不同农业措施对草莓连作土壤微生物群落特征的影响

[目的]探讨不同农业措施对草莓连作土壤微生物区系、活性、功能多样性及酶活性的影响。[方法]通过田间小区试验,利用土壤酶学方法、微生物培养方法和Biolog微生物自动分析系统,分析了土壤微生物群落特征。[结果]与不施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮均显著提高草莓连作土壤细菌所占比例、细菌/真菌、土壤微生物总数、AWCD、土壤脱氢酶活性、Shannon指数、Simpson指数和Mcintosh指数;莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒还能提高土壤脲酶活性。与习惯施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒可显著提高草莓连作土壤AWCD、Mcintosh指数,莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒分别显著提高土壤脲酶和脱氢酶的活性。主成分分析表明,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮条件下草莓连作土壤微生物群落碳源利用特征与习惯施肥及不施肥显著不同。[结论]莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒是控制草莓连作土壤生物退化的有效农业措施。     

茄子连作与轮作土壤养分、酶活性及微生物群落结构差异分析

研究茄子连作与轮作土壤养分、酶活性及微生物群落结构的变化,为阐明连作障碍和轮作减轻病害的机制提供理论依据。结果表明:与轮作相比,连作(茄子-茄子-茄子-茄子)土壤有效磷、钙、镁含量显著降低;多酚氧化酶、脲酶、碱性蛋白酶活性降低;细菌分类单元数量减少,真菌增多,两者的多样性指数降低,优势度指数升高。不同作物轮作方式间也存在差异,水旱轮作(茄子-水稻-水稻-茄子)与旱地轮作[茄子-四季豆(上半年)+长瓜(下半年)-四季豆(上半年)+长瓜(下半年)-茄子]相比,水旱轮作土壤酸碱度、总磷、有效磷、交换性钙、镁、锰含量显著增加,而盐度和有效硼含量显著降低;过氧化物酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶活性显著降低,而过氧化氢酶、脲酶、碱性蛋白酶活性显著升高;细菌分类单元数量增加,真菌减少,多样性指数升高,优势度指数降低。综上表明,轮作较连作更有利于保持或提高土壤肥力和土地生产力,尤其以水旱轮作较佳,是山地茄子栽培中值得推广的一种种植方式。     

高粱连作对土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog技术,以玉米—高粱轮作为对照,分别在播种施肥前、拔节期、穗花期及成熟期采集土壤样品,研究连作4 a高粱对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,4个时期连作土壤微生物碳源整体代谢量(AWCD值)都高于玉米—高粱轮作,高粱连作显著提高了土壤微生物多样性。微生物培养96 h时,轮作与连作间Shannon多样性指数和碳源利用丰富度指数均达显著差异(P0.05),连作在播种前、拔节期、穗花期、成熟期4个时期的AWCD值分别是轮作的1.82倍、1.27倍、1.23倍和1.85倍,显著高于轮作,并在96 h以后连作与轮作的AWCD值之间差异均显著。对分类碳源利用数据分析及碳源利用主成分分析显示,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异,引起分异的主要碳源是羧酸类和氨基酸类碳源,在播种施肥前连作对羧酸类的利用能力显著高于轮作(P0.05),是轮作的3.15倍;在拔节期与穗花期连作土壤微生物对氨基酸类代谢显著高于轮作(P0.05),其中尤其以甘氨酰-L-谷氨酸最为显著(P0.01);成熟期连作对除糖类外的5类碳源利用代谢能力都显著高于轮作,其对氨基酸类、羧酸类的利用能力分别是轮作的2.38倍和5.3倍。综合分析表明,高粱连作4 a土壤中的微生物群落活性较轮作旺盛,尤其对氨基酸类、羧酸类碳源的代谢活性变强,土壤中微生物的功能多样性升高。     

