火烧和保留采伐剩余物对土壤有机碳矿化的影响

采用室内培养法,比较分析了福建三明地区米槠次生林皆伐后火烧、保留采伐剩余物处理对土壤有机碳累积矿化量的影响,分析了土壤有机碳累积矿化量和土壤初始有机碳、微生物生物量碳及可溶性有机碳的关系。结果表明,火烧、保留采伐剩余物处理6个月和18个月后,火烧处理表层0~10 cm土壤有机碳含量较对照处理分别下降了6.0%和1.9%,保留采伐物处理土壤表层有机碳增加了15.6%和25.0%。两次培养中,火烧处理各土层累积矿化量显著低于对照和保留采伐剩余物处理;火烧6个月后,保留采伐剩余物处理各土层累积矿化量显著低于对照,18个月后10~20和20~40 cm土层累积矿化量显著高于对照处理。火烧18个月后,保留采伐剩余物处理各土层累积矿化量显著高于1年前的累积矿化量,分别高57.0%、112.0%和49.9%;火烧和对照处理前后两次培养各土层累积矿化量变化并无明显规律。土壤有机碳累积矿化量与土壤初始有机碳、微生物生物量碳和可溶性有机碳呈显著地线性相关关系(p0.05)。营林活动初期,皆伐后保留采伐剩余物措施较火烧能够增加土壤有机碳库,对土壤肥力及后期林木生长有重要的促进作用。     

不同林龄杉木林下套种阔叶树对土壤磷组分的影响

套种是杉木人工林经营的重要措施,磷是南方森林生态系统中主要限制性养分元素之一,但套种模式对土壤磷素的影响尚不明确。以亚热带杉木人工林表层(0-10 cm)土壤为对象,研究套种林(杉阔套种幼林、杉阔套种成熟林)和杉木幼林土壤理化性质和土壤各形态磷含量差异,分析套种对杉木人工林土壤磷含量的影响。结果表明:(1)不同套种林显著改变土壤总磷、土壤总无机磷、土壤总有机磷、土壤微生物生物量磷(MBP)和土壤酸性磷酸酶活性(APA),大小顺序均为杉阔套种成熟林>杉阔套种幼林>杉木幼林。(2)土壤各磷组分中活性磷含量较低,其中NaHCO3-Po在活性组分中占主导;土壤NaOH-Po是中等活性磷的主要组分,杉阔套种成熟林尤为显著;闭蓄态磷(Residual-P)在总磷含量中最高。(3)与杉木幼林相比,杉阔套种成熟林显著增加了树脂提取态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠提取态有机和无机磷(NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)、氢氧化钠提取态有机和无机磷(NaOH-Pi、NaOH-Po)、氢氧化钠残留提取态有机磷(NaOHu.s-Po)、盐酸提取态磷(HCl-Pi)和闭蓄态磷(Residual-P)含量;土壤总无机磷、NaHCO3-Po、HCl-Pi、NaHCO3-Pi、NaOHu.s-Pi和Residual-P对杉阔套种幼林的响应不敏感。(4)除含水率外不同林龄下杉阔套种林土壤磷形态与土壤理化性质(土壤总碳氮、土壤可溶性有机氮、土壤微生物生物量磷、酸性磷酸酶)呈正相关性(P<0.05)。冗余分析表明,土壤磷组分的变化主要受MBP调控,且MBP与有机磷组分(NaOHu.s-Po、NaOH-Po)和HCI-Pi呈显著正相关。总之,套种林的土壤磷素有效性高于杉木幼林,土壤养分状况更佳。     

大兴安岭火烧迹地植被恢复中土壤微生物量及酶活性

为了探讨火烧迹地植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性变化特征,采用时空互代法,以大兴安岭重度火烧迹地不同恢复年限落叶松人工林为研究对象,对土壤微生物量碳、氮含量及脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性进行了研究。结果表明:(1)土壤养分含量均随土层深度的增加而降低,并在植被恢复过程中呈波动性变化,恢复24a土壤全氮、全磷、有效磷和有机质含量均最高。(2)土壤微生物量碳和氮含量的变化范围分别为267.17~1 764.34mg/kg和23.45~182.14mg/kg,随土层深度的增加而降低。随恢复年限的增加,土壤微生物量碳、氮含量呈上升趋势。(3)植被恢复过程中土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随土层深度的增加而降低,其中,恢复24a落叶松人工林4种土壤酶活性均显著高于重度火烧迹地。(4)相关分析表明,土壤微生物量与土壤全磷、有效磷和有机质含量均极显著正相关,土壤酶活性与土壤全氮、全磷、水解氮和有机质含量极显著正相关,土壤生物学指标能较好地反映土壤肥力状况。火烧迹地经过24a的恢复,土壤微生物量及酶活性得到了较好的改善。     

