碱性肥料对土壤微生物多样性及香蕉枯萎病发生的影响

【目的】 研究碱性肥料对土壤微生物活性及多样性的影响,探究防控香蕉枯萎病的有效途径。 【方法】 采用两因素裂区设计进行了盆栽试验。主处理是施肥量相等、pH值分别为5.5、7.0、8.0的3个氮磷钾复合肥 (22-8-15);副处理为接种香蕉枯萎病尖孢镰刀菌 [Fusarium oxysporum f. sp. cubensce (E.F.Smith) Snyder et Hasen],包括不接种尖孢镰刀菌 (FOC)、接种FOC×106 cfu/g两个水平,共6个处理。 【结果】 1) 施用pH为7和8的两种肥料处理显著降低了香蕉枯萎病的染病率及病情指数,pH 8.0的碱性肥料较pH 5.5的酸性肥料分别降低了38和16个百分点。2) 接种FOC后,碱性肥料相比中性和酸性肥料显著增加了香蕉整株生物量,增加量分别为15%和23%,而对香蕉根部生物量影响不显著。3) 肥料的酸碱性对土壤微生物群落数量有显著影响,碱性肥料处理土壤中的FOC和真菌数量显著少于酸性肥料处理的,分别减少了60%和51%,而放线菌和细菌数量却都明显多于酸性肥料处理的,分别是酸性肥料的1.22和2.25倍。4) 碱性肥料较酸性肥料提高了土壤微生物的总碳源利用率及活性;在接种FOC的情况下,碱性肥料较酸性肥料可以显著地提高土壤微生物多样性。 【结论】 施用碱性肥料能明显减少土壤中FOC和真菌数量,增加细菌、放线菌数量,显著优化土壤微生物种群结构,提高土壤微生物活性及多样性,有效抑制FOC的萌发和致病,从而有效防控香蕉枯萎病的发生。      

碱性肥料调节香蕉园土壤酸度及防控香蕉枯萎病的效果

【目的】我国香蕉主产区蕉园土壤酸化严重、 香蕉营养失衡、 巴拿马病（枯萎病）严重泛滥和肆虐,造成香蕉严重减产甚至绝收。中性碱性土壤条件可有效抑制引发巴拿马病（枯萎病）细菌（Fusarium oxysporum f. sp. Cubense）的感染。本研究在长期从事香蕉营养与施肥研究的基础上,研制了碱性肥料,并在海南乐东（香蕉枯萎病重灾区）进行了3年碱性肥料田间试验,研究碱性肥料以及其他肥料与其混合使用在改良蕉园土壤酸性的同时,防控香蕉枯萎病及其营养效果。以期通过施用碱性肥料改善我国蕉园土壤状况,降低枯萎病的发生,促进香蕉增产。【方法】试验采用5因素完全方案,分别为碱性肥料（AF）+长效肥料（CRF）+速效肥料（CCF）、 AF+CRF、 AF+CCF、 CRF+CCF、 CCF 5个处理,每个处理的氮、 磷、 钾总量相等,香蕉整个生育期内施氮（N）、 磷（P2O5）、 钾（K2O）分别为200、 80、 400 g/plant,每个处理重复3次,随机排列。在每次施肥后15~20 d采集表层15 cm的土壤并测定土壤pH值。分别在香蕉孕蕾期、 抽蕾期、 果实膨大期、 收获期调查枯萎病发病率、 病情指数。【结果】土壤pH值分别和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈极显著的负相关,即土壤酸性越强,香蕉枯萎病越严重;黄叶率和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈显著或极显著的正相关,说明香蕉枯萎病发病率和病情指数越高,香蕉黄叶数越多,绿叶数越少。通过4次施肥,碱性肥料在香蕉生长期供应适量足量氮、 磷、 钾养分的同时,还能有效地提高土壤pH值,使土壤pH值维持在7.0~7.4之间,并且能有效降低香蕉黄叶率、 发病率和病情指数,对防控香蕉枯萎病有显著效果。从香蕉孕蕾期开始,枯萎病呈现加重趋势,到收获期时香蕉发病最严重,但在这期间碱性肥料能明显降低香蕉枯萎病的发病率。香蕉收获期,常规肥料处理的枯萎病发病率在62%以上,而碱性肥料处理的发病率降低到了18%以下;并且碱性肥料能明显减轻发病香蕉病情,常规对照处理香蕉病情指数达到了21%,而碱性肥料处理的只有5%。香蕉黄叶率从营养期开始逐渐增大,碱性肥料处理香蕉黄叶率显著低于常规对照处理的黄叶率。碱性肥料处理的香蕉经济收获率由对照的56%增加到了72%,每公顷增产13267 kg,单株增产3.43 kg。【结论】碱性肥料增产的原因在于一方面提高了土壤pH值而降低了香蕉枯萎病发病率及其病情指数,减少了香蕉的黄叶数量,使香蕉有较多的绿叶进行光合作用而高产;另一方面香蕉生长期土壤处于中性偏碱环境能有效地抑制尖孢镰刀菌的萌发和致病,而有利于其他有益微生物的生长,从而为香蕉健康生长营造良好的土壤环境。由此可见,应用碱性肥料不仅是改良蕉园土壤酸性、 均衡土壤养分、 平衡香蕉营养的施肥技术,而且是防控香蕉枯萎病的有效措施。     