不同连作年限高粱生长及根际土壤微生物群落功能多样性差异

为了明确不同连作年限对高粱生长及根际土壤微生物群落代谢结构的影响,采用BIOLOG-ECO微平板方法,研究轮作(CK)、连作5 a(C5)、连作10 a(C10)的高粱生长情况、高粱根际土壤微生物群落代谢结构的变化,以期为高粱连作障碍调控提供理论依据。结果表明,连作显著抑制高粱生长,与CK相比,C5和C10的株高分别显著降低了10.18%、21.28%,且C10对高粱的抑制作用大于C5;C5降低了高粱根际土壤微生物AWCD值,而C10的AWCD值显著增加,在培养96 h时,C10的AWCD值分别是C5和CK的2.05倍和1.47倍;与CK相比,C10高粱根际土壤微生物群落对碳源代谢的多样性及均匀性显著增加,但C5对Shannon多样性指数的影响并不显著;C10和C5均显著增加了高粱根际微生物对羧酸类的代谢活性,分别是CK的2.62倍和2.48倍。因此,高粱不同连作年限根际土壤微生物代谢功能发生变化,随着连作年限的增加高粱根际土壤微生物代谢活性呈现先降低后升高的趋势,这与高粱根系分泌物及根际土壤微生物群落结构的变化有关。     

不同施肥处理对连作蔗田土壤微生物量、土壤酶活性及土壤养分的影响（英文）

[目的]阐明连作蔗田土壤的培肥效应,为建立合理的甘蔗施肥制度及提高连作蔗田土壤质量提供参考。[方法]以连作甘蔗11年的赤红壤为研究对象,按不同施肥措施设单施化肥、单施有机肥、有机肥和化肥配施等8个处理,测定不同施肥处理对土壤微生物量、土壤酶活性及土壤相关肥力因子的影响。[结果]不同施肥处理的土壤微生物量氮、碳、磷及土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均比对照增加。其中微生物量氮增加5.56%~67.13%、微生物量碳增加4.01%~20.40%、微生物量磷增加6.39%~67.02%;酸性磷酸酶活性提高12.96%~35.19%、过氧化氢酶活性提高18.24%~78.93%、蔗糖酶活性提高3.00%~42.00%、脲酶活性提高1.21%~23.43%;而不同施肥处理的土壤养分增加不显著(P0.05);土壤微生物量氮、碳、磷、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶活性与速效磷、速效钾、全氮之间的相关性均达显著(P0.05)或极显著水平(P0.01)。[结论]以土壤微生物量和酶活性作为连作蔗田土壤培肥的评价指标更加全面和灵敏。     

微生物菌肥对不同连作土壤及烟株生长的影响

为研究施加微生物菌肥对不同连作年限植烟土壤的影响，选择连作2年和连作4年的植烟土壤，以常规施肥为对照，分析微生物菌肥对不同连作年限土壤理化性质、土壤酶活、土壤细菌群落结构及烟草农艺性状的作用。结果表明，不同连作年限植烟土壤中施加微生物菌肥，与常规施肥相比，菌肥显著提高了土壤的pH值及有机质、碱解氮和速效磷含量；显著提升了土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性；显著提升了土壤细菌群落丰富度与多样性；显著改善了烟草根长、茎长、叶长等农艺性状，且均为高剂量组的提升效果显著优于低剂量组。综上，不同连作年限植烟土壤在土壤酶活性、土壤细菌群落结构及烟草农艺性状方面存在显著差异，施加微生物菌肥能够显著提升土壤理化性质、土壤酶活性、土壤细菌群落结构及烟草农艺性状；高剂量菌肥组提升效应优于低剂量组；菌肥对连作4年植烟土壤的改善效果整体优于对连作2年植烟土壤的改善效果。     

水旱轮作对草莓生物学和植物学特性的影响

[目的]研究"红颊草莓—空心菜"水旱轮作新模式对草莓生产过程中生物学和植物学特性的影响,为新模式的推广应用提供科学的理论依据。[方法]对连续3年种植草莓地块进行"红颊草莓—空心菜"水旱轮作,研究其栽培模式对红颊草莓物候期、株高、成活率和产量的影响。[结果]种植空心菜的地块种植草莓,其植株成活率和早期产量分别可达到97.3%和6 219.75 kg/hm2,显著高于休闲地块,对物候期的影响差异不大。[结论]连续种植3年的地块初步表现出连作障碍现象,草莓植株死亡率提高,早期产量显著下降;水旱轮作可以显著提高草莓植株的成活率和草莓早期产量,可以克服土壤连作障碍对生产带来的影响。     

