不同处理采伐剩余物对营造杉木幼林土壤胞外酶活性的影响

土壤酶对森林生态系统生物化学过程有重要作用,能快速反映土壤环境(如养分含量和有效性)的变化。采伐剩余物是林地土壤养分的重要来源,其处理方式会对森林土壤的养分含量和有效性产生影响。为探讨采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤酶活性的影响,在福建省三明市格氏栲自然保护区40年生的杉木成熟林采伐迹地上对采伐剩余物进行不同处理(保留RR、火烧RB、去除R)并种植杉木幼林,通过采集0-10,10-20 cm土层土壤,对6种胞外酶活性进行研究。结果表明:(1)采伐剩余物处理4年后,相比保留处理,火烧和清除处理的土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮、无机氮、硝态氮含量均显著下降。其中火烧处理下硝态氮下降幅度显著高于清除处理,2个土层下降幅度平均分别为88%和51%;(2)相比保留处理,火烧和清除处理土壤微生物生物量碳和微生物生物量磷含量以及6种土壤酶活性,即酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素水解酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、过氧化酶、酚氧化酶均明显更低,而且火烧处理两土层微生物生物量碳和微生物生物量磷含量显著低于清除处理;(3)冗余分析表明,0-10 cm土层土壤酶活性与微生物生物量磷、微生物生物量碳含量显著相关,而可溶性有机氮、硝态氮、微生物生物量碳是影响10-20 cm土层土壤酶活性变化的关键因子。保留采伐剩余物有利于提高土壤养分和酶活性,是土壤肥力维持和森林生产力提高的有效经营管理措施。     

长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影响

通过对山西省寿阳长期定位试验田0—20 cm和20—40 cm的土壤测定和分析,探讨了长期有机无机肥配施下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物生物量碳、氮变化基本一致。褐土微生物生物量碳、氮从0—20 cm到20—40 cm土层均呈减少趋势;长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能提高褐土微生物生物量碳、氮;不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量碳、氮显著增加。脲酶和碱性磷酸酶活性从0—20 cm到20—40 cm土层呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有增加趋势,而碱性磷酸酶活性则呈减小趋势。土壤微生物量碳、氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明,微生物生物量碳、氮和土壤酶活性可以判断褐土土壤有机质和N素状况,可作为评价褐土肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标,同时也为提高褐土肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

宁南山区退耕对土壤微生物生物量和酶活性的影响

在野外调查和室内实验分析的基础上,研究了宁夏黄土丘陵区农田退耕后不同植被恢复措施对土壤的微生物生物量碳、氮、磷和转化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性的影响.研究表明:农田退耕后通过不同的植被恢复措施,土壤的微生物生物量碳为农地的1.04～3.12倍;微生物生物量氮为农地偏高;微生物生物量磷则相对稳定,无显著差异;转化酶和碱性磷酸酶活性的提高主要表现在表层(0-5 cm土层)和5-20 cm土层,分别比农地高出1%～41%和1%～89%;过氧化氢酶活性变化幅度最小;土壤脲酶活性在表层提高的幅度最大,为农地的1.95倍.农田退耕后,通过不同的植被恢复措施,土壤的生物肥力有所提高.     

西双版纳不同森林类型土壤微生物生物量的变化

土壤微生物生物量在森林生态系统保护以及养分循环转化中具有重要的作用。本文研究了西双版纳5种森林类型(热带季节雨林、热带季风常绿阔叶林、曼安次生林、鸡血藤次生林和沟谷林次生林)的土壤微生物生物量以及微生物碳氮利用效率的变化。与热带季节雨林和热带季风常绿阔叶林相比,3种次生林具有较高的土壤微生物生物量碳。沟谷林次生林的土壤微生物生物量碳氮含量显著高于其它4种林型。土壤微生物生物量碳氮与土壤含水量、土壤有机碳、土壤总氮显著正相关,与土壤碳氮比显著负相关。热带季节雨林和沟谷林次生林有更高的微生物商,表明热带季节雨林和沟谷林次生林具有更高的微生物碳氮利用效率。微生物商的变化与土壤有机碳以及土壤总氮没有显著相关关系,与土壤微生物生物量显著正相关。本研究可为更好地评价不同森林类型土壤活性提供理论依据。     

