长期施用不同肥料土PLFA指纹特征

【目的】土壤微生物群落结构的组成与活性的变化是衡量土壤肥力的重要指标,研究长期不同施肥和土壤管理方式对塿土微生物群落结构的影响,对于指导塿土施肥和土壤管理,实现农田可持续利用具有重要意义。【方法】以陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"长期肥料定位试验为基础,运用磷脂脂肪酸标记法(PLFA),研究了塿土长期不同施肥及土地利用方式下土壤微生物群落结构及其与土壤理化性质的关系。处理包括:长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、长期配合施用氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷(NP)、有机肥和氮磷钾(MNPK)以及长期休闲(FL)和撂荒(AB)。【结果】与对照相比,MNPK、NP和撂荒处理土壤总PLFA分别增加218.8%、73.9%和74.3%,细菌分别增加188.3%、80.8%和82.6%,真菌分别增加了315.8%、111.5%和167.0%,放线菌分别增加了23.7%、21.3%和16.3%,同时也显著增加了真菌/细菌比;N、NK和PK土壤总PLFA、细菌、真菌差异不显著,但PK显著降低放线菌的含量;与农田施肥相比,休闲和撂荒显著降低G~+和G~-含量。多样性指数结果表明,长期有机无机配施明显提高土壤微生物群落的Shannon-Winner多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数,撂荒和NP也能显著增加Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数,而长期休闲处理均明显降低了这些指数。主成分分析表明,MNPK、NP、撂荒和休闲土壤微生物群落结构发生较大变化;MNPK显著提高G~-(18:1ω5c,cy19:0ω7c)、细菌(16:0、10Me22:0饱和脂肪酸)及真核生物(18:3ω6c、16:3ω6c,22:2ω6c)的多度值,撂荒(AB)和NP显著提高细菌(15:0,18:0,22:0,17:0饱和脂肪酸)的多度值。RDA分析表明,土壤理化性质对微生物菌群影响的重要性依次为有机质全氮含水量速效磷pH容重速效钾,这些理化因子均是微生物生长的关键因子。【结论】长期有机无机肥配施、氮磷配施和撂荒提高了土壤微生物群落结构多样性,从而改善了土壤生态环境,而长期休闲不利于土壤生态系统的稳定和健康。     

利用PLFA方法研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响

目的研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响。方法以中国科学院沈阳生态实验站的长期定位试验为平台,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究农田、裸地、割草和休闲4种土地利用方式对微生物群落结构的影响,其中农田土地利用方式又包括对照处理(CK)、循环猪圈肥处理(M)、化肥处理(NPK)和化肥+循环猪圈肥处理(NPK+M)。结果细菌脂肪酸和真菌脂肪酸与总PLFA变化规律相似,均为休闲和割草处理最高,农田居中,裸地最低;农田各处理间PLFA含量差异较小,其中M处理最高,其次为CK和NPK+M处理,NPK处理最低;自然撂荒和有机肥的施用有利于微生物的生长,而施用化肥则降低了微生物PLFA量;自然生态系统中土壤具有较高的G+PLFA/G-PLFA比值(革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值),而耕作和施用化肥则降低了这个比值;休闲和割草处理具有较低的细菌与真菌的PLFA比值,农田生态系统和裸地细菌PLFA/真菌PLFA比值则较高;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析表明,土壤微生物量与土壤有机质和全氮显著相关。结论长期土地利用方式的不同明显导致了土壤微生物量和群落结构的差异。     