采伐剩余物处理方式对杉木人工林固碳量的长期影响

在全球气候变化背景下,人工林的适应性管理对固碳潜力的提升具有重要影响。应用加拿大不列颠哥伦比亚大学开发的FORECAST森林生态系统管理模型,通过外业调查、查找相关文献资源等方式收集不同立地条件下杉木林分的生物量积累、林分密度、光响应曲线及土壤养分方面的数据。模型经过校准和检验后,模拟不同采伐剩余物处理方式对杉木人工林固碳量的影响。结果表明:SO处理(采伐茎干,采伐剩余物留在林地)对杉木林长期固碳效果最好;FR处理其次(采伐茎干,清除地上部分采伐剩余物),而WH(全树采伐,清除所有采伐剩余物)和SB(采伐后,火烧采伐剩余物)固碳效果最差。该研究可为杉木人工林的可持续经营提供理论依据。     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤可溶性有机碳和微生物量碳的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(60kg N/hm2.a)、N2(120kg N/hm2.a)和N3(240kg N/hm2.a)4种氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究外加氮源对土壤可溶性有机碳及微生物量碳的影响及与土壤酶活性的关系。相同N沉降处理下,土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳均随土层加深而降低。氮沉降对土壤有机碳具有促进作用,中-低氮沉降(N1、N2)增加幅度大,高氮沉降(N3)增加幅度小。低氮(N1)处理促进土壤微生物生物量C增加,而中、高氮(N2、N3)则抑制;各氮沉降处理土壤可溶性有机碳含量从高到低的顺序为:N3、N2>N1>N0。40-60cm土壤微生物量碳与蔗糖酶、纤维素酶呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶呈极显著负相关关系;除40-60cm土层的β-葡糖苷酶外,各层土壤可溶性有机碳与土壤蔗糖酶、纤维素酶和β-葡糖苷酶活性呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶呈极显著负相关关系。因此,氮沉降增加将会对土壤碳累积与分解过程产生较大的影响。     

玉米深松分层施肥和小麦限水灌溉对土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

小麦—玉米两熟为华北平原主要种植制度,以玉米季深松分层施肥和常规施肥定位试验为基础,研究小麦开花期土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)及酶活性对玉米季不同施肥方式和小麦不同灌水处理的响应。以冬小麦开花期农田土壤为研究对象,采用裂区试验设计,玉米季常规施肥(F1)和深松分层施肥(F2)为主区,小麦季3个灌溉处理为副区,分别为春季不灌水(W0)、春1水(拔节期灌水75 mm,W1)、春2水(拔节期和开花期灌水150 mm,W2)。结果表明:(1)玉米季深松施肥有利于提高氮、磷、钾的供应,改善土壤肥力,对小麦开花期耕层土壤理化性状影响显著。0—20,20—40 cm土层,F2W2处理土壤含水量和硝态氮含量显著高于其他处理,含水量受深松施肥和灌水的共同影响,而且互作效应显著;硝态氮受水分处理影响显著大于深松施肥因素。(2)SMBC和SMBN同时受深松施肥和灌水处理的共同影响,小麦季灌水处理可显著提高0—20 cm土层SMBC和SMBN含量,土壤含水量具有极显著影响(p<0.05),贡献率为78.3%;20—40 cm土层,玉米季施肥方式和小麦季灌水处理对SMBC和SMBN含量均有显著影响,且二者交互作用对SMBN影响显著,土壤含水量贡献率为86.3%。0—20 cm F2W2处理SMBN含量为94.16 mg/kg,显著高于其他处理;20—40 cm F2W2处理SMBN和SMBC含量分别为57.57,243.77 mg/kg,显著高于其他处理;SMBC和SMBN与有机碳、速效钾和硝态氮含量呈显著正相关,与土壤含水量呈极显著正相关。(3)玉米季相同施肥条件下,0—20 cm各处理土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性均表现为W2＞W1＞W0,且差异显著;小麦季相同水分管理条件下,0—20 cm土层蔗糖酶、过氧化氢酶活性F2处理最高,显著高于F1;0—20 cm土层蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶与速效钾和速效磷呈显著正相关,2个土层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性与土壤含水量呈显著或极显著正相关关系。(4)F2W2处理小麦产量最高,养分携出量较其他处理显著提高,小麦产量和养分携出量与土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性和微生物量碳、氮含量均呈显著或极显著正相关。因此,小麦季灌溉拔节水和开花水结合玉米季分层深松施肥管理措施可有效促进土壤养分活化,提升土壤质量和保障土壤可持续生产。     

