耕层重构对棉田土壤养分、微生物数量与酶活性的影响

【目的】研究耕层重构技术对棉田土壤微生态环境的影响,为改良土壤生态环境提供新途径和方法。【方法】2019年以冀棉315为试验材料,设置常规旋耕(对照)和耕层重构(将0～20 cm土层与20～40 cm土层土壤互换,同时松动40～60 cm土层土壤)2种耕作方式,调查棉花不同生育时期和不同土层的土壤养分含量,细菌、真菌和放线菌数量,脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以及棉花产量和生物量。【结果】与对照相比,耕层重构棉田0～20 cm土层的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量均降低,而20～80 cm土层的养分含量升高。耕层重构处理0～20 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量低于对照,而20～40 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量高于对照。与对照相比,耕层重构降低了0～20 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高了20～40 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性。回归分析结果表明,土壤真菌数量、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均与全磷、全氮、碱解氮、速效钾、有机质和速效磷含量呈显著线性关系。耕层重构处理棉花地上部生物量比对照显著提高8.91%,对棉花产量没有显著影响。【结论】上述研究结果初步表明,耕层重构能够提高较深土层的养分含量、微生物数量和土壤酶活性,促进较深土层的养分代谢,增加棉花生物量,改善土壤微生态环境。     

福建南平不同植烟土壤微生物数量与养分状况分析

为探究福建省南平地区不同质地土壤中微生物数量与土壤养分状况,对南平地区不同质地植烟土壤pH、土壤养分含量（有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾）和土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌）进行测定。实验结果：供试南平地区不同质地植烟土壤pH均偏酸（pH均小于5.5）,不同质地土壤中粘土的有机质、全氮、碱解氮含量最多,其次是壤土和砂土。植烟土壤中微生物以细菌为主,其次是放线菌和真菌。对不同质地土壤养分与微生物数量相关性分析,得出南平地区土壤样品中细菌与全磷、速效磷、全钾、速效钾相关性较高;真菌与全钾、全磷、速效磷呈负相关,与有机质、全氮、碱解氮、速效钾呈正相关,与全钾显著相关;放线菌与速效磷显著相关;解磷菌与土壤多种养分呈正相关,但相关系数不高;钾细菌与速效磷显著相关,与全磷含量极显著相关;纤维素分解菌与碱解氮相关性最高,与速效钾、全磷、速效磷呈负相关。这些相关性分析表明,南平地区不同质地植烟土壤微生物数量与土壤养分含量虽呈一定的相关性,但相关系数不高,说明该地区的气候条件、施肥方式,特别是水稻—烟草的轮作方式也是影响微生物的数量和种类的重要因素。本研究是对南平地区植烟土壤信息的必要补充,也为今后如何合理利用菌肥,有目的地地开发南平地区植烟土壤的功能菌提供了实验基础和理论依据。     

施用枯草芽孢杆菌的土壤养分含量与三大微生物间灰色关联分析

为探讨烟稻轮作土壤主要养分含量与三大微生物（真菌、细菌、放线菌）种群数量间的灰色关联关系,以烟草品种K326（烤烟）为材料,开展了枯草芽孢杆菌微生物菌剂3个不同的施用量研究。结果表明：随着枯草芽孢杆菌菌剂施用量的增加,土壤有机质含量呈现下降趋势;碱解氮和速效磷钾含量则呈现由低到高再到低的变化规律,烤烟移栽后45d达到最大值;土壤三大微生物种群数量均呈现出由低到高再到低的规律性变化,烤烟移栽后60d达到最大值,且数量上表现出“细菌>放线菌>真菌”;通过对土壤有机质、碱解氮、速效磷钾含量与三大微生物种群数量间的灰色关联分析,土壤主要养分含量对真菌、细菌和放线菌种群数量影响最大时期分别在烤烟移栽后90、30和45d;随着枯草芽孢杆菌菌剂施用量的增加,碱解氮和速效磷钾含量随之增加,有机质含量则随之降低。本研究结果表明,基施枯草芽孢杆菌微生物菌剂,对土壤主要养分含量和三大微生物种群数量有着良好的影响,这为枯草芽孢杆菌在植烟土壤改良上的应用及烤烟生产中养分资源管理提供了参考。     