不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

长期施肥对黄棕壤性水稻土生物学特性的影响

【目的】土壤生物肥力是土壤质量的直接反映,研究长期施肥对土壤生物学特性的影响可以为提高土壤质量及农田可持续利用提供理论依据。【方法】本文以长期不施肥(CK)为对照,研究长期单施氮肥(N)、氮、磷配施(NP)、氮、磷、钾配施(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥+氮磷钾(MNPK)配施对黄棕壤性水稻土磷脂脂肪酸含量(PLFA)、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷(SMBC、SMBN、SMBP)、及与氮磷转化有关的水解酶活性的影响。【结果】长期施用有机肥显著提高了土壤总PLFA含量、真菌/细菌比值、真菌PLFA相对含量、SMBC、SMBN、SMBP含量,及土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶活性,促进AM菌根的生长;而长期单施氮肥处理抑制了磷酸酶活性及大多数菌群生长。通过对PLFA进行主成分分析,配施有机肥的处理与单施化肥及CK处理微生物群落结构显著不同;PLFA载荷值分析表明,真菌特征脂肪酸及不饱和脂肪酸易受有机肥施用的影响,而放线菌特征脂肪酸更易受施用化肥的影响。【结论】化肥与有机肥长期配施提高了PLFA总含量、真菌PLFA含量、真菌PLFA/细菌PLFA比值,显著改善了土壤生物肥力状况,有利于土壤健康。     

新疆农田不同施肥区土壤昆虫群落丰富性与多样性

 【目的】在新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测基地，对10种施肥处理，即（1）撂荒（不施肥、不耕作、不种植，Aband.）、（2）对照（种植、不施肥，CK）、（3）施氮肥（N）、（4）施氮磷肥（NP）、（5）施氮钾肥（NK）、（6）施磷钾肥（PK）、（7）施氮磷钾化肥（NPK）、（8）施氮磷钾化肥+有机肥（有机氮和化肥氮的比例为7﹕3）（MNPK）、（9）化肥用量增加50%配施有机肥（1.5 MNPK）、（10）化肥配施秸秆(SNPK)与新疆灰漠土区农田土壤昆虫群落之间的关系进行研究。【方法】采用改良干漏斗（Modified Tullgren）分离土壤（0～20 cm）中的土壤昆虫，同时利用陷阱法收集活动在地表的各类土壤昆虫。【结果】两种方法共获得土壤昆虫4 915只（未知标本128只），隶属9目33科。大型土壤昆虫个体数和类群数在Aband.处理中分布最多，中小型土壤昆虫则分别在N和PK处理中分布最多；MNPK处理土壤动物组成最丰富，N处理土壤动物分布最均匀。农田土壤昆虫类群分布受施肥影响极其显著（X0.05（9）=23.38，P＜0.005），Aband.区土壤昆虫群落与其它施肥处理土壤昆虫群落差异极显著（P＜0.01）。利用非度量多维标度分析法对土壤昆虫群落分类排序，则灰漠土土壤昆虫群落划分为5组，即NPK、MNPK、1.5MNPK和CK为一组，NP和PK为一组，NK和N为一组，SNPK和Aband.各为一组，表明土壤昆虫分布与肥料性质有关。主成分中前两个主成分解释总变量的98.51%，其中第一主成分反映了单施N肥和SNPK还田对土壤昆虫群落具有促进作用；第二主成分反映了1.5MNPK对土壤昆虫群落促进作用，表明施肥处理对土壤昆虫类群影响不平衡。【结论】新疆灰漠土区，肥料的种类与性质影响着土壤昆虫类群多样性与丰富性，且其影响具有不均衡性。     

长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构和数量的影响

 【目的】通过对土壤细菌数量和多样性的研究,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物生态的影响规律,为中国稻田土壤科学施肥、维护健康土壤微生物生态系统及农业可持续发展等方面提供重要理论和实践依据。【方法】采用末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和实时定量（real-time）PCR方法,研究湖南省望城县施用化肥（NPK）和秸秆还田（NPKS）对水稻土细菌群落结构及其多样性和数量的影响。【结果】T-RFLP分析结果表明红壤性水稻土细菌的优势类群为变形菌（150 bp;相对丰度33%—37%）和放线菌（67 bp;相对丰度20%—25%）,施肥对土壤细菌群落结构及其多样性产生了显著影响。典范对应分析（CCA)表明不同处理间细菌群落结构差异显著,而土壤pH和有机碳是影响土壤细菌群落结构的主要因子。多样性指数分析（香农指数和均匀度指数）显示秸秆还田处理的土壤细菌多样性最高,施肥处理（氮磷钾配施和秸秆还田）的土壤细菌多样性均高于不施肥处理。通过实时PCR技术定量了3种施肥处理的土壤细菌数量（4.34×1010—10.94×1010 个拷贝16S rDNA每克土）,与不施肥相比,施肥后土壤细菌数量增加了50%—100%。【结论】长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构及其多样性和数量均产生了深刻的影响,长期化肥和秸秆还田,土壤质量和土壤肥力提高,土壤细菌种群多样性和数量显著增加。     