黄土高原不同植被类型对土壤养分、酶活性及微生物的影响

[目的]研究黄土高原不同植被类型对土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物的影响,为该地区植被建设提供参考。[方法]根据研究区特点,选择4种(草地、柠条、杨树、蒿地)植被类型,采用SPSS软件分析各样地之间和同一样地土壤剖面不同层次的土壤酶活性和养分差异显著性和相关性,采用Canoco对微生物与环境因子进行分析。[结果](1)不同植被类型下,随土层深度的增加土壤酶活性与土壤养分均呈降低趋势。蒿地中酶活性最高,草地pH值随土层深度的增加而增加,表土层有机碳含量最高。硝态氮和铵态氮含量分别在杨树、柠条地块最高。(2)土壤养分间存在显著或极显著性相关,而土壤酶活性间存在极显著性相关。土壤酶活性与土壤有机碳、硝态氮之间都存在显著和极显著性相关。(3)表层(0—10cm)土壤微生物在门水平上多样性高。真菌第Ⅰ簇菌属与土壤pH值、硝态氮、铵态氮呈正相关,与土壤酶活性呈负相关;第Ⅱ簇菌属与土壤酶活性呈正相关关系,而与硝态氮、铵态氮、有机碳、pH值呈负相关关系;第Ⅰ簇与第Ⅱ,Ⅲ簇真菌群落间呈负相关关系。细菌与酶活性和土壤养分存在正相关和负相关。[结论]不同植被类型影响土壤酶活性、养分及微生物多样性,在植被建设过程中,宜种植蒿草来改善土壤的生态环境。     

土地利用变化对闽江口湿地土壤生态酶化学计量特征的影响

为探究闽江口湿地土地利用和恢复对土壤酶活性的影响,采集闽江口芦苇湿地、滩涂地、草地、农田和撂荒地5种不同土地利用方式,分析土壤β—葡萄糖苷酶、N—乙酰—氨基葡萄糖苷酶、L—亮氨酸—氨基肽酶和酸性磷酸酶活性及与环境因子之间的关系。结果表明:土壤pH、铵态氮和硝态氮在农田土壤显著高于其他土地利用方式;而土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)全量含量在撂荒地和芦苇湿地显著高于其他土地利用方式。撂荒地、农田和芦苇湿地可溶性碳氮含量显著高于滩涂和草地土壤;土壤微生物量碳氮含量在不同土地利用方式间变化趋势比较一致,撂荒地均显著高于其他土地利用方式,分别为1 272,124 mg/kg。土壤酶活性变化趋势在不同土地利用方式间基本一致,即撂荒地最高,其次是芦苇湿地和农田,草地和滩涂最低。土壤酶活性矢量长度介于1.12~1.34,矢量角度均大于45°,且土壤胞外酶生态化学计量C∶N∶P总体上为1.00∶1.03∶1.33,表现出主要受磷限制的影响。土壤酶活性与可溶性碳氮、总碳氮和微生物量碳氮均呈显著正相关。研究结果表明,芦苇湿地转化为滩涂等利用方式后土壤碳氮等养分显著降低,而撂荒等方式可提高土壤养分含量,促进土壤微生物活性,进而有利于湿地生态系统的恢复和改善。     