香蕉根围土壤尖孢镰刀菌与养分特征及相关性

拟通过分析香蕉种植土壤中尖孢镰刀菌数量与养分含量,阐明香蕉枯萎病发生流行时土壤中尖孢镰刀菌与养分的特征及其相互关系,为香蕉枯萎病的防控提供一定的理论依据。在我国及老挝15块香蕉园中分别随机采集9个罹患枯萎病与9个未患病植株根围土壤样品,应用实时荧光定量PCR与土壤农化分析技术,测定了270个土壤样品中尖孢镰刀菌数量与养分含量。结果表明,患病香蕉根围土壤中尖孢镰刀菌的数量显著高于未患病土壤,每克干土中lg转化后的平均拷贝数为5.5;而患病与未患病植株土壤各养分指标之间几乎无显著差异。各养分指标在土壤中含量分布规律各不相同,其中仅有机质与全磷的含量呈正态分布,土壤pH、全氮及锌的含量呈偏正态分布。蒙特尔检验结果表明,土壤整体养分含量与尖孢镰刀菌数量显著相关。各养分与尖孢镰刀菌的斯皮尔曼相关性分析进一步发现,土壤pH、铁、锰、铜、锌的含量与土壤中尖孢镰刀菌的数量呈显著负相关关系。此外,不同酸性程度及不同有机质含量土壤中尖孢镰刀菌与各养分的相关性分析发现,在弱酸性蕉园土壤（pH > 6.0）中,土壤尖孢镰刀菌的数量与铁、锰、铜的含量显著负相关;而在有机质含量未严重缺乏（SOM > 1%）的土壤中,土壤尖孢镰刀菌的数量与土壤pH及铁、锰、铜、锌的含量呈现显著负相关关系。在我国及老挝香蕉产区蕉园土壤普遍呈现酸化趋势,患病香蕉植株根围土壤中尖孢镰刀菌数量上升,而尖孢镰刀菌与土壤pH及微量元素,尤其是铁、锰、铜、锌的含量呈负相关关系。     