广西岩溶区烟草栽培地土壤养分、微生物与病害发生的调查分析

对广西岩溶区靖西县栽培的烟草根际土壤养分、微生物数量和主要病害的发生情况进行了调查分析。结果表明：该地区土壤pH偏高,营养元素除了速效钾含量较低外,有机质、全氮、速效磷、有效锰、有效铁、有效铜、有效锌含量均为丰富,总体肥力较好,其中水田土壤的有机质、全氮含量显著高于旱田（P<0.01）。土壤中微生物总量为1.21×107~9.91×107个/g,其中细菌数量占绝对优势,放线菌次之,真菌最少,水田细菌数量显著高于旱田（P<0.05）。3种病害总体以马铃薯Y病毒病为主,发生范围最广,黒胫病次之,青枯病偶有发生。相关分析表明,土壤有机质和全氮含量对细菌数量或总量有很大的影响,土壤速效磷和pH值对植株发病率的影响较大。     

秸秆还田对土壤养分及土壤微生物数量的影响

为探明秸秆还田后土壤养分及土壤微生物数量的变化情况，通过田间试验，研究了秸秆还田对小麦-玉米轮作体系中土壤养分及土壤微生物数量的影响。结果表明：秸秆还田可以增加土壤有机质含量，提高土壤养分库容，增加土壤中细菌、真菌及放线菌数量。50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田条件下，土壤有机质增幅为0.02~0.04个百分点，土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加6.64~9.00、3.37~4.07、10.33~19.00 mg/kg。不同秸秆还田量增加土壤微生物丰富度，细菌、真菌、放线菌增幅分别为2.2×10⁸个/g~3.1×10⁸个/g、0.5×10⁶个/g ~3.5×10⁶个/g、1.3×10⁷个/g ~1.9×10⁷个/g。但过量秸秆还田不利于农田生产力。     

不同种植年限桃树根区土壤肥力变异特征

果树根际土壤肥力是果树生长的基础,本研究通过对种植年限为5、10、15、20年桃树根区土壤理化和生物学性状变化进行分析,以期揭示不同种植年限桃园根际土壤肥力的变异特征,探明影响桃树产量和品质主要土壤肥力因子,为不同种植年限桃树生产管理提供理论依据。结果表明：随着种植年限的增加,土壤粘粒、粉粒含量增加,但土壤质地未改变;土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量呈增加趋势;土壤脲酶、过氧化氢酶活性以种植年限15年达到最大值;土壤真菌和细菌数量随种植年限增加呈减少趋势;土壤微生物量氮含量逐年降低。土壤肥力因子之间存在一定相关性,不同土壤肥力因子间的交互关系影响桃园土壤肥力变化,其中土壤有机质、微生物量碳以及土壤酶活性是影响土壤肥力的主要因素。桃树产量以种植年限15年最大,种植年限超过15年桃品质下降,土壤肥力因子中土壤速效钾、有机质、微生物量碳含量及脲酶活性是影响桃产量和品质（可溶性固形物）的主要因素。     

不同种植制度和施肥措施对烟田土壤养分及微生物的影响

分析了烤烟连作与轮作对土壤养分含量和微生物区系的影响以及底肥中硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4 -N)不同配施比例对烤烟生育期土壤N03--N的影响.结果表明,烟田连作3年、6年与轮作相比,土壤有机质均下降,速效氮、磷和钾含量增加,pH值上升;连作6年与3年相比,土壤pH值、速效磷和速效钾又有所升高,碱解氮持平,有机质降低4.3%.土壤细菌和放线菌数茸随连作年限增加而呈减少趋势.真菌以连作3年最低;连作使细菌和真菌有益菌群数量降低,而腐霉等有害菌群数量增加.烤烟生育前期.随着底肥中NO3--N施用比例增加.耕层土壤N03--N含最增加,而生育中后期没有显著差异;随着烤烟生育期推进,土壤NO3--N主要累积在40～60 cm土层.从烤烟整个生育期土壤NO3--N变化和累积看,底肥氮以NO3--N占30%-50%的配比,对烟株吸收NO3--N较为有利.     

水分和铅胁迫下土壤中脲酶和碱性磷酸酶活性的变化

为探讨土壤重金属污染酶指示的可行性,通过对加入外源铅的塿土进行控水培养,研究塿土中脲酶和碱性磷酸酶活性的变化及其与土壤铅含量、土壤含水量和理化性质之间的关系。结果表明,土壤相对含水量为80%、60%时,土壤中的脲酶和碱性磷酸酶活性均增加;脲酶和碱性磷酸酶活性随铅含量增加而呈下降趋势,当铅含量为2000 mg/kg时,2种酶活性分别仅为对照的43.7%、61.9%。通径分析表明：各因子对脲酶活性的直接作用顺序为：速效钾>有机质>铅>全氮>速效磷>pH>水分,对碱性磷酸酶活性的直接作用顺序为：铅>有机质>全氮>水分>pH>速效钾>速效磷。土壤速效钾对脲酶活性的直接影响较大,铅、有机质是影响碱性磷酸酶活性的主要因素。2种酶活性变化是铅、水分和土壤理化性质共同作用的结果,且碱性磷酸酶活性较脲酶活性更易受影响。     

