫比率(F/B)和植食性线虫成熟指数(PPI)均能够产生积极影响,且效果优于化肥配施益生菌。综合比较可以发现,与单施化肥或蚓粪相比,蚓粪配施益生菌能够减缓植食性线虫增长,土壤环境和线虫群落趋于健康和稳定,是值得推荐的施肥方式。     

有机无机改良剂对滨海盐渍化土壤酶活性和土壤微生物量的影响

[目的]为解决滨海地区土壤盐分高和生态环境恶劣的问题,研究发酵园林废弃物与膨润土不同比例配合施用对滨海盐渍土的改良效果。[方法]通过滨海地区田间试验,采用单独施用68 kg/m~3发酵园林废弃物(T_1)、单独施用15 kg/m~3膨润土(T_2)和二者混合施用(T_3)的方法,分析不同处理组土壤酶活性、微生物量碳、氮的变化及其与土壤理化性质的相关关系。[结果]有机无机改良剂混施(T_3)在提高土壤酶活性和微生物量碳、氮方面具有更显著的效果。脲酶、蔗糖酶和脱氢酶分别为对照的10.1,9.0和4.5倍;土壤微生物量碳、氮分别比对照提高了24.8%和78.1%。此外,混施也可以显著改善土壤理化性质,使土壤盐分降低了62.7%,养分各项指标增幅为57.2%～101.4%。同有机改良剂处理相比,无机改良剂对土壤酶活和土壤微生物量的影响较小。速效钾与速效氮是影响土壤酶活性与微生物量的主要因子,而含盐量、容重则与土壤酶和微生物量呈负相关,具有抑制作用。[结论]发酵园林废弃物的加入对土壤酶活性和微生物量的增加起到了决定性的作用。最佳施用处理组为原土混合掺拌68 kg/m~3发酵园林废弃物和15 kg/m~3膨润土。     

红壤水稻土累积酶活性及养分对长期不同施肥处理的响应

本研究基于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年的长期定位试验,揭示对照(不施肥,CK)、有机肥(C)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机肥(NPKC)等不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及土壤养分的影响。于晚稻收获后采集各小区耕层土壤,测定红壤水稻土中转化酶、脲酶活性(测定时并设加0.5 ml甲苯与不加甲苯处理)及转化酶动力学特征,同时测定土壤养分含量及微生物生物量碳,分析酶活性与养分含量及微生物生物量碳间的关系,明确土壤中累积酶活性及土壤养分对长期不同施肥处理的响应。结果发现,与对照相比,施肥处理下土壤转化酶活性显著提高了31.3%~131.7%,微生物生物量碳显著提高了84.9%~125.1%;在没有甲苯抑制微生物活性下,施肥处理的转化酶底物蔗糖转化速率增加量提高了89.5%~153.7%,脲酶底物尿素转化增加量提高了59.2%~98.9%,表明微生物显著影响两种累积酶表观酶活性;转化酶活性、脲酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关。与对照处理相比,施肥处理显著增加了土壤有机碳(30.1%~36.3%)、全磷(28.6%~102.9%)、速效磷(62.2%~445.0%)、碱解氮(35.9%~56.4%)含量;统计分析显示,转化酶活性、脲酶活性均与碱解氮、有机碳含量显著正相关。与对照相比,各施肥处理土壤的转化酶米氏常数(Km)差异并不显著,而转化酶表观活性(Vmax)及转化系数(Vmax/Km)均显著增加。长期施肥处理增加了土壤养分含量和微生物生物量碳,提高了土壤中累积酶的活性。     