有机氮替代部分无机氮对香蕉生产和土壤性状的影响

改善施肥方式,利用有机肥替代部分化肥是指导农业合理施肥、维持土壤可持续利用、保证我国农业可持续发展的必然趋势。本文研究了有机氮替代部分无机氮对香蕉产量、品质、枯萎病发病率及土壤微生物群落的影响,为香蕉生产中减少化肥使用提供理论依据。试验共设置4个施肥处理:常规氮、磷、钾化肥(T1),商品有机肥替代20%无机氮肥(T2),商品有机肥替代30%无机氮肥(T3);商品有机肥替代40%无机氮肥(T4)。测定香蕉长势、枯萎病的发病率、产量、品质以及土壤理化性质、土壤可培养微生物。结果表明,有机氮肥替代无机氮用量的20%～40%均能满足香蕉正常生长的需要,并且相比于单施化肥,替代处理香蕉枯萎病发病率显著降低,香蕉产量显著增加,有机氮替代无机氮显著提高土壤有机质,减缓土壤酸化以及提高土壤速效氮、磷、钾含量,同时降低土壤可培养尖孢镰刀菌数量和真菌数量,增加土壤可培养细菌数量,提高B/F,使土壤向细菌型土壤转化。并且香蕉枯萎病发病率与土壤有机质、速效氮磷钾和可培养细菌呈显著负相关,与可培养真菌和尖孢镰刀菌数量呈显著正相关,主成分分析显示T4、T3处理的土壤质量水平最高,T2处理的土壤质量水平次之,T1处理最低。综上,连续有机氮替代40%无机氮处理提高土壤质量和土壤微生物群落结构、提高土壤抑病性作用、满足香蕉生长、提高香蕉产量最为显著。     

土壤厌氧还原消毒对尖孢镰刀菌的抑制研究

试验采用土壤淹水同时添加有机物料的方法创造土壤厌氧还原环境,抑制香蕉连作土壤中致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum,FOC)的数量。结果表明:土壤淹水同时添加玉米秸秆的处理显著增加了土壤p H,降低了土壤氧化还原电位和土壤中NO3–-N的浓度;土壤淹水同时添加玉米秸秆的处理过程中,土壤可培养细菌数量显著增加,土壤中可培养放线菌和真菌数量显著降低;土壤淹水同时添加石灰或玉米秸秆均显著降低了土壤中FOC的数量,其中每千克土添加20 g玉米秸秆的处理中FOC数量下降最多,仅为对照处理FOC数量的2.8%。田间试验结果表明:土壤淹水同时每千克土添加5 g玉米秸秆可以有效降低香蕉枯萎病的发生,防效为69.5%。因此,土壤淹水同时添加有机物料是一种可以防控香蕉枯萎病的高效和环保的方法。     

茄子与香蕉轮作配施生物有机肥对连作蕉园土壤微生物区系的影响

连作现象在香蕉生产上非常普遍,而长期连作会导致严重的连作障碍。本文针对香蕉连作障碍,选择连作香蕉13年的地块,采用常规方法结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,在田间条件下研究了轮作茄子配施生物有机肥对高发枯萎病连作蕉园土壤可培养微生物数量、土壤化学性状以及土壤细菌群落结构的影响。结果表明:与连作香蕉相比,轮作茄子处理可显著降低可培养尖孢镰刀菌数量,使其数量从种植初的10~4 cfu·g~(-1)(干土)下降到10~3 cfu·g~(-1)(干土),同时提高了土壤p H,增加了土壤有机质、速效钾、碱解氮含量。无论是轮作还是连作种植模式,与配施普通有机肥相比,配施生物有机肥对可培养尖孢镰刀菌、真菌和细菌数量影响均不显著;但在轮作模式下,施用生物有机肥处理的细菌数量与真菌数量比值(B/F,381.2)显著高于配施普通有机肥处理(270.3)。PCR-DGGE分析结果表明,轮作茄子配施生物有机肥显著改变了土壤细菌群落结构,增加了细菌丰度、稳定性和多样性,其中多样性指数(Shannon-Wiener指数,3.22)较连作香蕉配施普通有机肥处理(2.89)显著增加。以上结果表明,茄子与香蕉轮作有利于连作蕉园土壤的微生态环境,同时轮作配施生物有机肥效果更优。     

