黄土丘陵沟壑区典型林地土壤微生物、酶活性和养分特征

通过对陕西吴起县黄土沟壑区退耕还林地不同林分(沙棘、刺槐、油松、小叶杨)根际与非根际土壤养分、酶活性和微生物特征进行研究,比较4种典型林分及退耕草地“根际效应”及根际对养分的截留效应,评价根际效应对土壤特性产生不同改良效果,为黄土沟壑区退耕地人工林科学选择造林树种提供理论支持。研究表明:1根际与非根际土壤中有机质含量、有效磷含量、碱解氮含量和速效钾含量表现出显著差异,有机质、有效磷、速效钾含量均呈现明显的根际聚集现象。2根际土壤微生物数量和土壤酶活性总体高于非根际,仅油松样地中过氧化氢酶活性和小叶杨样地中脲酶活性根际低于非根际。3根际土壤中脲酶活性与细菌和真菌数量相关性达到显著水平,过氧化氢酶活性与真菌相关性达到显著水平;有机质含量与细菌、放线菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平;碱解氮、有效磷含量均与细菌、真菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平。在非根际土壤中,土壤养分含量与土壤微生物、土壤酶活性的相关性明显降低。4从土壤肥力综合水平看,根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤,其中根际土壤中沙棘小叶杨油松刺槐草地。沙棘能大幅度提高土壤肥力,具有较好的土壤改良效果。     

农林复合杨树土壤养分的根际效应

用对比试验的方法,研究农林复合中杨树+留兰香、杨树+小麦、杨树+红薯和杨树纯林4种林地的杨树生长量、林地土壤物理性状和土壤养分以及杨树和间作物养分的根际效应。结果表明:1)杨树+留兰香林地的杨树生长量明显小于对照,显著小于杨树+小麦和红薯林地;2)间作林地的土壤物理性状、土壤pH值、非根际土壤养分不是影响杨树生长的关键因素,而根际土壤养分及根际效应的变化对杨树生长有直接影响;3)在杨树根际土壤中,杨树+小麦和红薯林地杨树根际土壤养分质量分数均高于对照;杨树+留兰香林地的杨树根际土壤有机质和速效磷质量分数高于对照,速效钾和速效氮质量分数则低于对照,而留兰香的根际养分质量分数除速效氮外均高于小麦和红薯;4)从养分的根际效应来看,杨树+留兰香林地杨树的养分根际效应值除有机质外小于对照并小于留兰香,杨树+小麦林地杨树的养分根际效应值除速效磷外均大于对照并大于小麦,杨树+红薯林地杨树的养分根际效应值除速效磷外均小于对照,除速效氮外均大于红薯。     

施肥对I-107杨树人工林土壤根际效应的影响

 通过研究施用有机肥、化学肥料和生物菌肥对I-107杨树人工林根际和非根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响,分析土壤酶活性与土壤微生物数量的关系。研究结果表明:不同种类肥料使用后3个月,林地根际土壤和非根际土壤微生物总量均有显著增长,其中有机肥处理土壤微生物数量增长幅度最大,菌肥处理最小。施肥处理显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,但尿素和菌肥处理土壤多酚氧化酶活性降低。施用有机肥处理对土壤微生物和土壤酶根际效应值影响最明显,菌肥处理影响最小。尿素处理土壤pH值高于对照,有机肥和菌肥处理小于对照,但不同处理间土壤pH值的根际效应值差异性不明显。土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在一定的相关性,其中:土壤脲酶活性与好气性纤维素分解菌之间、土壤碱性磷酸酶活性与氨化细菌、真菌、放线菌、亚硝酸细菌之间,土壤过氧化氢酶与好气性纤维素分解菌、真菌、放线菌之间相关性显著。     

氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性和养分有效性的影响

在新疆石河子进行了2年不同氨基酸有机肥施用量的大田试验,测定棉花根际和非根际土壤酶活性和有效养分含量。结果表明,棉花根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性高于非根际,且脲酶、纤维素酶活性达到显著差异。新陆早8号根际过氧化氢酶活性高于新陆早12号,但蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性低于新陆早12号。根际碱解N呈显著降低,速效P呈增加趋势。膜下滴灌根际和非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、土壤pH及非根际的碱解N、速效P、根际的速效K较淹灌高,而土壤蔗糖酶、纤维素酶、根际碱解N、速效P、非根际的速效K较淹灌低。氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性都有增加作用。土壤pH随着有机肥施用量的增加呈下降趋势,根际低于非根际。氨基酸有机肥增加了土壤碱解N、速效P、速效K含量。     