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。     

蚓粪施用方式对不同品种番茄生长和土壤肥力的影响

肥料的施用方式会影响有机肥料的分解和养分释放过程,且不同作物品种在养分需求方面也各有差异。蚓粪是一种能够改善土壤和促进植物生长的新型替代肥料。采用盆栽试验研究了蚓粪施用方式对不同番茄品种生长和土壤肥力的影响,盆栽试验设置为:两个番茄品种:金棚三号和艾瑞尔;4种施肥方式:单施化肥(CF);蚓粪表施(VS),即蚓粪与盆钵上部8 cm厚土壤混施;蚓粪中施(VL),即蚓粪均匀平铺紧邻8 cm处下方;蚓粪全土混施(VM),即蚓粪与所有土壤混合。结果表明:相比全土混施,蚓粪表施和中施更能增加番茄的茎叶生物量并且促进其对氮、钾的吸收;与单施化肥相比,蚓粪的效果更依赖于施用方式,蚓粪表施和全土混施比中施更能提高土壤pH和有机碳含量。在盛花期,无论番茄品种,土壤有效磷、速效钾含量都在蚓粪表施时最高;而在收获期,蚓粪表施和全土混施的有效磷含量高于中施处理。相比蚓粪中施和全土混施,表施降低了艾瑞尔的土壤矿质氮含量。总之,蚓粪的集中施用如表施和中施,能促进番茄生长及养分吸收,并且在不同品种之间效应一致。     

黄土丘陵区自然植被恢复下土壤微生物学质量演变特征

为了探讨黄土丘陵区自然植被恢复过程中土壤微生物学质量演变特征,用时空互代法对燕沟和县南沟典型小流域自然植被恢复下5个演替阶段（退耕1~6 a、7~17 a、18~35 a、36~60 a、> 60 a）土壤养分含量、微生物量和酶活性进行了研究。结果表明:随着地区植被退耕后自然演替的推进,土壤有机碳、全氮、有效氮与有效钾含量持续增加,土壤全磷含量在不同植被演替阶段变化不明显,有效磷含量在植被演替至多年生草本阶段（18~35 a）时含量最低;土壤细菌约占土壤微生物量的65%左右,且其数量在植被演替至多年生草本阶段时最多,土壤真菌和放线菌随退耕年限的延长呈现不断增加的趋势;土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性也随着植被自然演替的推进呈不断增加趋势,但脲酶和蔗糖酶在植被演替至灌木阶段（36 a）后增速放缓。相关性分析表明,自然恢复过程中土壤微生物数量与酶活性的提高程度比较一致,其与土壤养分关系密切,因此土壤微生物群落与土壤酶活性是反映植被恢复中土壤生物学质量变化的重要指标。     

连续3年施用生物有机肥对土壤养分、微生物生物量及酶活性的影响

通过温室盆栽试验,研究了连续3年在不同土壤中施用不同量的生物有机肥的土壤养分、微生物生物量、酶活性及棉花各器官干物质量的变化。结果表明:连续3年施用生物有机肥,3种土壤的养分、酶活性、微生物量和各器官干物质量均有不同程度的提高。随着其用量的增加,土壤养分、微生物量及脲酶活性也在增加,土壤pH则相反,土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶活性表现先上升后下降的趋势,且在不同土壤施用生物有机肥10~30 g/kg时基本达到最高,过氧化氢酶活性无显著变化。高、中、低有机质含量的土壤的棉花各器官干物质量分别在施用生物有机肥10~20、20~30、40 g/kg时基本达到最高。随着施肥年限的延长,3种土壤微生物生物量碳、氮均表现为先降低后升高的趋势,土壤酶活性则变化差异较大。通过在不同有机质含量土壤中施肥与不施肥比较发现,本底有机质含量越低的土壤,施肥较不施肥的土壤养分、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性及微生物量增加幅度越大。     

适宜的水氮处理提高稻基农田土壤酶活性和土壤微生物量碳氮

为探讨节水灌溉与氮肥施用对稻田土壤微生物特性的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式（常规灌溉与控制灌溉）与3个水平施氮量（90、180和270 kg/hm2））对稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,土壤脲酶活性和土壤微生物量氮增加,土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳、土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值、土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;与常规灌溉相比,控制灌溉显著提高稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物熵,降低土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg/hm2可获得最优的生物环境,土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮分别达到3.02×10-2 mg/g、0.93 mL/g、5.70 mg/g、10.08 mL/g、237.58 mg/kg、52.60 m/kg。该研究对认识稻基农田水氮耦合关系、指导江淮丘陵季节性干旱区水稻优质节水高产高效栽培实践提供理论依据。