不同施肥处理对石灰性紫色土微生物数量及氨氧化细菌群落结构的影响

 【目的】通过测定不同施肥制度下的微生物数量和氨氧化细菌群落结构特点,认识长期施肥对石灰性紫色水稻土培肥和肥力演化的重要作用。【方法】利用稀释平板法以及最大或然法（MPN法）和变性梯度凝胶电泳法（DGGE）分别研究农家肥（M）,氮肥+农家肥（NM）,氮磷肥+农家肥（NPM）,氮磷钾肥+农家肥（NPKM）,无肥（CK）,氮肥（N）,氮磷肥（NP）和氮磷钾肥（NPK）等不同施肥制度对微生物数量和氨氧化细菌群落结构的影响。【结果】与对照无肥处理相比,施肥能增加微生物数量并改变氨氧化细菌的群落结构。无机肥配施农家肥的土壤微生物数量及氨氧化细菌的群落结构丰富度均比施用无机肥的处理高。主成分分析将8种施肥处理划分成两个主成分。植稻土壤,主成分1为NP、NM、NPM和NPKM,主成分2为CK、N、M和NPK;植麦土壤,主成分1为M、NM、NPM和NPKM,主成分2为CK、N、NP和NPK。主成分1的氨氧化细菌群落结构丰富度高于主成分2。水稻收获后土壤的氨氧化细菌群落结构丰富度高于小麦收获后土壤。【结论】施肥会改变石灰性紫色水稻土微生物的数量以及氨氧化细菌的种群结构,无机肥（N、NP、NPK）配施农家肥更有利于提高微生物的数量以及氨氧化细菌的种群结构进而维持土壤生物肥力状况。     

格氏栲林土壤微生物结构的多样性特征研究

采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法,探讨格氏栲林土壤微生物的多样性特征。结果表明,共检测出33种PLFA标记物,总量为211.053μg/g;天然林与林场交界处（NPF）的PLFA种类最多,为26种;格氏栲马尾松天然混交林（NF2）次之,为23种;格氏栲人工林（CK）为19种,格氏栲木荷天然混交林（NF1）的PLFA为18种,种类最少。各林型的PLFA含量大小排序为NF2（（72.71±14.76）μg/g）＞CK（（49.50±4.87）μg/g）＞NF1（（46.43±5.77）μg/g）＞NPF（（42.41±8.07）μg/g）。运用优势PLFA（含量大于1.9％）计算各林型的环境适应性指数,细菌/真菌（B/F）为4.942,革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌（G＋/G-）为1.865,土壤微生物压力指数（cy17∶0/16∶1ω7c）为0.287,表明格氏栲林对抗外界干扰能力强。主成分分析（PCA）解释了PLFA变异的87.43％。可见,格氏栲林土壤微生物群落结构有较强的区域分异特征。     

