幼龄橡胶树行间覆盖绿肥效益分析

通过研究幼龄胶园行间覆盖不同绿肥后对土壤温湿度、养分含量、酶活性及胶树生长的影响,分析了覆盖绿肥的生态效益和经济效益。结果发现:幼龄胶园覆盖绿肥改变了土壤生态环境,提高土壤pH值,有利于矿质养分的释放与循环;累积的大量绿肥可作为还田有机物,减缓胶园土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量的降低。综合覆盖初期投入成本,柱花草、葛藤和山毛豆+柱花草覆盖平均每株橡胶树投入分别为45.89、46.53和49.56元,比对照的42.36元有所增加,但随着胶园行间覆盖绿肥完整后,物资和人工投入逐步低于不覆盖的投入。研究结果为改善幼龄胶园行间覆盖绿肥技术奠定科学基础,并为制定科学合理的胶园覆盖管理技术提供依据。     

岩质边坡人工土壤酶活性与土壤营养元素关系研究

以浙江省舟山市人工修复的边坡为研究对象,采用简单相关分析、回归分析和典型相关分析等统计方法对人工土壤营养元素和酶活性的关系进行了研究。结果表明:1简单相关分析中,脲酶活性与全氮、全磷及速效钾含量呈显著正相关,与速效氮含量呈显著负相关;蔗糖酶活性与全氮、全钾和速效钾含量呈显著或极显著正相关;蛋白酶活性与全磷含量呈正相关;酸性磷酸酶活性与全磷、有效磷和全钾含量呈极显著或显著负相关,与速效氮含量呈显著正相关。2回归分析中,土壤酶活性与营养元素建立的方程显著性均为强或极强,全氮、全钾、有效磷和速效钾含量对土壤酶活性的正向影响较大。3典型相关分析中,蔗糖酶活性与全氮含量关系最密切,蛋白酶和酸性磷酸酶活性与有机质、速效氮和全磷含量关系最密切。3种分析结果表明,人工土壤中全氮、全钾、有效磷和速效钾含量与土壤酶活性关系最密切。     

不同产地米槁果实营养成分及其与土壤养分和酶活性的相关性研究

  目的  探究影响米槁果实品质指标的土壤因子,为人工栽培选择合适条件培育品质优良的药材提供参考依据。  方法  自不同产地采集22份米槁果实和土壤样品,测定其果实营养成分和土壤养分含量、酶活性。应用简单相关性分析和多元回归分析,筛选影响米槁果实品质的主要土壤因子。  结果  产地不同,米槁果实营养成分及土壤养分含量、酶活性不同;不同土壤养分、酶活性对米槁果实营养成分的影响程度也不同。总糖主要受全钾、速效钾、和有机质影响;还原糖主要受土壤全磷、全钾、速效钾、pH和过氧化氢酶影响;可溶性多糖主要受土壤全磷、全钾、速效钾、pH和酸性磷酸酶影响;粗多糖主要受土壤全磷、全钾、碱解氮和pH影响;多糖主要受土壤全磷、全钾、速效钾、有机质、pH和酸性磷酸酶的影响。总黄酮主要受土壤全磷、速效钾、有机质、pH 、酸性磷酸酶脲酶和过氧化氢酶影响;粗脂肪主要受土壤全磷、有效磷、速效钾、pH、脲酶、过氧化氢酶的影响。土壤 pH和全钾是影响果实综合品质的重要因子,其次是全磷、速效钾、有机质、过氧化氢酶活性和酸性磷酸酶活性。  结论  土壤养分含量是制约米槁果实产量和品质的重要因素。     