小麦-玉米轮作体系不同旋耕和深耕管理对潮土微生物量碳氮与酶活性的影响

【目的】通过研究黄淮平原潮土区两年不同轮耕模式下土壤微生物量碳氮、酶活性的差异和变化特征,为该地区选择适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】2016-2018年采用裂区设计进行田间小麦–玉米轮作系统下的轮耕试验。主处理为小麦季旋耕(RT)和深耕(DT),3个副处理为玉米季免耕(NT)、行间深松(SBR)、行内深松(SIR),共6个处理。2017、2018年玉米收获后,每10 cm一个层次,测定了0-50 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性。【结果】各处理土壤有机质、全氮、速效养分、SMBC、SMBN及酶活性均随土层深度的增加而降低,40-50cm土层不受耕作方式的影响。小麦季深耕和玉米季深松对表层土壤有机质和全氮影响不明显,但显著提高了深层土壤有机质和全氮含量。小麦季旋耕显著增加了玉米季0-10 cm土层中速效养分含量,而小麦季深耕条件下的DT-SBR和DT-SIR处理则显著增加了20-40 cm土层中的速效养分含量。在0-20 cm土层,小麦季旋耕条件下的RT-NT、RT-SBR和RT-SIR处理的SMBC明显高于小麦季深耕条件下的DT-NT、DT-SBR和DT-SIR处理,但在20-40 cm土层,SMBC和SMBN均表现为小麦季深耕处理显著高于旋耕处理,且以DT-SIR处理SMBC (67.99 mg/kg)和SMBN (45.96 mg/kg)最高。小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)土壤微生物量氮/全氮值,但降低了表层(0-20 cm)土壤中的微生物熵。玉米季深松处理(RT-SBR、RT-SIR、DT-SBR和DT-SIR)较免耕处理(RT-NT和DT-NT)均提高了土壤酶活性,其中,在0-20 cm土层,RT-SBR和RT-SIR处理土壤脲酶活、蔗糖酶和中性磷酸酶活性较高;而DT-SBR和DT-SIR处理则提高了深层(20-40 cm)土壤中这三种酶的活性。【结论】在本试验期内,小麦季旋耕–玉米季深松处理(RT-SBR和RT-SIR)能明显提高0-10 cm土壤速效养分含量、0-20 cm土壤微生物量碳含量,而小麦季深耕–玉米季深松处理(DT-SBR和DT-SIR)则提升了20-40 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳和氮含量;小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)微生物量氮/全氮比,但降低了表层(0-20 cm)土壤微生物熵。     

黄土高原森林带土壤养分和微生物量及其生态化学计量变化特征

选择黄土高原森林带自东向西8个地区优势植物的土壤作为研究对象,探究不同经度下土壤养分和土壤微生物生物量生态化学计量特征。结果表明:土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮、磷含量随经度整体呈现出先减少后增加的变化趋势,土壤微生物生物量碳氮磷与土壤碳氮之间存在耦合关系,对环境因子的响应具有一致性。土壤磷含量空间分布比较稳定。土壤碳氮比为8左右,土壤有机碳与全氮的空间分布具有一致性。土壤微生物生物量碳氮比为9左右,微生物生物量氮磷比为5左右,反映了土壤微生物生物量碳氮、氮磷的比值较稳定,但土壤微生物生物量碳磷比呈现出先增大后减小的变化趋势。土壤养分及土壤微生物量碳氮磷与土壤水分含量相关性较强。土壤养分与土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量是环境因子综合作用的结果。     

不同耕作方式对土壤有机碳、微生物量及酶活性的影响

【目的】依托8年长期(2005~2012)固定道定位试验,研究不同耕作方式对土壤有机碳、土壤微生物量、土壤酶活性在0—90 cm土层的分布特征,为优化中国西北干旱区的耕作方式提供理论依据。【方法】试验包括固定道垄作(PRB)、固定道平作(PFT)与传统耕作(CT)三种耕作模式下的土壤有机碳土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)、土壤微生物量磷(MBP)、蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶及小麦产量进行了测定和分析。【结果】在0—90 cm土层,不同耕作方式下的TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性均随着土层的增加呈下降趋势,过氧化氢酶活性呈先下降后增大的分布特征;在0—60 cm,固定道保护性耕作能够显著增加心土层作物生长带土壤有机碳储量,有机碳储量大小为PRBPFTCT;PRB、PFT较CT可以显著增加0—10 cm作物生长带TOC、POC、MBC、MBN、MBP含量、蔗糖酶、脲酶活性,其大小为PRBPFTCT;耕作方式对过氧化氢酶活性影响不显著;TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性之间均达到了显著或极显著相关。【结论】PRB较PFT、CT能够提高耕作层(0—10 cm)土壤有机碳含量、土壤微生物量、土壤酶活性, 增加作物产量, 增大0—60 cm土层有机碳储量,耕作方式(PRB、PFT及CT)对10 cm以下土层土壤环境改善作用不明显。     