不同年龄木麻黄林地根际土壤养分含量和酶活性动态

在福建省东山县滨海沙地，开展了不同年龄木麻黄林地根际和非根际土壤养分和酶活性的测定，研究结果表明：（1）不同年龄木麻黄林地根际pH小于非根际土壤，随林龄增长根际土壤和非根际土壤pH值均表现为下降趋势；根际土壤有机质、全氮和水解氮含量高于非根际土壤，各土层有机质含量在中龄林时最大；从中龄林阶段至过熟林，水解氮含量下降；全磷和速效磷含量从幼林发育至中龄林、近熟林逐渐减少，至过熟林略有恢复；根际土壤全钾、速效钾含量呈增加趋势。（2）不同年龄木麻黄林地根际CEC值、水解性总酸度、交换性盐基总量、交换性Mg^2＋均大于非根际土壤；幼林龄根际交换性Ca^2＋低于非根际；土壤CEC值在中龄林时最高。（3）不同年龄木麻黄林地根际土壤磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性均大于非根际土壤；随着林木的生长，根际和非根际土壤磷酸酶活性逐渐升高，并且根际与非根际间的差异也呈增大趋势；根际过氧化物酶活性从幼龄林到中龄林下降，随着林木生长至过熟林有所升高；根际多酚氧化酶活性在过熟林阶段高于其它发育阶段。     

有机肥对水稻根际土壤中微生物和酶活性的影响

利用根际箱在红壤上研究了有机肥对水稻根际有效磷、根际微生物和土壤酶活性的影响。试验结果表明,有机肥明显地提高水稻根际和非根际土壤真菌、放线菌和细菌的数量及土壤有效磷的含量。根际土壤各类微生物的数量大于非根际土壤,表现出明显的根际效应。施用有机肥使根际效应增加,其效应为细菌 放线菌 真菌。有机肥还明显地促进水稻根际无机磷溶解菌和有机磷分解数量以及磷酸酶和脲酶的活性,同时对水稻根际土壤磷转化速率有明显的提高,从而加速了土壤养分的转化。     

吊兰生长对锌污染土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

选用观赏植物吊兰进行盆栽试验,通过测定吊兰根际、非根际以及未栽培吊兰的空白组土壤微生物数量、土壤酶活性及化学性质,研究吊兰对重金属锌污染土壤的修复作用.结果表明:土壤微生物数量、土壤酶活性、有机质含量及土壤呼吸作用强度均表现为吊兰根际组＞吊兰非根际组＞未栽培吊兰的空白组.而土壤锌总量、pH、电导率及氧化还原电位均表现为未栽培吊兰的空白组＞吊兰非根际组＞吊兰根际组.土壤锌浓度为200mg/kg时,细菌、真菌的数量最多,土壤呼吸作用强度、脲酶及磷酸酶的活性也达到最高值;土壤锌浓度为500 mg/kg时,放线菌数量最多,且蔗糖酶活性达到顶峰.三类微生物对锌的敏感性顺序为真菌＞放线菌＞细菌.土壤酶对重金属锌的敏感性顺序为蔗糖酶＞脲酶＞磷酸酶＞过氧化氢酶.通过微生物数量与土壤酶活性的双变量相关性分析可知,放线菌的变化对土壤酶的影响最大,其次是真菌,细菌影响最小.吊兰生长能够有效改善土壤环境,在重金属锌污染修复方面有广阔的应用前景.     