碱性长效缓释氮肥对蕉园土壤pH和香蕉氮肥利用效率的影响

【目的】近年来由于超量施用化肥导致蕉园土壤严重酸化,土壤生产力逐年明显下降,香蕉产量骤降,传统产区栽培面积锐减。为此本试验在超高密度栽培条件下,以碱性长效缓释氮肥（ALNF,N 22%）作为供试肥料,研究其降低土壤酸度的效果及对香蕉产量和氮肥利用率的影响,并进一步探讨肥料的碱性能否造成氮素的损失。 【方法】本研究包括两个试验,分别为肥料种类和肥料用量对比试验,香蕉栽培密度均为3333 plant/hm2。试验1为碱性长效缓释肥料（ALNF）、控释配方BB肥料（CRF_BB）、常规肥料（CCF）三因素对比试验,以无氮处理（CK）为对照。试验2为完全ALNF（N 337.5 g/plant）,ALNF+60 g尿素N（ACF1,397.5 g/plant）,ALNF+90 g尿素N（ACF2,427.5 g/plant）,以不施氮肥（CK）为对照。 【结果】超高密度栽培条件下,ALNF处理收获期土壤pH值分别比CRF_BB、CCF、CK、ACF1和ACF2处理提高了1.2、1.2、1.1、0.6和0.3个单位。ALNF和CRF_BB处理香蕉单株产量分别比CCF处理增加了43.4%和35.1%,ALNF和ACF1处理香蕉单株产量分别比ACF2增加了50.6%和40.0%。就氮素平衡而言,CRF_BB和ALNF处理作物携出氮量分别比CCF处理提高了48.9%和24.8%;CCF的氮素表观损失量最多,是ALNF处理的2.3倍;ALNF处理的土壤氮素残留量最多,分别是CRF_BB、CCF处理的1.6倍、2.4倍;ALNF处理香蕉的携氮量分别比ACF1、ACF2处理提高了5.0%、31.9%,土壤残留氮量增加了60.8%、162.6%,ALNF的氮素表观损失最少,并随着尿素添加量的增加而增加,ALNF处理的氮素表观损失量仅为ACF2的1/4。CRF_BB和ALNF处理的氮肥利用率分别比CCF的提高了66.7%、33.7%,ALNF处理比ACF1、ACF2处理提高了27.8%、87.7%,ACF1处理的比ACF2处理提高了46.9%。 【结论】碱性长效缓释氮肥能够显著降低土壤酸度,土壤pH提高了0.3~1.2个单位,提高香蕉产量35%~50%,增加香蕉氮素吸收量24%~50%,增加土壤氮素残留量,减少氮素表观损失,提高氮肥利用率27%~67%。单独施用碱性长效缓释氮肥不会造成氮素损失,但是碱性长效缓释氮肥与尿素混合使用会造成氮素损失并降低氮肥利用率。     

香蕉-甘蔗轮作模式防控香蕉枯萎病的持续效果与土壤微生态机理(Ⅰ)

近年来,珠三角部分蕉农采用香蕉和甘蔗轮作防控香蕉枯萎病,并取得一定成效,我国古籍《广东新语》也有香蕉-甘蔗轮作的记载,但是关于该轮作模式的作用、效果及控病机理尚不明确。本文研究了连作香蕉地轮作不同年限甘蔗对香蕉枯萎病的控制作用,并从土壤微生态角度探讨其作用机理。试验设置4个处理：连作香蕉11年（CK）、香蕉连作地-甘蔗1年-香蕉1年（GZ1）、香蕉连作地-甘蔗2年-香蕉1年（GZ2）和香蕉连作地-甘蔗3年-香蕉1年（GZ3）。研究轮作甘蔗不同年限对后茬香蕉枯萎病发病率的影响,同时通过测定土壤可培养微生物数量,并利用高通量测序技术分析土壤微生物结构,揭示轮作甘蔗影响后茬香蕉枯萎病发生的土壤微生态机制。结果表明,连作蕉地香蕉枯萎病发病率为49.15%,而轮作甘蔗1年后茬香蕉枯萎病发病率降至17.86%,轮作2年和3年甘蔗后茬香蕉枯萎病发病率仅为1.79%。土壤可培养细菌总数随着轮作甘蔗年限的增加而显著增加,可培养放线菌总数和尖孢镰刀菌则呈逐渐减少的趋势,真菌总数无显著变化。土壤细菌多样性指数随轮作甘蔗年限的增加而降低。假单胞菌目（Pseudomonadales）、浮霉菌目（Planctomycetales）、酸微菌目（Acidimicrobiales）和土壤红杆菌目（Solirubrobacterales）的细菌丰度呈随甘蔗种植年限增加而逐年增加的趋势,并与香蕉枯萎病发病率呈显著负相关关系。酸杆菌目（Acidobacteriales）、红螺菌目（Rhodospirillales）和军团菌目（Legionellales）的细菌丰度则呈随甘蔗种植年限逐年降低趋势,并与香蕉枯萎病发病率呈显著正相关。连作香蕉地轮作甘蔗,能够显著降低后茬香蕉枯萎病的发病率,并且随着甘蔗轮作时间年限的增加,发病率逐年降低。轮作甘蔗通过改变土壤微生物群落结构而间接影响尖孢镰刀菌的生存环境,从而降低香蕉枯萎病发病率,轮作2年甘蔗,即可达到显著控病效果。此结果与《广东新语》中关于香蕉-甘蔗轮作年限的记载一致。     