不同连作年限对薏苡土壤特性、产量和品质的影响

为了探明连作年限对薏苡根际土壤特性、根系形态、产量和品质的影响,以不同连作年限的薏苡为对象,研究其根际土壤性质、根系形态、产量和品质的变化规律及其相关性。结果表明:连作薏苡使土壤逐渐酸化,全氮含量显著升高,全磷、有效磷和速效钾含量显著降低,有机质含量随连作年限的增加逐渐下降,连作6年的土壤碱解氮含量比轮作降低16.32%～33.93%;土壤细菌和放线菌数量明显减少,真菌数量逐渐增加;土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性显著下降,过氧化氢酶活性显著升高,连作6年的土壤过氧化氢酶活性比轮作高出30.18%～38.98%;随着连作年限的增加薏苡总根系长、总根系表面积、根系平均直径和根系总体积呈下降趋势;连作6年薏苡的千粒重、结实率、每穴粒重和每穴粒数显著低于轮作,连作年限每增加一年,薏苡产量减少632.276 kg/hm²,连作6年的薏苡减产44.13%～53.43%;连作薏苡的可溶性糖、赖氨酸和支链淀粉含量降低,连作对粗蛋白和粗脂肪含量的影响不显著。相关性分析结果表明,连作薏苡的土壤有效磷、速效钾、有机质含量以及pH显著影响微生物数量;过氧化氢酶活性与全磷、全钾、有效磷、速效钾含量和pH呈显著负相关,蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性与细菌、放线菌数量以及全磷、全钾、有效磷、速效钾和pH呈显著正相关;土壤理化性质中的有效磷和速效钾含量是影响产量和品质的主要因素。连作导致薏苡根际土壤化学性质和微生物环境恶化,根系发育不良,进而使产量和品质下降。     

广西平果县岩溶山地不同植物群落的土壤酶活性

为探讨平果县岩溶山地典型植物群落的土壤酶活性特征,基于调查取样与试验分析,采用相关分析、多重比较以及主成分分析方法,研究了不同植物群落间土壤酶活性的差异,分析了土壤酶活性与土壤化学性质的关系。结果表明:(1)土壤过氧化氢酶、脲酶及蔗糖酶活性的群落间差异达显著水平,显示不同植物群落对土壤酶活性产生一定影响;(2)土壤pH值与过氧化氢酶、脲酶间呈极显著正相关(p0.01),与碱性磷酸酶间呈显著负相关(p0.05);(3)4个酶活性与代表土壤肥力的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮及速效钾之间具有较强的相关性,但速效磷与4个土壤酶之间的相关性均未达显著水平(p0.05);(4)过氧化氢酶、脲酶及碱性磷酸酶能敏感反映土壤质量的变化,可作为本区域土壤质量评价的指标。     

生物耕作对蔬菜田土壤养分及酶活性的影响

通过在上海市崇明岛西部设置的长期定位试验,探讨生物耕作对菜田土壤养分及酶活性的影响。3年结果表明,与免耕处理相比,生物耕作有助于土壤养分含量增加,其中土壤有机质、 全氮、 全磷最高增幅分别为1822%、 1745%和1332%,速效氮、 速效磷和速效钾最高增幅分别为125.0%、 432.5%和21.3%,最高值多出现在生物耕作两年和三年时,差异显著（P0.05）。同时,随生物耕作年限的增加,05 cm土层过氧化氢酶、 脲酶、 蔗糖酶和蛋白酶活性均呈增加趋势,最高增幅分别为27.78%、 951.11%、 16.11%和420.00%,分别出现在生物耕作的第三年和第二年,且差异显著（P0.05）。此系统中过氧化氢酶活性与有机质、 全磷、 速效氮、 速效磷、 速效钾和含水量等呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关（P0.05）, 有机质等是土壤酶活性主要影响因子,它们单独或是综合影响酶活性; 生物耕作时间对酶活性直接影响力大小顺序为过氧化氢酶活性蔗糖酶活性脲酶活性蛋白酶活性,直接通径系数为分别为1.353、 1.070、 0.421和0.110,其主要通过有机质和速效氮正向影响酶活性。     

宁南黄土丘陵区马铃薯连作土壤养分、酶活性和微生物区系的演变

采用常规方法研究了宁南黄土丘陵区马铃薯不同连作年限土壤养分、酶活性及微生物区系组成的演变趋势。结果表明,宁南黄土丘陵区土壤有机质及全氮与土壤微生物数量和酶活性均呈显著正相关;马铃薯连作4年引起土壤有机质、全氮、全磷及全盐含量显著下降,而土壤pH、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;试验区土壤微生物区系组成中细菌占微生物总量的80%以上;随连作年限的延长,土壤真菌比例逐渐上升,土壤放线菌比例有较大幅度提高,而土壤细菌比例则明显下降。逐步回归分析表明,脲酶、蔗糖酶、真菌、放线菌和细菌都与土壤有机质、全氮及速效氮显著正相关,与过氧化氢酶活性显著负相关;全磷及速效磷只和磷酸酶极显著正相关;土壤pH与脲酶、蔗糖酶及细菌均呈显著或极显著负相关;脲酶与蔗糖酶及细菌、放线菌和真菌之间均呈显著或极显著正相关,与过氧化氢酶极显著负相关。马铃薯连作不仅加重土壤养分亏缺,土壤理化性状恶化,而且导致过氧化氢酶活性显著增加,土壤微生物区系组成发生改变。     