施用鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响

为探究施用不同剂量的鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响，设置0（CK）、7.5 t·hm^-2（T0.5）、15 t·hm^-2（T1）、30 t·hm^-2（T2）和60 t·hm^-2（T4） 5个鸡粪有机肥施用水平，种植3茬油菜后采集土壤样品，分析其基础化学性质和微生物磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid，PLFA）组成特征，并探究微生物与土壤化学性质之间的关联。结果表明：施用鸡粪有机肥后，土壤肥力整体趋于升高，其中T4处理土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮和有效磷含量分别较CK增加了34.1%、48.2%、47.9%、35.5%、3.9%和14.7%；土壤总PLFA、各类群微生物PLFA含量和真菌PLFA/细菌PLFA在中、高量有机肥处理下显著高于不施肥处理，T4处理总PLFA、细菌总PLFA和真菌总PLFA含量分别较CK增加了53.4%、52.1%和108.3%；T2处理的Shannon、Simpson、Pielou指数最高。微生物群落结构在施用极低和低剂量鸡粪有机肥（≤15 t·hm^-2）时较为相似，且显著区别于中量和高量施肥处理（≥30 t·hm^-2）；冗余分析结果表明，土壤基础化学特性解释了群落结构多样性发生变化的87.2%，起主要作用的环境因子包括硝态氮、总磷和pH，其中微生物PLFA与有效磷、铵态氮、硝态氮、全氮、全磷含量呈正相关，与土壤CEC和pH呈负相关。研究表明：施用鸡粪有机肥可以提高土壤肥力，增加土壤微生物群落多样性，但土壤微生物群落结构及多样性对不同的施肥剂量的响应结果不同，施用量为30 t·hm^-2和60 t·hm^-2时明显提高了土壤肥力、微生物总量及各菌群生物量，效果优于其他处理。因此，在短期内可通过适当增加有机肥的施用量来提高土壤肥力和生物学质量。     

不同施肥模式对设施菜地细菌群落结构及丰度的影响

【目的】研究设施菜地不同施肥处理下细菌群落结构和丰度的变化。【方法】利用16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析（T-RFLP）技术与实时荧光定量（Real-time）PCR 相结合的方法,研究了不施肥（CK）、1/2量氮磷钾化肥+1/2量有机肥（1/2 MNPK）、氮磷钾化肥+有机肥（MNPK）、有机肥（M）、氮磷钾化肥（NPK）5种不同施肥处理对土壤中细菌群落结构和丰度的影响。【结果】147个阳性质粒测序结果显示设施菜地土壤中细菌主要包括厚壁菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、蓝藻门、硝化螺旋菌门及浮霉菌门10个门。其中变形细菌（26.53%）、拟杆菌（14.97%）和放线细菌（10.88%）是优势菌,共52.38%。Shannon-Wiener、Simpson’s diversity、Margalef指数均是在1/2 MNPK 处理下0—20 cm表层土壤中达到最高,分别为3.14、0.945、4.31,Evenness指数则以NPK处理0—20 cm土层最高,为0.941。不同施肥处理细菌的主要类群种类及丰度明显不同。RDA分析显示pH（P=0.002）和有机质含量（P=0.006）是造成群落结构差异的主要原因。定量PCR结果显示1/2 MNPK 处理下0—20 cm和20—40 cm土层中细菌的16S rRNA基因丰度最高达5.26×109和4.96×109拷贝数/g,比CK处理增加90.8%和197.5%。【结论】施用有机肥处理的土壤中细菌的优势种群明显不同于单施化肥和不施肥,适量化肥和有机肥配合施用（1/2 MNPK）可以显著增加土壤中细菌的丰度。     

生物炭及炭基肥对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P0.01),含水量和全钾有显著影响(P0.05)。【结论】生物炭和炭基肥长期施用明显改善了土壤理化性质;相较猪厩肥,施用生物炭不利于真菌和革兰氏阴性细菌的积累,而且施用生物炭和炭基肥对土壤微生物群落的影响不同,施用生物炭有利于细菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/细菌比和土壤微生物群落结构多样性的提高;土壤pH、全氮、有机质、含水量和全钾依次是影响土壤微生物群落的重要因子。     