木质素基腐植酸液体肥料对土壤生物化学性质及香蕉幼苗生长的影响

目的】研究添加木质素的腐植酸液体肥料(即木质素基腐植酸液体肥料，LHF)对南方红壤养分含量、酶活性、微生物数量及香蕉幼苗生长的影响，在提高土壤肥力的同时为造纸工业副产物资源化利用提供参考依据。【方法】供试土壤为赤红壤，供试香蕉苗为五叶一心巴西蕉幼苗。盆栽试验设置不施肥(CK)、常规液体肥料(CF)、腐植酸液体肥料(HF)及木质素添加量分别为10 g/L (LHF₁₀)、30 g/L (LHF₃₀)、50 g/L (LHF₅₀)的LHF处理，共6个处理，以上肥料的氮磷钾含量保持一致。香蕉种植3个月后，采集植株和土壤样品，测定植株生长指标和养分吸收量，以及土壤理化性质、酶活性和微生物数量。【结果】1)与CK相比，各施肥处理均显著提高了土壤全氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量。土壤铵态氮、硝态氮和全氮含量均随木质素添加量的增加而呈下降趋势。与CF处理相比，LHF₁₀处理对土壤铵态氮、硝态氮、全氮、速效磷和速效钾无显著影响，但显著提高了有机质含量；LHF₃₀处理显著降低了速效磷、钾和有机质...     

连作香蕉园生态熏蒸剂的筛选及其对土壤微生物群落结构的影响

通过对多年连作后发香蕉枯萎病土壤进行熏蒸处理,应用传统涂布计数法,结合变性凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术,较为全面地研究了不同熏蒸剂对病原菌的杀灭效果以及对土壤微生物区系的影响,为连作蕉园的可持续栽培提供了理论依据。试验通过研究石灰、碳铵、石灰碳铵联用、二氧化氯、次氯酸钠、过氧化氢和氨水处理对水体病原菌孢子、土壤中尖孢镰刀菌的杀灭作用,逐步筛选出适合连作蕉园灌溉水和土壤的熏蒸剂种类。结果表明:上述熏蒸剂对水体或土壤中尖孢镰刀菌均具有杀灭作用,土壤中氨水、石灰碳铵联用处理效果更加显著,被选择为发病蕉园土壤熏蒸剂。不同用量氨水、石灰碳铵联用处理熏蒸土壤,随着熏蒸剂施用量的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量下降幅度逐渐增大;两种熏蒸剂对土壤中可培养总细菌和总真菌均有杀灭效果,随着用量的增加,总真菌数量下降幅度显著高于总细菌。DGGE结果显示,氨水、石灰碳铵联用处理对土壤中总真菌种类的影响也显著高于总细菌,随着熏蒸剂用量的增加,总细菌有少许条带的增加或减少,总真菌条带丰富度急剧减少。与对照相比,各熏蒸剂处理后总细菌物种多样性指数均有所降低,随着用量的增加,总体呈下降趋势,在氨水、石灰碳铵联用用量分别为2.67 ml/kg和(3.33+1.67)g/kg时各项指数最高。综上,所有熏蒸剂均能作为水体病原菌杀灭剂,其中氨水、石灰碳铵联用是良好的连作蕉园土壤熏蒸剂,最适用量分别为2.67 ml/kg、(3.33+1.67)g/kg。     