伊犁河谷不同造林模式土壤养分与酶活性的关系

[目的]研究伊犁河谷5种典型造林模式下土壤养分和酶活性空间特征,为伊犁河谷地区造林树种的搭配和布局提供依据。[方法]通过采样和室内测试分析,对0—20和20—40cm土壤的化学性质及酶活性等指标进行分析测定,并对其相关性进行研究。[结果]0—20的土层土壤酶活性更强,养分含量也更高;各模式土壤养分含量差异显著,榆树防护林土壤碱解氮和有效磷含量最高,全钾和有效钾处于较高水平,林草间作用材林土壤全氮、全磷和有机质含量最高,碱解氮也处于较高水平;土壤酶活性与土壤养分有一定的相关,其中脲酶与全磷、碱解氮、速效磷和有机质显著正相关,过氧化氢酶与全钾和速效钾呈显著正相关,与全氮、全磷、碱解氮和有机质呈显著负相关。[结论]土壤酶活性与土壤养分间关系紧密,并可较好表征土壤肥力水平,可广泛应用于森林土壤的肥力水平评价。     

黑土酶活性的剖面分布及其对养分的评价

在黑龙江省内选取9个典型黑土剖面,研究其土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的剖面分布规律。结果表明：在0-40 cm土层中,黑土5种酶活性都随土壤层次的加深而下降,而在40cm以下的土层中,过氧化氢酶、硝酸还原酶、转化酶活性不再降低,趋于稳定或略有升高,磷酸酶和脲酶活性却急剧降低,甚至没有酶活性;相关分析表明,土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、硝酸还原酶活性和土壤全氮、速效氮、全磷、全钾、全碳含量及C/N显著相关,土壤转化酶活性和土壤全氮、速效氮、全钾、速效钾、全碳含量显著相关,主成分分析结果显示在第一主成分中,土壤磷酸酶、脲酶活性占有较大比例,可以用来作为土壤氮素、全量磷分和全量碳分的指示指标。     

东北黑土区土壤侵蚀对土壤酶活性的影响

为定量研究土壤侵蚀对东北黑土区土壤酶活性的影响,采用野外模拟试验法,对东北黑土区8个侵蚀程度、2种施肥处理试验小区的土壤酶活性及土壤理化性质进行测定。结果表明,土壤酶活性值随侵蚀程度增加呈指数降低趋势。相比未侵蚀,侵蚀程度达到70 cm时,过氧化氢酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶活性在施肥土壤中分别下降了69%、72%、72%、61%,在未施肥土壤中分别下降了64%、76%、74%、63%。施肥和未施肥土壤中全氮、全磷、速效磷、速效钾、碱解氮含量均随土壤侵蚀程度的增加而下降,只有全钾含量随着侵蚀程度的增加而增加,与侵蚀程度呈正相关。由于施肥量相对较低且持续时间较短,因此化肥的施用对土壤酶活性的提高作用有限。     