Soil compaction and forest floor removal reduced microbial biomass and enzyme activities in a boreal aspen forest soil

Soil enzymes are linked to microbial functions and nutrient cycling in forest ecosystems and are considered sensitive to soil disturbances. We investigated the effects of severe soil compaction and whole-tree harvesting plus forest floor removal (referred to as FFR below, compared with stem-only harvesting) on available N, microbial biomass C (MBC), microbial biomass N (MBN), and microbial biomass P (MBP), and dehydrogenase, protease, and phosphatase activities in the forest floor and 0–10 cm mineral soil in a boreal aspen (Populus tremuloides Michx.) forest soil near Dawson Creek, British Columbia, Canada. In the forest floor, no soil compaction effects were observed for any of the soil microbial or enzyme activity parameters measured. In the mineral soil, compaction reduced available N, MBP, and acid phosphatase by 53, 47, and 48%, respectively, when forest floor was intact, and protease and alkaline phosphatase activities by 28 and 27%, respectively, regardless of FFR. Forest floor removal reduced available P, MBC, MBN, and protease and alkaline phosphatase activities by 38, 46, 49, 25, and 45%, respectively, regardless of soil compaction, and available N, MBP, and acid phosphatase activity by 52, 50, and 39%, respectively, in the noncompacted soil. Neither soil compaction nor FFR affected dehydrogenase activities. Reductions in microbial biomass and protease and phosphatase activities after compaction and FFR likely led to the reduced N and P availabilities in the soil. Our results indicate that microbial biomass and enzyme activities were sensitive to soil compaction and FFR and that such disturbances had negative consequences for forest soil N and P cycling and fertility.     

热带亚热带酸性土壤硝化作用与氮淋溶特征

通过室内好气培养和土柱模拟淋洗培养试验,研究了氨基氮肥加入对热带亚热带4种不同性质和利用方式酸性土壤硝化、氮及盐基离子淋溶、土壤及淋出液酸化的影响。4种土壤分别为采自花岗岩发育的海南林地砖红壤(HR)、玄武岩发育的云南林地砖红壤(YR)、第四纪红黏土发育的江西旱地红壤(RU)和第四纪下蜀黄土发育的江苏旱地黄棕壤(YU)。结果表明:4种土壤硝化作用大小表现为YURUYRHR。HR主要以可溶性有机氮(DON)和NH_4~+-N形态淋失,YU土壤的氮淋溶形态以NO_3~–-N为主,YR和RU土壤的氮淋溶形态NO_3~–-N、NH_4~+-N和DON兼而有之。盐基离子总淋失量与NO_3~–-N淋失量显著正相关,但各盐基离子淋失由于离子本性和土壤性质差异并不完全一致。Ca~(2+)在缓冲外源NH_4~+-N硝化致酸和平衡NO_3~–-N淋失所带负电荷过程中起重要作用。在阳离子交换量小、盐基饱和度低的土壤(如RU土壤),外源NH_4~+-N的硝化和淋失不仅导致盐基离子淋失,而且引发NH_4~+-N、甚至是H~+淋失。综上,热带亚热带地区土壤上外源氮输入的增加可能会在更短的时间内导致氮素向系统外的流失,引发环境问题。     