甘蔗/花生间作对土壤微生物和土壤酶活性的影响

为了研究甘蔗/花生间作对土壤微生物和土壤酶活性的影响,采用大田试验的方法,以花生和甘蔗为试验材料,研究了华南地区甘蔗/花生间作对土壤微生物数量、土壤酶活性以及土壤养分状况的影响。结果表明:与甘蔗和花生单作相比,甘蔗/花生间作系统能够显著提高甘蔗和花生根际的土壤细菌、真菌和放线菌数量,改善根际土壤脉酶和磷酸酶活性,不同程度提高整个间作系统作物根际土壤有机质、碱解氮、速效磷以及速效钾的含量,可见,甘蔗/花生间作可以明显地改善两种作物根际土壤微生物数量、酶活性和养分状况。     

蚯蚓发酵液对枸杞土壤养分及微生物的影响

以2 年生‘宁杞7 号’(Lycium barbarum L.)为材料,以常规滴灌施肥为对照(CK),设计150、300、450 kg/hm2三个施肥水平,探讨不同施肥水平对土壤养分特性及微生物组分的影响。结果表明：施用蚯蚓液体肥增加有机质37.70%~51.16%,提高碱解氮、速效磷及速效钾含量,促进放线菌与真菌的繁殖,增强过氧化氢酶与脲酶活性,微生物量碳氮最高增加量分别为69.37%、58.38%,提高产量9.41%~34.07%。各性状与其产量的灰色关联度中,以脲酶最大,其次是放线菌,真菌对产量的影响最小。300 kg/hm2蚯蚓发酵液处理效果最佳,促进有机质增加,利于速效养分的释放,促进土壤微生物生长、繁殖以及酶活性。     

新疆连作棉田耕层土壤理化指标研究

以新疆长期连作棉田为研究对象,通过田间调查、取样测定的方法,研究新疆连作棉田不同产量水平条件下土壤理化指标变化特征。结果表明：随着棉花产量增加棉田耕层深度、犁底层厚度均呈增加趋势,但不同产量水平差异未达显著水平。土壤紧实度、土壤容重和土壤含盐量则呈下降趋势,其中高产田土壤紧实度在10-46cm显著低于中、低产田,而高产田耕层土壤容重和土壤含盐量显著低于中、低产田,但高产田土壤粘粒较中、低产田有所提高,而一定比例的粘粒有利于提高土壤保水性。高产田耕层土壤有机质、速效氮含量较高,表现为高产田>中产田>低产田,而速效磷、速效钾无显著差异。从产量构成因素来看,单株铃数是影响产量的主要因素,其次是单铃重,衣分无明显变化。     

新疆连作、轮作棉田可培养的土壤微生物区系及活性分析

研究了新疆连作、轮作棉田土壤可培养微生物区系及活性变化.结果表明,棉花多年连作造成土壤中可培养微生物数量减少,连作6～8年、9～12年、大于13年的棉田与连作小于5年的棉田相比,土壤微生物总量分别下降了40.2%,46.7%,52.4%.连作超过5年后,土壤微生物菌群结构逐渐从高肥的"细菌型"向低肥的"真菌型"转化,细...     

轮作豆科植物对马铃薯连作田土壤速效养分及理化性质的影响

合理轮作天蓝苜蓿 (Medicago lupulina L.)、陇东苜蓿(Medicago sativa L.)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.)3种豆科植物对马铃薯连作田土壤速效氮、速效磷及速效钾含量有不同程度的促进作用。对于马铃薯2年以上连作田,轮作3种豆科植物均能起到提高土壤氮素有效性的作用,速效氮含量最高提高476%,且可显著提高3年以上连作田速效磷含量,增幅最高可达207%。对于3~4年连作田,轮作天蓝苜蓿可提高土壤速效钾含量,其他连作年限及轮作箭筈豌豆和陇东苜蓿均没有提高土壤速效钾含量。轮作豆科植物后,不同连作年限马铃薯连作田土壤EC值均显著下降,与对照相比,土壤的EC值最大降低69.7%,说明实施马铃薯-豆科植物轮作对防止马铃薯连作田土壤盐渍化有显著效果。轮作豆科植物使连作田土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著提高。从第2年连作开始,轮作豆科植物对后茬马铃薯产量产生明显影响,第3~4年连作期间,轮作天蓝苜蓿和箭筈豌豆对后茬马铃薯增产效果较明显。     

