非洲菊连作对土壤理化性状与生物性状的影响

 【目的】研究非洲菊连作土壤物理化学性状、土壤微生物区系和土壤酶活性动态变化。【方法】以未种植过非洲菊的土壤作对照,测定连作非洲菊1、3、5和7年土壤的理化性质、酶和微生物活性的变化。【结果】随着连作年限的增加,土壤pH和容重下降,连作1、3、5和7年的土壤总含盐量分别比对照增加4.00%、72.80%、24.00%和88.00%。土壤有机质和速效氮含量随着连作年限的增加而上升,土壤速效磷和速效钾含量呈下降趋势。土壤脲酶和蔗糖酶活性呈先升后降的趋势,连作1年和3年土壤酶活性降低,连作5年以后又升高,土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性呈下降趋势,连作1、3、5、7年土壤蛋白酶活性分别比对照增加9.09%、50.00%、63.64%、93.18%。土壤真菌数量随着连作时间延长而增加,连作7年的土壤真菌数与对照相比增加了192.04%,细菌数量呈下降趋势,其它微生物类群的数量呈先升后降的趋势。【结论】非洲菊连作后土壤pH降低,土壤总含盐量逐渐增加,有次生盐渍化的趋势,土壤中氮、磷、钾比例失调。连作5—7年,土壤真菌数量上升,细菌和放线菌数量和土壤酶活性下降,连作障碍明显。     

棉花连作对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤理化性质的影响

以渭干河-库车河三角洲绿洲连作5、10、15、20 a和25 a的棉田土壤为研究对象,对棉田土壤的理化性质和酶活性进行分析。结果表明： 随着棉花连作年限的增长棉田土壤容重增大、孔隙度下降,粗砂和细沙含量增加,粘粒含 量下降,其变化连作15 a极为明显; 随着连作年限的增长盐分含量和pH值逐渐降低,有机质和碱解氮含量大幅度升高,速效磷比较稳定或略有减小,而钾的含量显著下降,致使氮、磷、钾比例失调,其增减变化连作15 a极为显著; 随着连作年限的增长脲酶、过氧化氢酶和转化酶的活性呈现先升后降的趋势,连作15 a都达到最高值,蛋白酶和磷酸酶活性也呈现先升后降的趋势,但其活性连作20 a达到最高值。 由研究结果可以得出研究区棉花连作年限不宜超过15 a,棉花连作年限超过15 a时,会导致土壤容重增大、孔隙度下降,土体紧实板结,结构性差,土壤养分含量失衡,酶活性降低,土壤质量下降等连作障碍,使得棉花产出和效益受到影响。     

连作棉田土壤剖面钾含量变化特征及对不同耕作方式的响应

【目的】研究新疆绿洲农田棉花长期连作下土壤钾的消耗特征,明确不同耕作方式对连作棉田土壤剖面钾含量分布的影响,为绿洲棉田土地利用、管理和棉花可持续生产提供理论依据。【方法】在南疆宜棉区分别选择初垦1年和连续植棉5年、15年、20年、30年的连作棉田以及连作30年后采用深翻(60 cm)和水稻轮作措施的棉田,研究0—100 cm土壤剖面全钾和速效钾的变化特征。【结果】连作棉田土壤剖面全钾和速效钾自上而下呈现先降后升的变化趋势,在40—50 cm土层最低;连作年限不同的棉田土壤剖面不同深度土层全钾和速效钾含量发生明显分异。随连作年限的延长,上部0—20 cm耕作层含量先升后降,中部20—70 cm持续下降,下部70—100 cm有升高趋势。对长期连作棉田进行深翻,土壤剖面0—60 cm各土层全钾含量趋于平均化,中部土层速效钾的释放增强,棉花全生育期可维持较高的水平。采取棉花与水稻轮作,土壤全钾和速效钾含量自剖面上部至底部沉积的趋势明显,淋溶损失增强,下茬棉花全生育期0—40 cm速效钾含量偏低。【结论】棉花对土壤钾的消耗较多,每年通过籽棉收获从棉田迁出的钾每公顷可达63 kg左右;棉花长期连作对砂性土壤剖面中部钾消耗严重,以40—50 cm耗竭最重;深翻可打破连作条件下钾含量在土壤剖面的分布状态,显著提高剖面中部钾含量,并能促进速效钾的释放;稻棉轮作加速了钾的淋溶损失,导致后作棉花生育期间土壤钾含量普遍偏低,因此在砂性土壤上进行稻棉轮作应加强后茬棉花钾肥的补充。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响