滴灌棉田氮肥用量对土壤无机氮的动态影响

通过南疆滴灌条件下N肥田间试验,研究了施用N肥对棉花生育期土壤无机N累积及收获后土壤NO3--N残留的影响.棉花生育期土壤无机N的累积规律是:花期以后,施肥量较高(N 225～337.5 kg/hm2)时,土壤无机N以NO3--N为主要形式累积于表层0～40 cm土壤中.棉花生育期施肥量影响收获后耕层土壤残留NO3--N.根据各施肥处理土壤NO3--N残留状况及产量,确定N 180～225 kg/hm2为南疆滴灌棉田土壤NO3--N发生少量累积同时获得高产的适宜施肥量范围.     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升—下降—上升—下降—稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm-2和300 kg·hm-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

春季解冻过程对2种温带森林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

为了研究春季土壤冻融过程对碳氮周转的影响,以长白山地区2种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了土壤微生物量碳(MC)、氮(MN)和可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,2种林型土壤微生物量碳、氮的时间变化动态不同,且土壤微生物量碳、氮表现出明显的垂直空间异质性,0—10cm土层土壤微生物量氮显著高于10—20cm土层。除个别时期外,0—10cm土层土壤微生物量碳亦显著高于10—20cm土层土壤。解冻过程中,2种林型0—10cm土层土壤DOC含量时间变化动态基本一致,而红松阔叶林10—20cm土层土壤最大DOC释放量早于次生白桦林。2种林型DOC释放过程集中于解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON时间变化动态表现一致,最大土壤DON释放量出现在解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON存在明显的垂直空间分布特征,0—10cm土层土壤DON含量显著高于10—20cm土层。     

不同施肥模式对设施秋冬茬芹菜生育期间土壤酶活性的影响

【目的】利用在天津的日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响,为设施蔬菜高效施肥和菜田土壤可持续利用提供依据。【方法】取样调查在第9茬蔬菜(秋冬茬芹菜)进行。定位试验设6个处理,在等氮磷钾条件下,分别为1)全部施用化肥氮(4/4CN),2)3/4化肥氮+1/4猪粪氮(3/4CN+1/4PN),3)2/4化肥氮+2/4猪粪氮(2/4CN+2/4PN),4)1/4化肥氮+3/4猪粪氮(1/4CN+3/4PN),5)2/4化肥氮+1/4猪粪氮+1/4秸秆氮(2/4CN+1/4PN+1/4SN),6)2/4化肥氮+2/4秸秆氮(2/4CN+2/4SN)。在芹菜基肥施用前和定植后30、60、90、110天,采取0—20 cm土壤样品,测定土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶、磷酸酶和脲酶的活性,分析其与土壤微生物量碳氮及土壤可溶性有机碳氮含量之间的关系。【结果】芹菜生育期间不同施肥模式土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶和磷酸酶的活性总体上先增后降,较高土壤酶活性均出现在芹菜定植后60~90 d; 土壤脲酶活性总体上呈逐渐升高的趋势。芹菜季有机无机肥料配施模式土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶、磷酸酶和脲酶的活性较4/4CN模式平均分别增加22.9%~92.0%、20.1%~152.4%、23.1%~145.1%、28.7%~273.8%、9.2%~207.8%、13.7%~86.8%和6.5%~56.5%,其中以配施秸秆模式土壤酶活性相对较高,较4/4CN模式平均分别增加59.9%~92.0%、98.9%~152.4%、90.3%~145.1%、171.6%~273.8%、106.4%~207.8%、68.8%~86.8%和30.7%~56.5%。土壤酶活性与土壤微生物量碳氮、可溶性有机碳氮含量及芹菜产量之间总体上呈显著或极显著正相关关系。【结论】同等养分投入量下,设施菜田土壤酶活性表现为有机无机肥料配合显著高于单施化肥,又以配施秸秆效果更佳; 土壤酶活性与土壤微生物量碳氮、可溶性有机碳氮含量和蔬菜产量之间密切相关。说明有机无机肥配施,特别是配施一定的秸秆可有效提高土壤酶活性,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续和高效生产。     