施用生物有机肥抑制香蕉镰刀菌萎蔫病的研究

Fusarium wilt is one of the most serious diseases of banana plants caused by soil-borne pathogen Fusarium oxysporum f.sp. cubense(FOC). In this study a pot experiment was conducted to evaluate the effects of different bio-organic fertilizers(BIOs) on Fusarium wilt of banana, including the investigations of disease incidence, chitinase and β-1,3-glucanase activities of banana plants, and FOC populations as well as soil rhizosphere microbial community. Five fertilization treatments were considered, including chemical fertilizer containing the same N, P and K concentrations as the BIO(control), and matured compost mixed with antagonists Paenibacillus polymyxa SQR-21 and Trichoderma harzianum T37(BIO1), Bacillus amyloliquefaciens N6(BIO2), Bacillus subtilis N11(BIO3), and the combination of N6 and N11(BIO4). The results indicated that the application of BIOs significantly decreased the incidence rate of Fusarium wilt by up to 80% compared with the control. BIOs also significantly promoted plant growth, and increased chitinase andβ-1,3-glucanase activities by 55%–65% and 17.3%–120.1%, respectively, in the banana roots. The population of FOC in the rhizosphere soil was decreased significantly to about 104 colony forming units g-1with treatment of BIOs. Serial dilution plating and denaturing gradient gel electrophoresis analysis revealed that the application of BIOs increased the densities of bacteria and actinomycetes but decreased the number of fungi in the rhizosphere soil. In general, the application of BIOs revealed a great potential for the control of Fusarium wilt disease of banana plants.     

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。     

长期不同施肥对黄泥田土壤酶活性和微生物的影响

以农业部耕地保育福建观测实验站的长期肥料试验为平台,研究了长期不同施肥对黄泥田土壤酶活性和微生物的影响。结果表明:与不施肥(CK)相比,单施NPK(NPK)、NPK配施牛粪(NPKM)及NPK配施秸秆(NPKS)的土壤酶活性均有不同程度的提高,其中NPKM可显著提高转化酶活性,NPKS可显著提高脲酶活性。施肥均不同程度地提高了土壤细菌、真菌及放线菌的数量,尤其是放线菌数量,提高幅度均达到显著性水平;NPKS可显著提高土壤细菌数量,NPKM可显著提高土壤真菌数量。施肥均会对真菌群落产生重要影响;单施化肥对土壤细菌群落的影响不大,增施有机物料会对细菌群落产生明显影响;施用牛粪会对放线菌优势群落产生影响。以上结果表明,有机无机配施更有利于提高土壤酶活性和土壤微生物数量,提升土壤生物肥力。     

有机–无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响

【目的】利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台,系统分析长期不同施肥措施下土壤质量状况,明确提升红壤性双季稻田土壤质量的优化施肥措施。 【方法】长期定位试验设置 8 个处理,分别为不施肥处理 (CK),施磷钾肥处理 (PK),施氮磷肥处理 (NP),施氮钾肥处理 (NK),施氮磷钾肥处理 (NPK),施 70% 化肥 + 30% 有机肥处理 (70F + 30M),施 50% 化肥 + 50% 有机肥处理 (50F + 50M),施 30% 化肥 + 70% 有机肥处理 (30F + 70M),于 2012 年晚稻收获后测定 2 个土壤物理性质指标 (容重和总孔隙度)、7 个基础化学性质指标 (有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和 pH 值) 及 3 个生物学性质指标 (细菌、真菌和放线菌数量),分析长期不同施肥对各土壤性质的影响,并运用主成分分析对各处理土壤质量进行综合评分,最后将综合得分进行聚类分析,以评价长期不同施肥措施对红壤性双季稻田土壤质量的影响。 【结果】经 28 年连续不同施肥处理后,各土壤性质在处理间均产生显著差异,但各土壤性质在处理间的变化趋势并不完全一致。化肥配施有机肥处理较化肥处理土壤容重降低 12.7%～20.6%,土壤孔隙度增加 2.3%～17.4%,有机质增加 22.5%～41.8%,全氮和碱解氮分别提高 9.8%～20.9% 和 11.1%～30.3%,全磷和有效磷分别提高 11.1%～71.7% 和 1.31～1.75 倍,pH 值提高 0.19～0.48 个单位;主成分分析方法将原 12 个土壤性质指标降维、提取出 2 个主成分,反映了原信息量的 87.4%,有机质、容重、真菌、全氮、有效磷、放线菌、总孔隙度、细菌、全磷和碱解氮在第一主成分上有较高载荷值,pH 值和速效钾在第二主成分上有较高载荷;各施肥处理下土壤质量综合水平高低排序为:30%F + 70M > 50F + 50M > 70F + 30M > NPK > NP > NK > PK > CK;聚类分析方法将长期不同施肥制度下稻田土壤质量划分为一级 (30F + 70M),二级 (50F + 50M、70F + 30M),三级 (NPK、NP),四级 (NK、PK、CK) 4 个等级。 【结论】与单施化肥相比,有机无机配施可有效增加土壤养分含量,改善土壤物理性质,缓解土壤酸化,提高土壤微生物数量,是提高红壤性双季稻田土壤质量的有效施肥措施。     