尿素融合葡萄糖对潮土中尿素的水解及相关酶活性的影响

  【目的】  研究小分子有机物葡萄糖对尿素在石灰性潮土中的转化特征及相关土壤酶活性的影响，为小分子有机物在提高氮肥利用效率中的应用提供理论依据。  【方法】  将葡萄糖按0.5%、1%、5%和10%的比例与尿素熔融制成4种含葡萄糖尿素试验产品:GU0.5、GU1、GU5和GU10。采用土壤培养法，设置6个处理:不添加尿素对照 (CK)、普通尿素 (U) 和4种含葡萄糖尿素 (GU0.5、GU1、GU5、GU10)，除CK外，其它处理施氮量均为N 0.3 g/kg, 干土。肥料与土壤混匀装入培养瓶，于25℃下恒温培养，于培养第0.5、1、3、5、7、14及21天进行采样，进行土壤pH、铵态氮含量、硝态氮含量以及土壤脲酶活性的测定。另外，第0.5、1、3与5天采集的土壤样品测定尿素态氮含量；第3、5与14天采集的土壤样品测定β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性。  【结果】  1) 培养第0.5天，含葡萄糖尿素 (GU) 处理的土壤尿素态氮含量较普通尿素处理高了1.9%～12.2%；培养至第3天，含葡萄糖尿素加快了尿素的水解，且葡萄糖用量最高的尿素 (GU10) 水解最快；2) 培养至第3～7天，4种含葡萄糖尿素处理的土壤铵态氮含量较普通尿素处理提高了19.0%～26.2%，硝态氮含量提高了16.5%～30.9%；3) 与普通尿素处理相比，在培养至第3～14天，含葡萄糖尿素处理的土壤脲酶活性平均提高了6.9%～8.5%；培养至第3天，GU处理的土壤β-葡萄糖苷酶活性显著提高了6.3%～9.0%，GU10处理的土壤亮氨酸氨基肽酶活性显著提高了21.3%；培养至第5天，GU5和GU10处理的土壤乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著提高了47.8%和52.4%；4) 在培养至第3天时，土壤铵态氮、矿质态氮含量与脲酶、β-葡萄糖苷酶以及乙酰氨基葡萄糖苷酶活性呈显著或极显著正相关，硝态氮含量与β-葡萄糖苷酶活性呈极显著正相关，pH与β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性呈极显著负相关。  【结论】  将葡萄糖与尿素熔融结合为含葡萄糖尿素，可先减缓后促进尿素在潮土中的分解转化，增加了土壤矿质氮含量；施入土壤3～5天内对土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性影响最大；矿质态氮在培养前期与相关土壤酶活性存在显著正相关关系，而土壤pH与相关土壤酶活性存在显著负相关关系。     

耕作与覆盖措施对黄土塬区春玉米田土壤水气传输的影响

  【目的】  良好的土壤物理和水力学性质是土壤肥力可持续的基础。研究黄土高原旱作农业区长期不同耕作、覆盖措施对土壤水气传输性质的影响,为黄土塬区可持续的农田管理提供参考。  【方法】  基于设在渭北旱塬始于2002年的田间定位试验,选取传统耕作 (CT)、传统耕作+秸秆覆盖 (TS)、传统耕作+地膜覆盖 (TP)、传统耕作+全膜覆盖 (TWP)、免耕 (NT)、免耕+秸秆覆盖 (NS)、免耕+地膜覆盖 (NP)、免耕+生草覆盖 (NG) 共8个处理。于2019年春玉米收获期采集剖面土样,对0—10、10—20、20—30和30—40 cm土层土壤质量含水量、容重、导气率、相对气体扩散率和饱和导水率进行测定与分析。  【结果】  与CT处理相比,TS处理显著增加了0—40 cm土壤平均质量含水量,降低了0—40 cm各层土壤导气率,增加了各层土壤相对气体扩散率,表层 (0—10 cm) 土壤饱和导水率显著降低了75.9%;TP处理收获期耕层 (0—20 cm) 土壤容重增加,土壤总孔隙度显著降低,在0—10 cm土层,土壤导气率显著提高了54.1%;TWP处理耕层土壤容重显著增加,土壤总孔隙度显著降低,剖面0—40 cm土壤导气率和饱和导水率分别平均增加了64.8%和111.2%,尤其是表层土壤导气率显著提高了99.5%。与NT处理相比,NS处理耕层土壤容重降低,总孔隙度增加,表层土壤质量含水量、相对气体扩散率和饱和导水率分别显著提高了14.8%、25.3%和446.4%;NP处理耕层土壤容重增加,总孔隙度降低,表层土壤质量含水量和饱和导水率分别显著增加3.5%和145.2%,土壤导气率显著降低33.7%;NG处理耕层土壤容重降低,总孔隙度增加,表层土壤质量含水量显著提高了11.3%,土壤相对气体扩散率显著降低了42.1%。相同覆盖条件下与传统耕作比较,免耕处理能够降低下层20—40 cm土壤容重,增加土壤总孔隙度,提高土壤持水性,虽然降低了表层0—10 cm土壤导气率,但提高了土壤相对气体扩散率和饱和导水率。  【结论】  免耕秸秆覆盖可降低耕层土壤容重,增加总孔隙度,并且显著提高耕层土壤相对气体扩散率和饱和导水率,增加下层土壤导气率,是免耕处理组中最佳处理。传统耕作全膜覆盖可提高耕层土壤导气率、相对气体扩散率和饱和导水率,是传统耕作组中最佳处理,可有效保持渭北旱塬良好的土壤水气传输能力。     