太湖地区高产高效措施下水稻氮淋溶和径流损失的研究

在太湖地区,采用田间小区试验,研究了高产高效措施对水稻季氮素淋溶和径流损失的影响。结果发现,水稻季总氮(TN)和可溶性有机氮(DON)淋溶随土壤深度的增加而降低,不同深度下氮淋溶形态不同。60 cm处DON浓度要高于硝氮(NO–3-N)和铵氮(NH4+-N),占TN的40.5%~58.9%;80 cm处NO–3-N的浓度要高于DON和NH4+-N,占TN的52.3%~60.7%。相比当地常规处理,高产高效处理的NO–3-N淋溶减少了51.7%~54.7%,仅占施肥的0.5%~0.9%。在氮的径流损失中,NH4+-N占TN的48.1%~56.4%,而NO–3-N占TN的36%~53%。试验中氮素通过径流途径的损失量很低,仅占施肥的0.34%~0.59%。高产高效处理的氮淋溶和径流损失之和分别为10.59 kg/hm2和10.18 kg/hm2,低于常规处理(13.41 kg/hm2)。除此之外,高产高效措施的作物产量(11.14~12.22 t/hm2)和农学利用率(11.8~12.5 kg/kg)均显著高于当地常规处理。水稻收获后,高产高效处理的土壤TN相比常规处理提高了6.8%~8.1%,有机质含量提高了8.6%~9.2%。综上,高产高效措施不仅有利于作物产量和氮素利用率的提高,还削弱了氮在土-水界面的迁移,是作物增产且环境友好型的有效措施。     

灌水和氮肥类型对土壤微生物量和酶活性的影响

灌水和施氮肥类型对土壤微生物和酶的影响尚不清楚。该研究旨在评估不同灌水和氮肥类型对土壤微生物生物量和酶活性的影响。结果表明,与清水灌溉相比,再生水灌溉显著增加了土壤细菌、放线菌、革兰氏阳性菌的生物量以及总磷脂脂肪酸,增加幅度分别为7.60%、10.48%、4.97%和4.88%。施氮肥显著提高了土壤细菌生物量和总磷脂脂肪酸,增加幅度范围分别为13.42%~17.34%和8.12%~11.19%。与清水灌溉相比,再生水灌溉并没有显著增加土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。施氮肥也没有显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。土壤微生物和酶在施缓释尿素肥的土壤中更为活跃。研究结果表明,与其他土壤微生物相比,放线菌和革兰氏阳性菌生长得更快,能更有效地利用再生水灌溉带入的可溶性有机氮;而细菌能更有效地利用氮肥带入的硝态氮。再生水灌溉和施缓释尿素肥在增加土壤微生物生物量和酶活性方面更有效。为了获得更好的土壤质量,更高的作物产量和可持续性利用水资源,建议夏玉米-冬小麦轮作种植利用再生水滴灌并施用缓释尿素肥。     

湿地松林土壤生化特性和酶活性对模拟硫沉降的响应

以亚热带湿地松人工林为研究对象,通过3种水平(对照CK:pH 6.5;低硫LS:pH 4.5;高硫HS:pH 2.5)的模拟硫沉降控制试验,分析土壤生化特性及酶活性对硫添加的响应。结果表明:(1)硫输入促进了土壤酸化,0—5 cm土层土壤pH在HS处理下显著降低,5—10 cm土层土壤pH在LS和HS处理下显著降低(P0.05);(2)硫输入对土壤有机碳库存在一定影响,土壤总有机碳(TOC)对硫输入无显著响应,但土层间的差异性显著增加(P0.05),土壤可溶性有机碳(DOC)受影响有限,5—10 cm土层微生物量碳(MBC)LS显著降低(P0.05);(3)硫输入对土壤有效氮库影响存在差异,土壤可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_4~+—N)尚未表现出显著变化,土壤硝态氮(NO_3~-—N)、土壤微生物量氮(MBN)均在HS处理下显著降低,且硫输入加剧土层间的差异性(P0.05);(4)硫输入抑制了酶活性,土壤脲酶活性在HS处理下显著降低(P0.05),土壤蔗糖酶活性无显著变化,但硫输入均弱化了土层间酶活性的差异性。综合分析所有处理下的土壤生化性质和酶活性等指标发现,对硫添加响应敏感的是土壤pH和酶,土层是另外一个主要影响因子,硫添加和土层的交互作用则影响有限。采用Pearson分析得出,硫输入改变了土壤生化特性、酶活性等指标间的相关性程度。可见,酸雨对土壤酸化的影响是一个逐渐累积的过程,外源性硫添加对土壤碳氮及酶活性的影响存在一定差异,这可为硫沉降环境胁迫下森林管理提供科学依据。