长期施肥管理对红壤稻田土壤微生物量碳和微生物多样性的影响

【目的】土壤微生物在地球化学循环及维持土壤肥力和作物产量方面发挥了重要作用,为了研究长期不同施肥制度对土壤肥力状况的影响,明确施肥制度与土壤微生物的关系。【方法】采用土壤熏蒸和磷脂脂肪酸分析方法,研究了湖南宁乡不施肥处理、施用化肥、常规施肥、秸秆还田、30%有机肥+化肥和60%有机肥+化肥6个长期肥料定位试验的土壤微生物量碳及磷脂脂肪酸。【结果】与不施肥对照相比,施用化肥、秸秆还田及有机肥与化肥配合施用可以显著的提高土壤微生物量碳及总磷脂脂肪酸的量。长期施用化肥后,群落中含有iC15:0的微生物明显增多,长期施用有机肥和秸秆还田后,群落中含iC15:0微生物明显减少,而含aC15:0微生物则显著增加。通过对21种测得磷脂脂肪酸进行主成分分析,结果表明,前两个主成分可以解释总变异的87.6%。除C12:0和C15:0外,大部分的非饱和脂肪酸和环式脂肪酸的变异可以在第一主成分中反映出来。从肥料处理的主成分分析结果看,第一主成分及第二主成分可以解释肥料处理变异的89.8%,相比较而言,化肥处理和常规施肥处理相互间的差别较小,60%有机肥处理与秸秆还田处理几乎重合。【结论】不同施肥处理对土壤微生物量碳和微生物多样性有重要影响,肥料处理差异可以在微生物结构与多样性变化上得以体现。     

长期不同施肥方式对稻麦轮作田杂草群落的影响

【目的】明确在稻麦轮作条件下,肥料管理对太湖地区稻麦轮作田杂草群落的影响特征和方式。【方法】在水稻收获后,对长期不同肥料处理小区,具体包括不施肥（CK）,仅施氮肥（N）,施氮钾肥（NK）,施磷钾肥（PK）,施氮磷肥（NP）和均衡施肥（NPK）,进行杂草群落调查。分析杂草密度、多样性指数Shannon-H’,均匀度指数Pielou-EJ和丰富度指数Margalef-DMG,并进行主成分和回归分析。【结果】杂草总密度的排列次序为NP＞CK＞N＞NK＞NPK,稻槎菜,牛繁缕,菵草和大巢菜是主要农田杂草。氮磷养分亏缺提高了杂草多样性,Shannon-H’指数排序为CK＞NK＞PK＞N＞NP＞NPK。主成分1、2的特征值分别为0.498和0.235,稻槎菜,野老鹳草,异型莎草和菵草与主成分1夹角较小,能更多地解释主成分1。对提取的主成分1、2值与土壤有效态氮磷钾回归分析,其中有效氮、磷与主成分1值回归决定系数分别为0.85、0.86（P＜0.05）,主成分2值与土壤养分因子无显著相关性。【结论】太湖地区稻麦轮作条件下,土壤养分的盈亏决定了田面杂草密度和优势种群,氮磷亏缺导致杂草群落多样性高于氮磷钾均衡施肥,且土壤氮含量对杂草群落的影响最显著。     

长期不同施肥对旱地小麦土壤氮素供应及吸收的影响

【目的】评价长期不同施肥处理土壤中氮素固持、供应和损失情况。【方法】以连续19年不施肥（NF）、施用化学氮、磷、钾肥（NPK）和有机肥与化学氮、磷、钾配施（MNPK）田间定位试验处理为对象,设置施氮和未施氮微区,研究了小麦生长期间土壤矿质态氮、土壤微生物量氮（SMBN）及小麦氮素吸收的动态变化。【结果】施用氮肥显著提高长期不施肥土壤（NF）矿质态氮含量（P＜0.05）,小麦拔节期、开花期和收获期增幅分别为239%、70%和62%,在小麦收获时施用的氮肥约50%淋溶到30 cm土层以下。氮肥施用使NPK处理土壤小麦拔节期和开花期矿质态氮含量分别显著增加46%和90%（P＜0.05）,但对MNPK处理土壤矿质态氮含量无显著影响。施用氮肥对NF处理SMBN无影响,使拔节期NPK和MNPK处理土壤SMBN含量分别显著增加1.8和3.4倍（P＜0.05）。从拔节期到开花期,施用氮肥处理NPK和MNPK土壤SMBN显著降低49%和63%（P＜0.05）。MNPK处理土壤小麦氮肥的利用率（69%）显著高于NF、NPK处理土壤（分别为5%和40%）。【结论】有机无机长期配施增强了土壤对氮肥的缓冲能力,协调了土壤中氮素固持、释放与作物吸收之间的关系,提高氮肥利用率。     