覆盖栽培对渭北旱地冬小麦生产力及土壤肥力的影响

【目的】 覆盖栽培可以有效地改善土壤物理、化学及生物学特性,对土壤质量与作物生产力的持续提高具有重要作用。本研究通过3年田间定位试验,比较了渭北旱地几种覆盖栽培方式下冬小麦生产力及土壤肥力状况,以最大化地发挥覆盖措施的作用和效益。 【方法】 本试验于2014年9月—2017年6月在陕西富平综合试验站进行,共设4个处理,包括传统栽培 (CK)、秸秆覆盖 (NPS)、地膜覆盖 (NPP) 和垄沟覆盖 (RFPS),每个处理重复3次,完全随机排列设计。于冬小麦收获期采集植株样品及表层 (0—20 cm) 和亚表层 (20—40 cm) 土壤样品,分析冬小麦生产力、土壤养分、有机碳、活性有机碳及酶活性的变化。 【结果】 与CK相比,RFPS、NPP和NPS产量分别显著增加了51.8%、41.3%和13.7%,水分利用率分别提高了40.9%、34.0%和11.2%,处理之间差异显著 (P < 0.05);3种覆盖栽培方式均提高了冬小麦籽粒和秸秆氮磷钾吸收量,尤其是RFPS和NPP处理 ( P < 0.05)。RFPS处理较CK显著 ( P < 0.05) 提高了表层土壤全量氮磷钾 (6.5%、4.5%和8.0%)、速效氮磷钾 (46.1%、37.8%和19.5%)、有机碳 (5.1%)、活性有机碳 (15.1%) 含量及3种酶 (蔗糖酶、脲酶和磷酸酶) 活性 (24.6%、34.6%和27.4%),增幅明显高于NPP与NPS处理,且明显改善了亚表层土壤质量;NPP处理表层土壤蔗糖酶活性较CK显著 ( P < 0.05) 提高了9.6%,0—40 cm土层氮磷钾、有机碳及其他酶活性差异较小;NPS处理表层土壤速效氮磷钾含量较CK显著 ( P < 0.05) 提高了22.7%、19.9%和15.0%,有机碳提高了4.1%,活性有机碳提高了12.5%,3种酶活性分别提高了12.0%、15.5%和12.0%,且一定程度上改善了亚表层土壤质量,但对0—40 cm土层全量氮磷钾含量影响较小。 【结论】 垄沟覆盖栽培方式对提高渭北旱地冬小麦生产力及土壤肥力水平具有显著效果,可在当地农业生产中推广使用。      

糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响

【目的】土壤酶参与土壤中多种生化活动,是衡量土壤生产力的指标之一。本文比较分析了不同种植方式下糜子生育期间土壤酶活性的动态变化以及成熟期土壤养分含量和糜子产量,旨在探明糜子连作障碍和连作减产的产生机制,为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学农作一站小杂粮轮作连作长期定位试验为平台,设轮作(T1)、隔年种植(T2)、连作2年(T3)、连作3年(T4)4个处理,在糜子播种期、苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期测定0—20 cm根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及成熟期0—20 cm根际土壤养分含量,对同一时期不同处理间的酶活性和成熟期不同处理间土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量以及土壤p H值进行方差分析,并分析土壤养分和酶活性以及糜子产量之间的相关性。【结果】1)土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性随着连作年限的增加而降低;碱性磷酸酶在连作2年处理的活性较低。2)随着连作年限的增加土壤p H值升高,土壤速效钾严重积累,速效磷消耗较多,说明连作导致土壤盐碱化。3)过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性与糜子籽粒产量呈显著正相关,土壤p H值与籽粒产量呈显著负相关;蔗糖酶活性、有机质含量与产量具有一定的相关性。【结论】糜子连作改变了土壤酶活性及土壤养分含量,导致土壤腐殖化和熟化程度减慢,土壤次生盐渍化加重,土壤养分不均衡,植株生长发育受到影响,造成籽粒产量的下降。因此,在糜子生产上要进行合理的轮作倒茬,从而减缓连作障碍,实现糜子高产优质。     