三峡库区消落带土壤酶活性特征

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。选取三峡库区消落带三个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带土壤酶活性特征。结果表明,消落带区域土壤有机碳（OC）、微生物生物量碳（MBC）和所测定的四种酶[磷酸酶（PNP）、芳基硫酸酯酶（PNS）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）和β-糖苷酶（PAG）]的绝对活性（单位土壤干重的酶活性）和四种酶的几何平均数（GME）显著低于从未淹没的对照样地。在消落带区域,只有磷酸酶的绝对活性随着淹没持续时间的延长而降低,其他土壤三种酶的绝对活性在三个样地之间并无显著性的差异。土壤四种酶的几何平均数与有机碳、微生物生物量碳的变化相似,在海拔梯度较低的样地最低,其他两个较高海拔梯度的样地之间无显著性的差异。然而单位有机碳或微生物生物量碳的四种酶的具体活性的变化趋势与酶的绝对活性的变化并不一致。PNP的具体活性在所有测定的样地之间都无显著性的差异,而其他三个酶的具体活性是海拔最低的样地显著高于其他样地,其他样地之间并无显著性的差异。因而,这些结果意味着四种酶的几何平均数能够敏感指示三峡库区消落带水位消涨及其不同淹没持续时间对土壤质量的影响,是一个能够综合反映所有土壤酶活性对消落带水位消涨的响应的敏感指标。     

免耕和秸秆还田对潮土酶活性及微生物量碳氮的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站玉米-小麦轮作保护性耕作定位试验平台,研究了全翻耕（(T)、免耕（(NT)、全翻耕+秸秆还田（(TS)以及免耕+秸秆还田（(NTS)处理分别对田间0 ~ 10、10 ~ 20和20 ~ 30 cm土层酶活性及土壤微生物量碳、氮的影响。结果表明：①在0 ~ 10和10 ~ 20 cm土层内,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶、脱氢酶活性为免耕处理大于全翻耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理,以NTS处理最高,T处理最低;在20 ~ 30 cm土层中,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脱氢酶活性免耕处理大于全翻耕处理,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶活性有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理。②在0 ~10和10 ~ 20 cm土层内,土壤微生物量碳、氮均为免耕处理大于全翻耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理;在20 ~ 30 cm土层中,微生物量碳以NTS处理最高,微生物量氮以TS处理最高;③4种处理下的土壤酶活性和微生物量碳、氮均随着土层的加深而减少,且在各土层中差异达显著水平。     

大气CO2和O3升高对菜地土壤酶活性和微生物量的影响

利用OTC平台和青菜盆栽实验,探索[CO2]、[O3]或[CO2+O3]升高条件下,土壤理化性质、微生物量和土壤酶活性的变化,以期获得未来大气CO2或/和O3升高对土壤微生态系统的风险性。结果表明,[CO2]升高不同程度地提高了土壤的可溶性有机碳（DOC）、可溶性有机氮（DON）、总磷（TP）、总碳（TC）、铵态氮（AN）、硝态氮（NN）含量和含水量（SWC）,进而不同程度地提高了土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）含量以及土壤蛋白酶（PRA）、蔗糖酶（SA）、脲酶（UA）、多酚氧化酶（POA）、酸性磷酸酶（APA）和中性磷酸酶（NPA）活性。相反,[O3]升高不同程度降低了土壤DOC、TP、TK、TC、TN、AN、NN、SWC、MBC和MBN含量,提高了MBC/MBN比值,在不同程度上降低了土壤PRA、SA、UA、POA、APA和NPA酶活性。而[CO2+O3]在一定程度上消减了[O3]对土壤微生物量和酶活性的抑制作用,也降低了[CO2]升高对土壤微生物量和酶活性的刺激效应。因此,土壤微生物量和土壤酶活性的变化可用于评价未来大气CO2或/和O3升高对菜地土壤微生态环境的影响。     