不同肥料对连作烟草根际土壤微生物及酶活性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,通过施用不同肥料,研究了不同肥料对连作烟草产量、根际土壤微生物量、土壤酶活性的影响。结果表明:不同施肥处理对连作烟草产量及土壤微生物及酶活性的影响存在一定差异,施用农家肥有利于提高连作烟草产量。土壤微生物量分析结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤微生物量碳、氮及微生物呼吸强度依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。与土壤营养循环相关酶活性的分析结果表明,不同施肥处理后烟草根际土壤中性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性以有机肥处理后活性最大,而酸性磷酸酶则以农家肥处理后活性最高。与土壤生物抗逆性相关的多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分析的结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤抗性相关酶活性大小依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。     

不同肥料对连作烟草根际土壤微生物及酶活性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,通过施用不同肥料, 研究了不同肥料对连作烟草产量、根际土壤微生物量、土壤酶活性的影响。结果表明：不同施肥处理对连作烟草产量及土壤微生物及酶活性的影响存在一定差异,施用农家肥有利于提高连作烟草产量。土壤微生物量分析结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤微生物量碳、氮及微生物呼吸强度依次为：农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。与土壤营养循环相关酶活性的分析结果表明,不同施肥处理后烟草根际土壤中性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性以有机肥处理后活性最大,而酸性磷酸酶则以农家肥处理后活性最高。与土壤生物抗逆性相关的多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分析的结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤抗性相关酶活性大小依次为：农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。     

不同施肥处理对连作蔗田土壤微生物量、土壤酶活性及土壤养分的影响

[目的]阐明连作蔗田土壤的培肥效应,为建立合理的甘蔗施肥制度及提高连作蔗田土壤质量提供参考.[方法]以连作甘蔗11年的赤红壤为研究对象,按不同施肥措施设单施化肥、单施有机肥、有机肥和化肥配施等8个处理,测定不同施肥处理对土壤微生物量、土壤酶活性及土壤相关肥力因子的影响.[结果]不同施肥处理的土壤微生物量氮、碳、磷及土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均比对照增加.其中微生物量氮增加5.56％～67.13％、微生物量碳增加4.01％～20.40％、微生物量磷增加6.39％～67.02％;酸性磷酸酶活性提高12.96％～35.19％、过氧化氢酶活性提高18.24％～78.93％、蔗糖酶活性提高3.00％～42.00％、脲酶活性提高1.21％～23.43％;而不同施肥处理的土壤养分增加不显著(P＞0.05);土壤微生物量氮、碳、磷、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶活性与速效磷、速效钾、全氮之间的相关性均达显著(P＜0.05)或极显著水平(P＜0.01).[结论]以土壤微生物量和酶活性作为连作蔗田土壤培肥的评价指标更加全面和灵敏.     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

施入城市污泥对不同类型土壤脲酶活性的影响

[目的]研究施入长江三角洲地区城市污泥对不同类型土壤中脲酶活性的影响,为城市污泥的安全农业利用和环境保护提供重要科学依据。[方法]通过室内培养试验,以长江三角洲地区的4种不同类型土壤和2种城市污泥为研究对象,研究了不同培养时间后2种城市污泥施入对不同类型土壤中脲酶活性的影响。[结果]在整个培养期内,与对照土壤相比,不同类型的施污泥土壤中脲酶活性的变化趋势和变化量均不同。总体来讲,与培养初期（15d）相比,培养后期（105d）绝大部分处理土壤中脲酶活性均有不同程度的提高。土壤脲酶活性的变化与土壤性质、污泥性质等有关。土壤和污泥的pH值、氮、磷、有机质等含量及污泥的有机、无机污染物的含量等可不同程度地影响土壤脲酶活性的变化。[结论]在整个培养期内,与对照土壤相比,城市污泥处理的绝大部分土壤中脲酶活性均有不同程度的提高。     