木麻黄连栽林地根际土壤化学性质与酶活性动态

在福建省东山县滨海沙地,对连栽条件下木麻黄林地根际和非根际土壤化学性质和酶活性进行了对比研究.结果表明:二代木麻黄林的根际和非根际土壤pH值均小于一代林,表明木麻黄连栽引起根际土壤酸化;根际土壤有机质、CEC值、水解性总酸度、全氮、水解氮、速效钾、交换性Mg2+和Ca2+含量随着木麻黄连栽而降低,且心土层(20~40cm)差异更大,但土壤全磷、全钾变化不大;与一代林相比,二代木麻黄根际土壤磷酸酶和过氧化物酶活性减弱,多酚氧化酶活性增大,脲酶无明显变化.第二代木麻黄林地根际土壤养分的消耗、生物活性的降低和有毒物质的累积等,可能造成土壤肥力衰退,林木生长受阻     

秦岭火地塘林区森林根际微生物及其土壤生化特性研究

对秦岭林区几种主要林型根际土壤微生物的测定分析表明根际微生物数量表现为油松—华山松混交林＞落叶松林＞锐齿栎—油松混交林,且以细菌数量为主。同一林型微生物状况为根际＞非根际,干基根区＞干基非根区,且不同林分差异显著。微生物的数量分布与土壤酶活性、有机质含量、土壤养分状况等强弱呈正相关关系。     

滨海盐碱地人工刺槐白蜡混交林的根际土壤特性研究

以黄河三角洲人工刺槐白蜡混交林为对象,在调查林分长期生长特征的基础上,以林地非根际土为对照,研究了刺槐和白蜡根际土的理化性质、酶活性和微生物数量等土壤特性。结果表明,刺槐和白蜡根际土壤pH值较林地非根际土显著降低,白蜡根际土壤中的盐分出现明显的富集现象。刺槐根际土壤中碱解氮含量虽然高于白蜡,但白蜡根际土有机质、有效磷和速效钾含量均明显高于刺槐,总体肥力较高。除脲酶活性外,白蜡根际土的过氧化氢酶、转化酶、多酚氧化酶活性明显高于刺槐。刺槐和白蜡的根际土壤微生物数量均大于非根际土壤,三者的大小顺序为:白蜡根际土>刺槐根际土>非根际土。综合研究结果表明,白蜡根际土壤质量总体上明显优于刺槐根际土,这可能是白蜡在滨海盐碱地上生长状况相对较好的重要原因。     

氮及相关的酶活性对小麦根际施肥的反应

In the present experiment,wheat seedlings(Trticucum aestivum L.)were grown on a purple soil with various fertilizer treatments in order to investigate the responses of nitrogen and related enzyme activities in the rhizosphere,The results revealed the increments of both organic matter and total N in the soil with the proximity to the growing roots,especially in treatment of supplying pig manure in combination with chemical fertilizer,suggesting that they could ome from root and microorganism exudation which could be intensified by inorganic-organic fertiliztion,being of benefit to improving the physical and bilogical envi-ronment in the rhizosphere of wheat.Much more inorganic N was observed in the fertilized soils surrounding wheat roots than in the CK treatment ,indicating ,the improvement of crop N supply in the rhizosphere of wheat by fertilization. The activities of invertase,urease and protease in the root zone were greatly enhanced as compared to those in the other parts of soil except that the urease activities were similar in the rhizospher and nonrhi-zosphere of the CK and pig manure treatments,indicating that invertase and protese could be produced by growing roots and rhizosphere microorganisms,in contrast to urease which could be stimulated by urea,Also,significant increment of chemical fertilizer combined with pig manure,suggested that fertilization not only accelerated the renewal of organic matter bu also enhanced bioavailability of organic N in that soil zone .This could be the reason why the total amount of inorganic N available for plants was increased more obviously in the rhizosphere of wheat of the fertilizaton treatments than in taht of the CK treatment.     