长期平衡施肥对潮土微生物活性和玉米养分吸收的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究氮磷钾平衡施肥(NPK)与缺素施肥(NK、PK、NP)对土壤微生物生物量、酶活性、呼吸强度以及玉米养分吸收的影响。结果发现,与不施肥对照(CK)相比,NPK处理玉米根系与茎叶生物量、籽粒产量以及植株氮磷钾吸收量均大幅提高,NP处理次之,PK与NK处理则无显著影响;同一处理玉米茎叶与根系养分含量接近,而籽粒的全氮和全磷含量较高、全钾含量偏低;与NPK处理相比,缺施氮、磷或钾肥均直接导致玉米植株相应养分的明显亏缺或其他养分的过量富集,但在根系、茎叶和籽粒部位的累积情况存在一定差异。与CK相比,所有施加磷肥的处理(NPK、NP、PK)土壤微生物生物量(碳、氮、磷)、脱氢酶、转化酶、脲酶与碱性磷酸酶活性以及土壤微生物代谢活性和土壤基础呼吸强度均显著升高(p<0.05),土壤微生物代谢熵则显著下降(p<0.05),而缺施磷肥的NK处理除显著提高脲酶活性外(p<0.05),对其他指标均无显著影响。结果表明,氮磷钾平衡施肥在促进土壤微生物繁育和保育微生物代谢活性以及促进作物生长和保证养分吸收等方面显得非常重要,而缺素施肥中以缺施磷肥的不利影响最为突出。     

长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮量及酶活性的影响

通过对山西省寿阳长期定位试验田0―20 cm和20―40 cm的土壤测定和分析,探讨了长期有机无机肥配施下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物生物量C、N变化基本一致。褐土微生物生物量碳、氮从0―20 cm到20―40 cm土层均呈减少趋势;长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能提高褐土微生物生物量碳、氮;不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量C、N显著增加。脲酶和碱性磷酸酶活性从0―20 cm到20―40 cm土层呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有变大趋势,而碱性磷酸酶活性则呈变小趋势。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明,微生物生物量C、N和土壤酶活性可以判断褐土土壤有机质和N素状况,可作为评价褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标,同时也可为提高褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

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。     

Substrate quality affects microbial‐ and enzyme activities in rooted soil

The rhizosphere reflects a sphere of high substrate input by means of rhizodeposits. Active microorganisms and extracellular enzymes are known to be responsible for substrate utilization in soil, especially in rooted soil. We tested for microbial‐ and enzyme activities in arable soil, in order to investigate the effects of continuous input of easily available organics (e.g., root‐exudates) to the microbial community. In a field experiment with maize, rooted and root‐free soil were analyzed and rhizosphere processes were linked to microbial activity indicators such as specific microbial growth rates and kinetics of six hydrolytic extracellular enzymes: β‐glucosidase, β‐cellobiohydrolase, β‐xylosidase, acid phosphatase, leucine‐ and tyrosine‐aminopeptidase. Higher potential activities of leucine‐aminopeptidase (2‐fold) for rooted vs. root‐free soil suggested increased costs of enzyme production, which retarded the specific microbial growth rates. Total microbial biomass determined by the substrate‐induced respiration technique and dsDNA extraction method was 23% and 42% higher in the rooted surface‐layer (0–10 cm) compared to the root‐free soil, respectively. For the rooted soil, potential enzyme activities of β‐glucosidase were reduced by 23% and acid phosphatase by 25%, and increased by 300% for β‐cellobiohydrolase at 10–20 cm depth compared to the surface‐layer. The actively growing microbial biomass increased by the 17‐fold in rooted soil in the 10–20 cm layer compared to the upper 10 cm. Despite the specific microbial growth rates showing no changes in the presence of roots, these rates decreased by 42% at 10–20 cm depth compared to the surface‐layer. This suggests the dominance in abundances of highly active but slower growing microbes with depth, reflecting also their slower turnover. Shifts in microbial growth strategy, upregulation of enzyme production and increased microbial respiration indicate strong root effects in maize planted soil.     