藏东南色季拉山西坡不同植被土壤有机碳垂直分布特征及其影响因素

  【目的】  藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力，研究其不同生态系统下土壤有机碳 (SOC) 储存的变化特征及其影响因子，有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡。  【方法】  本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000～4600 m开展密集土壤采样，研究不同海拔高度下不同植被类型SOC的储存特征，并分析其关键影响因子。  【结果】  表层0—5 cm的SOC含量随海拔升高而增加，4个植被带SOC含量平均值表现为高寒草甸 (8.31% ± 0.77%) > 暗针叶林 (7.20% ± 0.90%) > 高寒灌丛草甸 (6.74% ± 0.80%) > 针阔混交林 (3.88% ± 0.46%)。在剖面5—10、10—15、15—20、20—30、30—40、40—60 cm各层SOC含量随海拔升高呈先增加后降低趋势，SOC含量在4种植被带的平均值表现为暗针叶林 > 高寒灌丛草甸 > 高寒草甸 > 针阔混交林。SOC含量随剖面深度增加而显著下降，高寒草甸和高寒灌丛草甸SOC垂直分布特征为表层聚集型，而针阔混交林和暗针叶林SOC垂直分布特征为普通递减型。剖面0—20、20—40、40—60 cm的SOC储量随海拔升高呈先增加后降低的特征。在表层0—20 cm高寒草甸SOC储量最高 (C 95.66 ± 4.81 t/hm2)；在剖面20—40和40—60 cm暗针叶林SOC储量最高，且其在整个0—60 cm剖面的SOC总储量在所有植被类型中最高 (C 199.14 ± 11.10 t/hm2)；针阔混交林SOC储量在剖面各层均为最低，且其在整个剖面的SOC总储量 (C 111.45 ± 10.30 t/hm2) 显著低于其他植被类型。剖面各层SOC储量与年平均温度、凋落物碳氮比呈显著负相关，而与海拔高度、年平均降水量和土壤含水量呈显著正相关。逐步回归显示土壤含水量是影响剖面各层以及整个剖面SOC储存的关键因子。随机森林模型对SOC储存的解释度为50.32%～65.82%，土壤含水量对表层土体SOC预测的相对贡献最高，年平均温度、年平均降水量和凋落物质量对各层SOC预测均有显著贡献，而植被类型对SOC预测的相对贡献随剖面加深而逐步增加。  【结论】  色季拉山西坡不同海拔高度下SOC的储存特征随不同植被类型和剖面深度而发生显著变化，环境因子(如土壤水分) 对表层土体SOC储存有关键影响，植被类型对深层土体SOC储量变化的预测有重要贡献。     

亚表层培肥结合覆膜提高干旱区盐碱地土壤肥力及优势菌群丰度的机理

【目的】针对西北干旱气候条件下表层土壤贫瘠多盐的特点,研究亚表层(10—30 cm)培肥结合地膜覆盖对盐碱地土壤化学性质及微生物区系的影响,为盐碱地合理耕层的构建提供参考。【方法】试验设在内蒙古五原县,以向日葵为供试作物进行田间小区和微区试验。设常规翻耕(CK)、翻耕 + 地膜覆盖(PM)、施有机肥(106.8 t/hm2)于亚表层(OM)、亚表层有机培肥 + 地膜覆盖(OMP)共4个处理。测定了春灌前、后以及向日葵收获后,不同耕作措施下土壤剖面的pH值、盐分、有机质和速效养分含量以及微生物区系。【结果】春灌前,亚表层培肥处理(OM、OMP)10—30 cm土层盐分含量比CK、PM处理分别增加了37.1%～52.9%、32.1%～47.2% (P < 0.05),但在春灌后盐分含量无显著差异。地膜覆盖具有很强的抑制返盐效果,OMP处理效果好于PM处理。作物收获后,OMP处理0—10 cm表层返盐率相对CK、PM和OM处理分别降低了131%、77.6%和106%,PM处理相对CK和OM处理分别降低了53.5%和28.7% (P < 0.05)。与CK相比,OM、OMP处理10—30 cm土层pH值分别降低了0.36、0.60个单位(P < 0.05),有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了100%和127%、88.7%和105%、564%和514%、453%和400% (P < 0.05);30—40 cm土层pH值分别降低了0.45、0.44个单位(P < 0.05),速效磷和速效钾含量显著增加了517%和604%、191%和157%,OMP处理有机质含量显著增加了33.6% (P < 0.05)。高通量测序结果表明,OM、OMP处理显著提升了芽孢杆菌属(Bacillus)、交替赤杆菌属(Altererythrobacter)、降解类固醇杆菌属(Steroidobacter)、链霉菌属(Streptomyces)与诺卡氏菌属(Nocardioides)等优势菌群丰度(P < 0.05),但微生物多样性(Shannon指数和Simpson指数)和丰富度(ACE指数和Chao1指数)与CK、PM处理差异不显著。相关性分析结果表明,芽孢杆菌属、交替赤杆菌属、降解类固醇杆菌属、链霉菌属与诺卡氏菌属相对含量均与收获后0—40 cm有机质与速效养分含量呈极显著正相关,与pH值呈极显著负相关(P < 0.01),但与全盐含量无显著相关性。【结论】亚表层培肥结合地表覆膜一方面可有效降低盐分表层集聚,快速增加土壤有机质和速效养分,另一方面可提高土壤优势菌群丰度,增强有机物的矿化分解,是改良西北干旱区盐碱土的有效耕作措施。     