长期施肥下黑土活性氮和有机氮组分变化特征

【目的】研究长期不同施肥措施下土壤活性氮和有机氮组分特征,探讨土壤活性氮和有机氮组分之间的关系,为评价土壤肥力、制定合理施肥措施提供科学依据。【方法】利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,选取对照（CK,不施肥）、不施氮肥（PK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、有机无机肥配施（MNPK）5个处理,采用氯化钾浸提-差减法、氯仿熏蒸-K2SO4提取法和Bremner法分别测定不同处理土壤可溶性有机氮、微生物生物量氮和有机氮组分含量。【结果】长期施用化肥对土壤耕层活性氮和有机氮组分含量无显著影响。单施有机肥和有机无机肥配施处理较单施化肥处理可溶性有机氮含量分别增加34.7%和56.2%,微生物生物量氮含量分别增加89.8%和144.7%。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配施显著增加了酸解铵态氮、酸解氨基酸氮、酸解氨基糖氮和酸解未知氮的含量,增幅分别在23.3%—29.1%、19.2%—33.2%、30.6%—47.6%和20.2%—32.0%,对非酸解氮无显著影响。不同施肥措施下有机氮各形态的分布趋势为非酸解氮＞酸解氨基酸氮＞酸解铵态氮＞酸解未知氮＞酸解氨基糖氮。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配合施用处理酸解有机氮占全氮比例有所提高,增幅达6.4%和9.9%。土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮均与酸解有机氮组分之间均存在显著的正相关关系。在土壤有机氮组分中,酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮对可溶性有机氮和微生物生物量氮的影响最大。【结论】土壤氮素含量的变化与施肥措施密切相关,有机无机肥配施措施能显著增加土壤活性氮和有机氮组分含量,有利于提高土壤氮素供应能力;酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮是土壤活性氮的主要贡献因子。     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落结构的差异

【目的】研究不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落多样性变化规律,探索高度集约利用下土壤质量退化的根本原因和机理,为设施菜地土壤可持续利用提供理论参考。【方法】采集江苏省常熟市由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a、6 a和10 a等3个不同年限0-20 cm表层土壤,以周围种植水稻/小麦的农田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质、微生物量和微生物群落多样性等指标。【结果】由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a的土壤微生物活性较强,养分含量较高;种植6 a后微生物活性明显降低,速效养分含量积累。种植年限从3 a到10 a,速效氮含量升高66.1%,速效磷含量升高97.2%。种植3 a以内pH接近中性,而种植6 a以上pH降低至酸性。土壤微生物量碳和微生物商在种植3 a均最高,种植6 a和10 a后显著降低。微生物群落的碳源利用指纹（BIOLOG）分析表明,种植3 a平均吸光值（AWCD）和微生物多样性指数（Shannon、Simpson和McIntosh）均最大,对碳源的利用能力最强,种植6 a和10 a明显降低,其中AWCD和Shannon指数分别比种植3 a降低了96.1%、15.4%和89.7%、17.6%。磷脂脂肪酸（PLFA）分析表明,种植3 a PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量均最大,而种植6 a和10 a以上指标均明显降低,其中,种植10 a土壤的PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量分别比种植3 a降低27.4%、21.8%、42.7%、49.4%（P＜0.05）。【结论】随着设施菜地种植年限增加,土壤微生物量和群落结构发生了明显变化,设施菜地种植3 a土壤微生物活性和群落结构稳定性明显增强,而种植6 a以上土壤微生物活性和群落结构稳定性明显降低,土壤生物质量显著退化。     