施用改良剂对植烟土壤养分含量和酶活性的影响

采用大田试验，分别于烟苗移栽后25、50、75 d测定土壤主要养分含量，研究施用氰氨化钙、生物炭和微生物肥+饼肥3种土壤改良剂对植烟土壤养分和酶活性的影响。结果表明：施用生物炭和微生物肥+饼肥的土壤速效钾较对照分别提高31.80%和12.52%，施用氰氨化钙的土壤速效磷和碱解氮含量分别降低7.30%和2.01%；烟苗移栽后75 d，施用改良剂土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性较对照分别提高11.79%~15.38%、19.10%~25.14%，施用氰氨化钙的最高，生物炭的最低；施用改良剂土壤的中性磷酸酶较对照提高6.96%~14.96%，施用微生物肥+饼肥的最高，施用氰氨化钙的最低。从综合效果来看，施用生物炭改良剂效果最好。     

不同调理剂组合对浙江红壤土壤肥力、微生物群落多样性和水稻产量的影响

浙江省中低产稻田土壤大多属于红壤,普遍存在土壤酸化、缺肥严重的问题。为提升红壤肥力进而获得水稻高产,以浙江省兰溪市红壤为对象,采用石灰石粉、腐殖酸和秸秆3种调理剂为材料,开展包含CK（不施肥且不施调理剂）、N（常规施肥）、NS（常规施肥+石灰石粉）、NSJ（常规施肥+石灰石粉+秸秆还田）、NSF（常规施肥+石灰石粉+腐殖酸）5个处理的水稻田间试验。结果表明,石灰石粉的施用能迅速提升土壤pH值,NS、NSJ和NSF处理的土壤pH值相较于CK显著（P<0.05）提高了1.17~1.60个单位。与CK和N处理相比,腐殖酸的施用显著（P<0.05）提高了土壤有机质量含量;秸秆还田或腐殖酸的施用均显著（P<0.05）提高了土壤速效钾含量。调理剂的施用提高了土壤微生物群落利用碳源的能力,还增加了土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFA）含量,其中,以NSF处理的AWCD值和PLFA含量相较于CK提升最多。高通量测序结果表明,调理剂的施用显著改变了土壤微生物群落结构,增强了群落丰富度和群落多样性。石灰石粉、秸秆还田和腐殖酸均能显著（P<0.05）提高水稻产量,其中,以NSF处理的产量最高,较CK处理在水稻籽粒产量上提高了11.02%。综合来看,在试验条件下,NSF处理是改良红壤、提高水稻产量的最佳组合。。     

不同覆盖作物模式对茶园土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨覆盖作物对土壤微生物群落功能多样性的影响，选择湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为研究对象，以自然留养杂草为对照（CK），设置黑麦草+白三叶2种作物混播（EZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶4种作物混播（SZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草8种作物混播（BZ）三种覆盖作物模式，研究了不同覆盖作物模式对茶园0~15、15~30 cm两个土层土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明：SZ处理0~15 cm土层的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理，15~30 cm土层土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理，而蔗糖酶活性低于其他覆盖作物处理。与CK处理相比，覆盖作物增加了0~15 cm土层土壤微生物群落碳源平均颜色变化率（AWCD），且覆盖作物可改善0~15 cm土层土壤微生物丰富度指数、均匀度指数和优势度指数，而对15~30 cm土层影响较小。研究表明，覆盖作物可提升茶园土壤微生物群落功能多样性，且4种作物混播处理0~15 cm土层效果最优。     