THE EFFECTS OF ACACIA TORTILIS SUBSP. RADDIANA,SOIL TEXTURE AND SOIL DEPTH ON SOIL MICROBIAL AND BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS IN ARID ZONES OF TUNISIA

The objectives of this study, conducted in Bou‐Hedma National Park, were to quantify the effects of the dominant legume Acacia tortilis subsp. raddiana on soil properties. Three sites with differing soil texture were studied; the first with a gravelly‐sand texture, the second with a sandy‐loam texture and the third with a loam texture. At each study site, two subhabitats were distinguished, under Acacia canopies (canopied soil) and open areas (uncanopied soil). Soil organic carbon, microbial biomass and microbial coefficient were found to be significantly greater in canopied soil, compared with uncanopied soil. The lower metabolic quotient under this legume indicated a higher carbon use efficiency of microorganisms in soil. The enzyme activities (dehydrogenase, phosphatase and β‐glucosidase) expressing soil microbial activity were significantly higher under Acacia canopies. Therefore, A. raddiana planting can be considered an effective and applicable measure to restore vegetation and control desertification in arid regions. On account of the variability of soil texture in the park, three sites were studied: gravelly‐sand, sandy‐loam and loam soils. The highest microbial density and activity were registrated in sandy‐loam soil. Microbial biomass and activity increased gradually and significantly to a maximum at 20–30 cm and subsequently decreased at 30–50 cm. The results allow us to conclude that soil texture and soil depth can play an important role in the extent of soil properties. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

果草套种对南方丘陵山地表层土壤微生物量碳氮及酶活性的影响

[目的]探究不同果草套种模式下0—10cm土层土壤微生物量碳、氮及酶活性的差异,为改善土壤肥力条件、促进桂林旅游城市生态循环农业经济的发展提供理论依据。[方法]在桂林潮田河流域大山口农业综合示范区内设置样地,采集表层(0—10cm)土壤样品,测定与分析不同果草套种模式下表层土壤微生物量碳、氮及酶活性的差异。[结果]0—10cm土层土壤氮磷钾、土壤微生物量碳氮和土壤酶活性大小基本表现为:阳朔金桔+牧草桂橙1号+牧草翠冠梨+牧草对照样地。其中,阳朔金桔+牧草模式对0—10cm土层土壤微生物量碳、氮含量和土壤酶活性的影响最为明显(p0.05)。相关性分析表明,土壤微生物量碳氮和3种土壤酶活性存在极显著正相关关系。[结论]果草套种模式特别是阳朔金桔+牧草模式对南方丘陵山地表层土壤肥力条件的改善作用较为明显。     

黄土高原半干旱地区撂荒地次生植被演替过程中土壤微生物活性研究

To show the vegetation succession interaction with soil properties, microbial biomass, basal respiration, and enzyme activities in different soil layers (0--60 cm) were determined in six lands, i.e., 2-, 7-, 11-, 20-, 43-year-old abandoned lands and one native grassland, in a semiarid hilly area of the Loess Plateau. The results indicated that the successional time and soil depths affected soil microbiological parameters significantly. In 20-cm soil layer, microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (MBN), MBC/MBN, MBC to soil organic carbon ratio (MBC/SOC), and soil basal respiration tended to increase with successional stages but decrease with soil depths. In contrast, metabolic quotient (qCO2) tended to decrease with successional stages but increase with soil depths. In addition, the activities of urease, catalase, neutral phosphatase, β-fructofuranosidase, and carboxymethyl cellulose (CMC) enzyme increased with successional stages and soil depths. They were significantly positively correlated with microbial biomass and SOC (P < 0.05), whereas no obvious trend was observed for the polyphenoloxidase activity. The results indicated that natural vegetation succession could improve soil quality and promote ecosystem restoration, but it needed a long time under local climate conditions.     

生物有机肥对潮土物理性状及微生物量碳、氮的影响

[目的]研究生物有机肥对潮土不同土层土壤物理特性及微生物碳氮的影响,为生物有机肥在土壤改良、水土保持和促进设施农业可持续发展等方面提供科学依据。[方法]采用田间小区试验的方法,研究生物有机肥对潮土0—15和15—30cm土层土壤水力学性质、土壤团聚体及微生物量碳、氮的改善效果,其中生物有机肥施用量分别为0,10,20t/hm~2。[结果]施用生物有机肥可显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度和各水力学指标,其中土壤容重降低了10.37%~19.26%,田间持水量和饱和导水率提高了13.12%~32.25%和37.28%~67.11%;生物有机肥可提高土壤大团聚体含量和平均质量直径,降低分形维数;生物有机肥提高了土壤微生物量碳、氮含量,增幅分别为33.66%~52.67%和11.52%~22.64%;土壤物理特性与微生物量碳、氮具有明显相关性。[结论]生物有机肥可有效改善潮土土壤结构和水力学特性,增加土壤蓄水供水能力,提高土壤大团聚体含量、稳定性和微生物量碳、氮含量。     