长期保护性耕作可提高表层土壤碳氮含量和根际土壤酶活性

【目的】 研究不同长期耕作措施对作物根际和非根际土壤碳氮元素含量和土壤酶活性的影响,以及土壤碳氮元素与碳氮转化相关酶之间的相互联系,对认识土壤酶响应土壤碳氮变化的机制和选择合理有效的耕作技术具有重要的理论和实践意义。 【方法】 长期耕作试验始于1999年,位于河南孟津县,属于黄土高原东部边缘,土层深厚 (50—100 m),土壤类型是壤质黄绵土。试验处理有草地 (GL)、传统耕作 (CT)、免耕覆盖 (NT)、深松覆盖 (SM),于2016年采集根际土和非根际土0—20 cm、20—40 cm,分析了土壤总碳、有机碳和总氮含量,以及β-葡萄糖苷酶 (BG)、β-纤维二糖苷酶 (CBH)、β-木糖苷酶 (BXYL)、乙酰氨基葡萄糖苷酶 (NAG) 和亮氨酸氨基肽酶 (LAP) 的活性,并进行了土壤碳氮元素含量与酶活性的相关性分析。 【结果】 1) 与传统耕作相比,免耕和深松显著提高了根际和非根际0—20 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量,显著降低了非根际20—40 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量。草地显著提高了根际土壤总碳、有机碳和总氮含量,显著提高了非根际0—20 cm土壤的有机碳含量,显著降低了非根际土壤的总碳含量和非根际20—40 cm土壤中的有机碳含量。深松显著降低了作物根际和非根际土壤C/N,免耕和草地处理显著降低了作物非根际20—40 cm土壤中的C/N,但草地处理显著提高了作物非根际0—20 cm土壤C/N。2) 与传统耕作相比,草地、免耕和深松显著提高了根际土壤中β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性。草地显著提高了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性,免耕和深松显著降低了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性。3) 碳氮转化相关酶之间均存在正相关关系 (除β-纤维二糖苷酶与亮氨酸氨基肽酶之间)。碳氮转化相关酶与土壤总碳、总氮和有机碳之间均存在正相关关系 (除亮氨酸氨基肽酶与总碳之间),与C/N之间均存在负相关关系。 【结论】 土壤碳氮转化酶之间存在相互促进的关系,共同参与土壤碳氮的转化。长期保护性耕作 (免耕和深松) 可以有效提高土壤表层的总碳、有机碳和总氮含量,提高根际土壤酶活性,有利于营养元素 (有机质、碳氮元素) 的循环转化和作物的吸收利用,以深松效果最好,免耕次之。      