Long-term fertilization regimes influence FAME profiles of microbial communities in an arable sandy loam soil in Northern China

Soil samples collected from a long-term (19-year) experimental field with seven treatments were analyzed for fatty acids methyl esters (FAMEs) to determine fertilization regime effects on microbial community structure in sandy loam soils. The amounts of FAMEs in bacteria, actinomycetes, and fungi were highest with the two organic manure (OM)-fertilized treatments (OM and 1/2 OMN – half OM plus half mineral fertilizer), lowest with the NK treatment, and fell in the middle levels with three mineral P-fertilized treatments (NPK, NP and PK) and the control with no fertilizer (CK), with the exception of fungi which showed no significant difference among the five treatments without OM fertilization. Principal component analysis of FAME patterns indicated that NPK was not significantly different from CK, but the two manure-containing treatments and the P-deficiency treatment (NK) were significantly different from CK and NPK. Redundancy analysis plot showed that FAME amounts significantly correlated to soil organic C and total N contents, while soil available P and total P contents, which were greatly decreased by the NK treatment, also had positive and substantial effects on soil microbial FAMEs. The results demonstrated the importance of P fertilization as well as organic manure in maintaining soil microbial biomass and impacting community structure.     

长期不同施肥设施菜地土壤酶活性与微生物碳源利用特征比较

【目的】探讨长期不同施肥条件下设施菜地土壤的酶活性与微生物碳源利用特征,旨在为推进耕地建设与健康质量保护提供理论依据和数据支持。 【方法】供试土壤采自沈阳农业大学番茄28年定位施肥设施菜地,选取其中6个处理:N₀、N₁、N₂、MN₀、MN₁、MN₂进行分析,其中M表示施腐熟马粪75000 kg/hm2,N₀为不施肥,N₁、N₂尿素施用量为652、1304 kg/hm2。采用Biolog-ECO法解析了土壤酶活性与微生物碳源利用特征的变化。 【结果】施用有机肥可以显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾等养分含量,长期单施氮肥可增加土壤铵态氮和硝态氮含量,但有机质、速效磷和速效钾含量较对照下降。增施有机肥可以不同程度地提高土壤酶活性,而单施氮肥导致酶活性降低。增施有机肥可有效提高土壤微生物对碳源的利用能力,提高微生物群落功能多样性,单施氮肥作用相反。具体表现为:菜田微生物对六类碳源利用能力由高到低依次为氨基酸类、糖类、羧酸类、聚合物类、胺类、酚酸类;其中对L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺、L-天冬酰胺酸、L-精氨酸、丙酮酸甲脂、吐温80、D-纤维二糖、D-半乳糖醛酸、D-甘露醇利用率较高,而对α-环式糊精、2-羟苯甲酸、γ-羟基丁酸基本不利用;31种碳源对PC1和PC2贡献较大的分别有12种和6种（|r|>0.5）。综合比较,以有机肥配施一倍量氮肥（MN₁）处理效果最佳,长期施用可以为设施菜地微生物创造最适宜的生存环境,使其保持较高的群落功能多样性。 【结论】长期不同施肥使得土壤微生物群落形成了不同的碳代谢方式,这是土壤微生物适应环境变化的结果,也是土壤生态系统中“植物-土壤-微生物”互作的结果。