春小麦复播绿肥对连作棉田土壤肥力的影响

在连作棉田上进行春小麦复播绿肥（草木樨、油菜、油葵、大豆）试验,研究各种绿肥生物量,养分含量及其绿肥翻压后对棉田土壤有机质,速效养分的影响。研究结果表明：四种绿肥中草木樨的生物量最高;四种绿肥翻压后对土壤有机质和速效养分含量均有一定的影响,其中草木樨、大豆翻压后土壤有机质分别提高了8.58%,1.01%;四种绿肥翻压后土壤速效氮提高了0.30%-5.96%,除大豆外,其它三个处理的土壤速效钾含量平均是对照的1.08倍;研究发现油菜、油葵的富钾作用较为突出。四个处理中春小麦复播草木樨是相对较好的一组轮作作物。     

连作对棉田土壤枯、黄萎病菌数量及细菌群落的影响

采用选择培养法测定新疆库尔勒不同连作年限棉田土壤枯、黄萎病病菌数量的变化,运用PCR-DGGE(Polymerase chain reaction-denatured gradient gel electrophoresis)技术分析棉花连作对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,不同连作年限棉田的枯萎病菌和黄萎病菌量具有相似的变化特征,即在5~20年连作年限内,土壤中病原菌量随着连作年限的延长而增加,20年连作土壤病原菌数量达到最高峰;连作超过20年,土壤菌源数量开始下降。不同连作年限棉田土壤中枯、黄萎病病原菌的数量与发病株率呈显著正相关关系。连作棉田土壤细菌群落的DGGE图谱分析显示,连作棉田土壤细菌种群的组成、结构、丰富度均发生变化。连作5~40年的棉田土壤细菌种群Shannon-Wiener多样性指数(H')、均匀度(EH′)和丰富度(S)指数均降低,且连作年限越长降低越突出。     

甘蔗轮作青饲玉米和花生对甘蔗生长和土壤性状的影响

为研究不同轮作模式对蔗田土壤养分、微生物和酶活性以及甘蔗主要农艺性状的影响,设甘蔗连作（A）、青饲玉米–青饲玉米–甘蔗轮作（B）和花生–花生–甘蔗轮作（C）3个种植模式,分别测定了连作和轮作前后蔗田耕作层土壤养分含量、微生物数量和相关酶活性,调查了甘蔗产量主要农艺性状,并分析了不同模式下作物的经济效益。结果表明,与A处理相比,B处理显著提高了土壤全氮和有效磷含量、过氧化氢酶和脲酶活性和细菌数,而C处理显著提高了土壤的pH值,水解性氮、有机质和速效钾含量,蔗糖酶、酸性蛋白酶、酸性磷酸酶和纤维素酶活性,明显降低了土壤真菌数量,下降了2.47×10⁴个/g。2种轮作模式甘蔗的农艺性状和品质均优于连作,B处理和C处理的出苗率、分蘖率、产量和糖分比均显著或极显著高于A处理。相关性分析结果显示,土壤养分含量和微生物量与相关酶活性呈显著正相关。因此,轮作使甘蔗生产提质增效,可能由于轮作提高了土壤中微生物数量和相关酶活性,进一步改善了蔗区酸性土壤的pH值,加速土壤有效养分的释放,从而促进甘蔗的生长发育,缓解连作障碍,实现经济效益的增长。     

黄河流域棉区早衰棉田土壤肥力综合评价

通过调查黄河流域棉区149个采样点早衰棉田和正常棉田土壤养分情况,构建土壤综合肥力指数(Integrated fertility index,IFI),研究引起棉花早衰发生的土壤养分原因。结果表明:早衰棉田土壤肥力各指标均低于正常棉田,其中0~20 cm土层的有机质和钾含量差异极显著。调查区域0~20 cm土层,正常生长棉田的IFI值为0.41,早衰棉田仅为正常棉田的75.6%;20~40 cm土层的IFI值显著低于0~20 cm土层,正常棉田的IFI值为早衰棉田的1.67倍。土层各肥力指标对IFI影响的直接通径系数0~20 cm从大到小的顺序为速效钾、速效磷、全氮、有机质、碱解氮含量,20~40 cm从大到小的顺序为为速效钾、速效磷、有机质、全氮含量;间接通径系数0~20 cm土层从大到小的顺序是碱解氮、全氮、速效磷、速效钾、有机质含量;20~40 cm从大到小的的顺序为有机质、全氮、速效钾、速效磷含量。综合分析,IFI与棉花早衰密切相关,其值越小越易引起早衰的发生,其中钾素和碱解氮分别是对IFI产生直接影响和间接影响的最大营养元素,大田生产中需要合理施入钾肥和氮肥,合理调节IFI值,方能有效防控因土壤肥力引发的棉田早衰的发生。     