黔西南土壤养分与烤烟糖含量的关系

  【目的】  黔西南烤烟还原糖(RS)和总糖(TS)含量过高是影响其品质的两个重要原因。我们研究了该地区土壤养分对烟叶总糖和还原糖的贡献,为通过施肥提高黔西南烟区的烤烟质量提供理论依据。  【方法】  选取黔西南州晴隆、普安、兴仁、兴义、贞丰和安龙6个县(市)烟草种植集中连片区,确定典型烟田,采集土壤样品和对应的烤后烟叶样品,测定土壤大、中、微量养分含量以及烟叶总糖和还原糖含量,并对两者之间的关系进行相关分析、逐步回归分析和通径分析。  【结果】  黔西南州烟叶的总糖和还原糖含量总体偏高;植烟区土壤酸碱性处于中性至弱碱性,土壤有机质、碱解氮、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效锰含量丰富,速效钾、有效磷、有效铜、有效锌、有效硼和有效钼含量适宜,但存在空间分布不均问题。烟叶总糖和还原糖与土壤养分显著相关,其中,烟叶总糖与土壤速效钾(AK)、有效锌(Zn)和有效硼(B)呈极显著负相关,与土壤有效钼(Mo)呈极显著正相关;烟叶还原糖与土壤速效钾(AK)呈极显著负相关,与土壤有效锌(Zn)和有效硼(B)呈显著负相关,与有效铜(Cu)呈极显著正相关,与有效锰(Mn)呈显著正相关。烟叶总糖和还原糖与土壤养分的回归方程分别为TS=31.69?1.78Zn+17.05Mo+1.09Cu+0.003Mg?0.01AK和RS=25.12?0.01AK+1.39Cu+6.91Mo。土壤速效钾、有效铜、有效锌、有效钼和交换性镁为影响烟叶总糖含量的重要指标,土壤速效钾、有效铜和有效钼是影响烟叶还原糖含量的重要指标。通径分析表明,土壤养分含量对烟叶糖含量既有正面(促进)也有负面(制约)作用。  【结论】  对黔西南州烟叶糖含量贡献较大的土壤养分是速效钾、有效镁、有效铜、有效锌和有效钼。在速效钾和有效锌相对丰富的情况下,土壤速效钾含量和有效锌含量会抑制烤后烟叶总糖、还原糖含量的积累,而有效镁、有效铜和有效钼会增加烤后烟叶的总糖和还原糖含量。     

秸秆还田对东北黑土碳氮磷钾化学计量特征及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是提升农田土壤肥力,改善土壤养分含量及有效性的重要措施。我们分析了东北黑土区不同秸秆还田方式下土壤碳氮磷钾含量和玉米产量的年际变化,并从土壤化学计量特征角度研究了土壤养分的有效性。【方法】依托2012年在东北黑土区建立的秸秆还田长期定位试验,选取秸秆移除(CK)、秸秆混合还入0—20 cm耕层(RI)和秸秆覆盖还田(RC) 3个处理,测定了处理实施1年(2013)、3年(2015)、5年(2017)和8年(2020)后,不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及玉米产量,计算了土壤化学计量特征(C∶N、C∶P、N∶P),并分析了各指标之间的相关性。【结果】随试验年限的增加,在0—20 cm土层,CK处理SOC含量有所下降,TN含量基本保持不变,而RI和RC处理的SOC和TN含量均有所增加,RC处理下均为最高;RI处理的SOC和TN含量在0—20 cm土层分布相对均匀,RC处理SOC和TN含量在0—5 cm土层中明显增加,尤其在试验5～8年间的增幅明显升高。CK、RI和RC 3个处理的TP和TK含量均随试验年限的增加缓慢升高,处理间无显著...     

免耕或深松结合秸秆覆盖提升土壤碳氮水含量和马铃薯产量的协同效应

【目的】研究不同耕作方式结合秸秆覆盖措施对土壤有机碳、全氮、水含量及马铃薯产量的影响,以探明耕作结合秸秆覆盖措施的增产机理,为宁南旱作节水农业发展提供技术和理论参考。【方法】于2014—2016年开展田间定位试验,设置6个处理：免耕+秸秆覆盖(NS)、免耕+不覆盖(NN)、深松+秸秆覆盖(SS)、深松+不覆盖(SN)、传统耕作+秸秆覆盖(CS)、传统耕作+不覆盖(CN)。在2016年马铃薯收获期取样测定了0—40cm土层土壤有机碳与全氮含量,播种、现蕾、块茎形成和块茎膨大期测定了0—200 cm土层土壤蓄水量,苗期、现蕾、块茎形成、块茎膨大以及收获期测定了地上部生物量,成熟期调查了产量。【结果】同一耕作措施下,覆盖秸秆较不覆盖能显著提高0—40 cm土层土壤碳、氮含量,提高马铃薯播种期、现蕾期、块茎形成期和块茎膨大期0—200 cm土层土壤蓄水量。以CN处理为对照,0—20 cm土层土壤碳、氮含量的提高幅度以SS处理最高,增幅分别为29.9%和24.7%,20—40 cm土层则以NS处理最高,增幅分别为52.4%和27.4%(P<0.05);播种期土壤蓄水量2014年(干旱年)以...