施氮水平对中温带典型白浆土微生物学特性的动态影响

【目的】结合玉米生育的关键时期,通过施氮水平的调控探究白浆土微生物学特性的规律变化。【方法】以玉米试验田为研究对象,通过不同施氮水平(0、150、200和250 kg·hm~(-2))的设置,研究中温带典型白浆土微生物生物量碳、氮以及脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性对当季玉米生产过程不同施氮水平的动态响应。【结果】尿素的施入能够在玉米苗期激活释放脲酶相关的微生物,使脲酶活性增强,其作为底物,较低用量更易获得玉米拔节期较高的脲酶活性;在玉米苗期,施氮量增加有利于碱性磷酸酶活性的提升;随玉米的生长,施氮使碱性磷酸酶活性明显下降,不施氮反而会使该酶活性有所提升;尿素添加在起初阶段并不利于过氧化氢酶活性的改善,但随玉米的生长,不同施氮水平下过氧化氢酶活性均呈增加趋势;在玉米苗期,随施氮水平增加,蛋白酶活性也增加,但当施氮量增至250 kg·hm~(-2)时,蛋白酶活性有所降低;当玉米成熟后,不施氮和低量施氮更有利于蛋白酶活性的提升。尿素基施能够在玉米苗期降低微生物生物量碳(MBC)的水平,但随玉米的生长,施氮有利于MBC的保蓄和稳定;不施氮或过量施氮均有助于白浆土微生物生物量氮(MBN)的提升,而适量供氮则更利于其周转,向植物可利用的方向转化。【结论】集中过量施用尿素不利于土壤生物肥力的保蓄,综合考虑玉米产量及培肥效应,白浆土适宜的氮素用量应为200 kg·hm~(-2)。     

不同施肥模式下轮作制度引起的土壤磷素有效性变化及其影响因素

【目的】探究不同轮作体系对土壤磷素有效性的影响,评估不同轮作体系土壤磷素活化潜力,为农田磷素高效利用提供科学依据。【方法】试验于2018—2020年在江苏省如皋市农业科学研究所开展,设置水稻-小麦（R-W）、水稻-油菜（R-O）、水稻-包菜（R-C）、水稻-闲田（R-F）4个轮作模式,每种轮作模式下设置3种施肥处理,分别为不施肥处理（CK）、不施磷处理（NK）、氮磷钾肥处理（NPK）。通过分析旱季和稻季成熟期不同施肥条件下地上部作物吸磷量、土壤磷组分含量、土壤微生物量及碱性磷酸酶活性等,明确不同水旱轮作体系下土壤磷素平衡及有效性变化规律,并探究其主要影响因素。【结果】NK处理下土壤磷素的严重失衡导致不同轮作体系土壤有效磷的补充存在差异。在NK处理下,R-O轮作可以保持较高的磷素输出以及促进土壤有效磷的补充。具体表现为NK处理下旱季R-O轮作体系下土壤活性磷相对含量较其他轮作体系低5.7%—7.3%,土壤中等活性磷和稳定性磷相对含量分别较其他轮作体系高4.2%—6.4%和0.9%—1.9%。相比之下,NK处理下稻季土壤中等活性磷相对含量较其他轮作体系高0.5%—3.0%,活性磷和稳定性磷相对含量则分别较其他轮作体系低0—1.5%和0.2%—2.3%。NK处理下,R-O轮作土壤微生物量碳磷比在旱季和稻季均相对较小,且在稻季时显著低于R-W轮作。土壤微生物量氮磷比也具有类似的规律。R-O轮作土壤碱性磷酸酶在旱季和稻季均保持较高活性。路径分析模型表明,磷素携出量（-0.53）和碱性磷酸酶（-0.51）分别对旱季和稻季土壤有效磷含量的贡献最高。【结论】在土壤磷素相对亏缺时,水稻-油菜轮作可以通过在旱季释放更多的碱性磷酸酶和调节稻季的土壤微生物量碳磷比,进而促进微生物活化非活性态磷库以补充活性态磷库,以保证在不影响磷素输出的情况下维持土壤有效磷含量的相对稳定。     

西北典型荒漠样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性

运用Biolog-ECO方法分析西北荒漠带7个典型样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性的变化和土壤因子的生态作用。结果表明:由东至西,土壤微生物活性总体呈下降趋势,即乌海磴口安西民勤鄂尔多斯沙坡头阿拉善,不同样地土壤平均颜色变化率AWCD值差异明显。主成分分析(PCA)表明,各样地土壤微生物群落代谢功能特征差异显著,起主要贡献作用的是碳水化合物类和羧酸类碳源。典范对应分析(CCA)表明,土壤有机碳、氨氮、脲酶和碱性磷酸酶显著影响土壤微生物群落功能多样性,其中有机碳、脲酶和碱性磷酸酶与土壤微生物功能多样性密切相关。