南疆枣树￣棉花间作对土壤微生物区系及代谢熵的影响

通过大田试验和实验室测定,研究南疆枣树-棉花间作对土壤微生物性状的影响。在阿克苏地区阿瓦提县巴格托拉克乡采集枣树￣棉花间作、纯枣林及单作棉田土样,测定比较细菌、放线菌和真菌三大类群微生物及氮素生理群菌群数量、微生物代谢熵的变化特征。结果表明,不同种植模式土壤微生物数量分布有明显差异。枣树￣棉花间作土壤细菌、放线菌、真菌和微生物总数总体呈现出显著低于单作棉田,降低幅度最大的位点在西侧冠下区(W80);较纯枣林增加,增加幅度最大的是东侧冠下区(E80)。枣树-棉花间作系统比单作棉田土壤氨化细菌、硝化细菌数量有较大提高,反硝化细菌数量明显下降,氨化细菌、反硝化细菌相比纯枣林均为增加。间作系统内在枣树行的东、西两侧冠下区与近冠区及L1(0~20 cm)、L2(20~40 cm)及L3(40~60 cm)各层次土壤中的微生物数量都呈现出较大差异,具有明显的水平和垂直方向空间变异性。不同种植模式下土壤微生物代谢熵(q CO2)依次为纯枣林枣树￣棉花间作单作棉花。不同种植模式下土壤微生物Shannon多样性、均匀度指数与微生物数量具有相似的变化特性。相关性分析表明,有机碳、全氮、碱解氮含量及p H与微生物多样性呈极显著正相关(P0.01),与代谢熵则呈极显著负相关。研究结果证明,微生物群落多样性及代谢熵对间作种植模式响应灵敏,反映出枣树和棉花间作系统地下部分存在明显的竞争作用,影响土壤微生物的群落。     

长期连作对南疆棉田土壤物理性质影响的研究

为研究连作年限对棉田土壤物理性质的影响,以南疆连作3年、10年、15年的棉田为研究对象,对不同种植制度条件下棉田土壤物理性状各指标进行测定与分析。结果表明：棉花连作10年以后,水稻→小麦-绿肥→棉花种植制度棉田水分状况优于水稻→棉花种植制度;棉花连作3年、15年,与水稻→棉花种植制度相比,水稻→小麦-绿肥→棉花种植制度土壤容重分别减轻2.5%、2.8%;土壤孔隙度在不同连作年限之间存在极显著差异;从种植制度及连作年限对棉田土壤物理性质的影响综合分析,在南疆极端干旱条件下适应棉花长期连作的种植制度为水稻→小麦-绿肥→棉花,棉花连作年限不宜超过15年。     

新疆绿洲棉花长期连作土壤氨基糖积累特征

研究长期连作棉田土壤中氨基糖的含量和组成变化,旨在评价棉花长期连作及秸秆还田对土壤有机质转化积累的微生物群落的影响。采用棉花长期连作定位试验,通过气相色谱法测定了棉花连作9、14、19、24、29年棉田土壤不同土层中氨基葡萄糖、胞壁酸和氨基半乳糖的含量。结果表明：随棉花连作年限的逐年增加,棉田土壤中总氨基糖、氨基葡萄糖和氨基半乳糖含量均逐渐增加,而胞壁酸含量为先降低后增加,以氨基葡萄糖的转化积累具有明显优势,占土壤氨基糖总量的70.4%~71.1%;在土层0~30 cm范围内,总氨基糖及3种氨基单糖的含量随着土层深度的增加而降低;土壤中GluN/MurA值随着棉田连作年限的增加呈增大趋势,对0~20 cm土层影响较大。棉花长期连作及秸秆还田可促进土壤中总氨基糖及3种氨基单糖的积累,土壤有机质的转化过程逐渐以真菌占主导作用,长期连作棉田土壤向着真菌为优势群体的环境转变。