鸡粪与化肥配施对杨树根际土壤生物学特征及养分吸收的影响

通过盆栽试验研究鸡粪有机肥(M)与化肥(N)配施对杨树根际土壤的微生物数量、酶活性及养分吸收的影响。结果表明:与单施化肥相比,鸡粪有机肥与化肥配施可不同程度提高根际土壤中的微生物数量,以30%M+70%N处理效果最显著,其中细菌数量比CK,100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理分别提高了108.21%,32.36%,22.09%和10.44%;配施鸡粪有机肥可不同程度增强土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性。30%M+70%N处理的酶活性显著高于其他4个处理;此外,鸡粪有机肥与化肥配施可显著提高根系的总吸收面积、活跃吸收面积和氮素利用率。其中30%M+70%N处理的氮素利用率为61.38%,分别比100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理提高了53.52%,26.53%和23.33%。与30%M+70%N处理相比,10%M+90%N和50%M+50%N处理对杨树根际土壤特征改善和养分吸收促进作用有所降低。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树的根际区域生态环境改善和养分吸收作用效果最佳。     

秸秆、猪粪混施对麦田根际土壤过氧化氢酶与蔗糖酶活性的影响

本研究于2012—2014年在成都平原稻麦轮作区开展田间试验,分析秸秆、猪粪施用对小麦各生育期内根际及非根际酶活性的动态变化影响,为种养废弃物的合理施用提供科学依据。试验共设置不施肥对照、纯化肥、秸秆全量还田+纯化肥、秸秆全量还田+低量猪粪替代化肥、秸秆全量还田+高量猪粪替代化肥等5个处理。结果表明,同一处理下的根际土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性均显著强于非根际土壤(P0.05);猪粪还田处理能提高土壤的过氧化氢酶活性,秸秆和猪粪还田处理能提高土壤蔗糖酶的活性;从小麦的整个生育期来看,其根际及非根际土壤过氧化氢酶活性均呈减弱趋势;而根际土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内存在较大波动,非根际蔗糖酶活性呈"单峰"变化。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

不同钾肥对再生水灌溉条件下土壤-作物系统Cd的影响

为了探明再生水灌溉条件下不同施钾肥处理对土壤-作物系统Cd的影响及差异性,通过田间微区试验研究了不同施钾肥处理对再生水灌溉番茄植株、果实以及根际土与非根际土Cd含量的影响。结果表明:再生水灌溉条件下,施钾肥处理可提高番茄果实产量,施加KCl较K2SO4增产效果明显,分别较不施肥处理可增产6.10%～24.00%和1.36%～13.16%;不施钾肥较不施肥处理番茄果实Cd含量降低,但降低幅度小于施加钾肥处理,施加KCl较K2SO4处理番茄果实Cd含量较低,Cd含量分别较不施钾肥处理分别减少58.33%和8.33%,且各处理均未超0.05mg/kg的限值标准;不施钾肥处理较不施肥处理土壤pH、Cd含量有所降低,降低幅度小于施钾肥处理,有效态Cd有所增加,施加KCl和K2SO4较不施肥处理有效态Cd降低,施加KCl和K2SO4较不施钾肥处理根际土和非根际土pH、Cd含量和有效态Cd含量均有所降低,其中施加KCl根际土和非根际土Cd含量分别降低2.96%～3.11%和5.75%～14.22%,施加K2SO4分别降低4.14%～5.90%和8.10%～8.29%;施加KCl根际土和非根际土有效态Cd含量分别降低10.75%～16.19%和13.98%～28.74%,施加K2SO4分别降低15.97%～20.55%和19.91%～24.70%。因此,再生水灌溉条件下,可通过选择施加适宜的钾肥种类,调控重金属Cd在土壤-作物系统的分布及其生物有效性,施加K2SO4较KCl相比,可一定程度降低土壤Cd全量及有效态Cd含量。     

生物有机肥用量对地黄生长和土壤养分的影响

针对黄河地区地黄品种退化、产量下降、功效降低的问题,从改善地黄产地土壤入手,以怀地黄为试材,研究生物有机肥用量对地黄生长、养分含量以及土壤根际与非根际土养分变化的影响。结果表明,与常规施肥相比,施用生物有机肥处理显著增加地黄的块根数和根粗,提高地黄产量和品质。随着生物有机肥用量的增加,地黄块根中大量元素积累量在增加,尤其是地黄中全磷(P)积累量远高于全氮(N)和全钾(K)积累量。与常规施肥相比,施用生物有机肥显著降低根际土的p H值,提高根际土中有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,改善土壤肥力状况。综合考虑地黄块根产量、品质、养分积累以及土壤肥力变化,生物有机肥用量为4500 kg/hm²是黄河地区中等肥力地黄田增产稳收的合理施肥方式。