耕作与施肥对甘蔗地土壤微生物量碳、氮的影响

通过野外调查与室内分析,研究了云南蒲缥甘蔗地赤红壤不同耕作与施肥土壤剖面微生物量碳、氮特征。结果表明:不同耕作与施肥对土壤微生物量碳、氮均有一定影响,其中耕作对土壤微生物量碳、氮的影响较为一致,表现为免耕 > 翻耕。施肥对0—20 cm土层中微生物量碳的影响表现为翻耕施肥 > 翻耕,对20—40 cm,40—60 cm土层中微生物量碳的效应呈现为翻耕 > 翻耕施肥,而施肥对土壤微生物量氮影响则与其对微生物量碳的效应相反。耕作和施肥对各个土层土壤微生物商具有显著的影响（p<0.05）,表现为免耕 > 翻耕,翻耕施肥条件下0—20 cm土层的微生物商稍高于翻耕,而其他土层均为翻耕 > 翻耕施肥;土壤微生物量氮与全氮的比值与微生物量氮的变化趋势相近。在不同的耕作和施肥条件下,免耕有利于提高土壤微生物量,施肥在一定程度上也利于提高土壤微生物量。     

追施不同量尿素下麦后复种油菜对耕层土壤有机碳及微生物量碳氮的影响

[目的]研究不同追施尿素量对麦后复种油菜生物产量和耕层土壤有机碳、土壤微生物量碳氮及碳库管理指数的影响,为麦后复种油菜尿素施用量提供依据。[方法]在古浪县进行小区试验,设置5个试验水平:追施尿素0,90,120,150,180kg/hm2。[结果]追肥可提高麦后复种油菜的生物产量;土壤有机碳、微生物量碳、微生物氮以及碳库管理指数均随追肥量的增加呈抛物线型变化的趋势;碳库指数和碳库管理指数的变化趋势同有机碳的变化趋势;有机碳、微生物量碳与碳库管理指数显著相关,有机碳与碳库管理指数极显著相关,微生物量碳与有机碳含量虽呈现正相关关系,但未达到显著相关性。[结论]综合油菜生物产量和土壤微生物量等指标,古浪县麦后复种油菜的施肥量以追施尿素120~150kg/hm2为宜。     

间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

以渭北黄土高原苹果园土壤为研究对象,设置传统苹果（Malus domestica Borkh.）园清耕及间作白三叶（Trifolium repens L.）两个处理,测定和分析了不同土层（0—5 cm,5—10 cm,10—20 cm及20—40 cm）的土壤微生物量碳（SMBC）、氮（SMBN）、4种土壤酶活性、有机碳（SOC）和全氮（TN）等指标,从土壤微生物碳、氮及酶活性的角度探讨间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤的影响。结果表明:间作白三叶能够显著提高土壤微生物量碳、氮的含量和土壤酶活性,提高土壤微生物对有机碳和全氮的利用效率,其作用随着土层深度的增加而降低,在表层土壤效果更为显著。土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性与土壤有机碳、全氮呈极显著相关或显著性相关。苹果园土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性能敏感响应生草间作,可以作为评价果园生草对果园土壤影响的良好指标。     

连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

通过3年田间定位试验,研究连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响。结果表明,连年翻压绿肥能提高土壤微生物量碳、氮及土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性,且随翻压年限的增加而增加。整个生育期,翻压3年绿肥的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高31.0%~67.1%、23.0%~145.1%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高34.4%~51.9%、11.0%~18.6%、58.0%~172.7%、24.0%~50.0%,表明翻压绿肥后土壤生物过程活跃,利于有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。动态变化特征表明,翻压绿肥1、2、3年的各处理微生物量碳、氮均在团棵期出现峰值,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶均在旺长期出现峰值。在出现峰值时翻压3年的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高67.1%、60.7%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性分别提高51.9%、14.2%、30.6%。此时正值生育旺期,利于烟株生长发育,说明连年翻压绿肥后培肥土壤效果显著。土壤微生物量C、N和酶活性能灵敏反映土壤肥力的变化,可作为评价土壤质量的生物学指标。