添加不同养分培养下水稻土微生物呼吸和群落功能多样性变化

 【目的】研究不同养分培养条件下水稻土（黄泥土）微生物量碳、氮,呼吸强度及微生物功能多样性等指标,为正确认识集约化农业利用条件下,施肥特别是大量施用化肥对土壤质量以及农业可持续发展的影响提供参考依据。【方法】采用发育于河湖相沉积物的黄泥土表层土壤,通过室内培育试验,观测了不同施肥处理下微生物量碳氮、呼吸强度,分析了不同施肥处理对水稻土微生物群落功能多样性的影响。【结果】整个培养过程中,微生物碳含量情况为：化肥配施2%秸秆或2%猪粪＞对照及化肥配施0.5%秸秆或0.5%猪粪＞单施化肥处理;土壤微生物量氮：化肥配施2% 秸秆＞对照、化肥配施2% 猪粪或0.5% 秸秆＞单施化肥处理;不同施肥处理的土壤呼吸强度和代谢熵总体上呈波动下降趋势;整个培养过程中,化肥配施2% 秸秆或者猪粪处理的土壤呼吸强度大于其它施肥处理;微生物代谢熵的关系为：化肥配施2%秸秆或者2%猪粪及单施3倍常规化肥＞化肥配施0.5% 秸秆或0.5%猪粪及单施0.5倍常规化肥＞对照及常规施肥量处理;BIOLOG分析表明,大量施肥,特别是大量施用化肥处理降低了微生物对碳源的利用能力和微生物多样性。【结论】土壤微生物生物量,土壤呼吸及微生物多样性可以灵敏地反映集约利用下土壤质量的变化,在高度集约利用农业下,大量的施肥,特别是化肥降低土壤的生物量及活性,不利于土壤肥力的保持和农业的可持续发展。     

长期施肥下黄壤性水稻土有机碳组分变化特征

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义。本研究以黄壤性水稻土为对象,旨在研究揭示长期施肥对土壤有机碳组分特征的影响并探讨合理培肥模式。【方法】以中国黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,采用土壤有机碳物理-化学联合分组方法,重点研究不同施肥条件下土壤有机碳组分含量及分配比例的变化,并通过定量分析组分碳含量与年均碳投入量的关系,探讨土壤有机碳饱和现象。试验处理包括不施肥对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、无机肥配施低量有机肥（0.5MNPK）和无机肥配施高量有机肥（MNPK）,碳投入梯度为0.87-6.02 t·hm^-2·a^-1。【结果】与不施肥（CK）相比,单施化肥（NPK）处理显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、化学保护粉粒组有机碳和生物化学保护粉粒组有机碳含量,总有机碳提升10%;有机肥处理（0.5MNPK、M、MNPK）显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、物理保护有机碳、化学保护粉粒组、黏粒组有机碳和生物化学保护粉粒组、黏粒组有机碳,增加幅度高于化肥处理,总有机碳提升24%-46%,其中以有机无机肥配施（MNPK）的提升幅度最大;与不施肥（CK）及单施化肥（NPK）处理相比,有机肥处理（0.5MNPK、M、MNPK）土壤物理保护有机碳的分配比例显著升高;模型分析发现,长期施肥条件下土壤游离态粗颗粒有机碳浓度与年均碳投入量呈显著的线性关系,而化学保护态有机碳浓度与生物化学保护态有机碳浓度以及土壤总有机碳含量,均与年均碳投入量呈显著的“饱和曲线效应”的对数函数关系。【结论】有机无机肥配施是提升黄壤性水稻土有机碳水平的最佳培肥措施,并以物理保护有机碳的提升幅度最大,强化了有机碳的物理稳定机制;黄壤性水稻土较稳定的有机碳组分（化学保护态、生物化学保护态）以及总有机碳存在饱和现象,在当前条件下出现饱和限制。