【目的】以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析秸秆还田条件下长期连作棉田土壤腐殖质组分含量变化特征,为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。【方法】试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行。设秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30 a棉田连作小区,无秸秆还田模式下1、5、10和15 a连作小区,共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为“新陆早46号”,按“30+60+30”宽窄行距配置,种植密度为每公顷19.8万株/hm²。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m³·hm^-2,采用膜下滴灌。共施纯氮495 kg·hm^-2,30%基施,其余随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。【结果】秸秆还田可以显著提高3个土层土壤胡敏酸含量,随着连作年限增加, 胡敏酸含量逐渐升高,20-40 cm土层土壤胡敏酸积累幅度最大,连作30 a棉田土壤胡敏酸含量比连作5、10、15、20和25 a分别增加139.90%、86.68%、93.33%、58.60%和22.86%;秸秆还田长期连作棉田0-20、20-40和40-60 cm土层土壤富里酸含量随着连作年限的增加而保持稳定不变, 分别维持在（2.79±0.19）、（2.56±0.10）和（1.77±0.15）g·kg^-1的水平上,而且0-20 cm和20-40 cm土层富里酸含量明显大于40-60 cm土层。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田各个土层胡敏素含量,胡敏素含量0-20＞20-40＞40-60 cm土层。秸秆还田不同连作年限C_HA/C_FA值均大于1,PQ值均大于0.5,且随着年限增加而增大,连作5 a最小,连作30 a最大,0-20、20-40和40-60cm土层连作30年C_HA/C_FA比连作5 a分别增加120.04%、116.39%和112.91%,PQ值连作30 a比连作5 a分别增加37.15%、36.44%和36.81%。【结论】秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤胡敏酸和胡敏素的含量,增加富里酸含量并使之处于稳定水平上,还能够显著地提高 C_HA/C_FA和PQ值,使土壤腐殖质品质朝好的方向转化。     

不同连作年限棉田土壤理化性质及微生物区系变化规律研究

于2007年以不同连作年限棉田为研究对象,研究分析连作5 a、8 a、12 a年和15 a棉田土壤容重、土壤氮、磷、钾养分及微生物区系的变化规律,以揭示长期连作造成棉田减产的主要因素。研究结果表明：在棉农自主经营管理条件下,棉田土壤容重并未随着连作年限的增加呈现有规律的变化。随着连作年限的增加土壤速效磷、全氮、全钾含量均呈下降趋势,土壤有机质以及土壤速效钾含量则是连作8 a之后随着连作年限的增加呈下降趋势。随着连作年限的增加,棉田土壤微生物总量呈明显的下降趋势,连作8 a、12 a、15 a棉田的土壤微生物总数平均值分别比连作5 a的下降了40.1%、46.7%、52.4%,而且微生物菌群结构也发生了变化,总体表现为细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加的发展态势。     

不同连作年限棉田土壤微生物和酶的特征

[目的]测定不同连作年限土壤微生物主要类群及其数量变化以及土壤酶的活性.[方法]以新疆高产棉花连作5、10、15和20年的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和酶活性.[结果]棉花不同连作年限对土壤微生物环境产生了显著的影响.土壤中三大类微生物总数随着连作年限的增长呈下降趋势,细菌数量变化有极显著差异,真菌和放线菌变化无显著差异,棉田土壤B/F呈下降的趋势.[结论]对不同连作年限棉田土壤的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶进行测定,结果脲酶、蔗糖酶的变化趋势一致,均随着连作年限的增加呈增强的趋势,磷酸酶活性随连作年限的增加先呈下降趋势,再随连作年限增加呈上升趋势.     

不同种植年限紫花苜蓿和棉花轮作对土壤理化性质的影响

【目的】研究阿克苏地区不同种植年限紫花苜蓿和苜蓿/棉花轮作,对土壤理化性质的影响。【方法】采集种植1~4 a的紫花苜蓿地、连作5 a棉花地和第5 a苜蓿轮作棉花地的0~10、10~20和20~40 cm土壤,测定土壤容重、全盐、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾。【结果】紫花苜蓿与棉花轮作能够降低pH;土壤容重随苜蓿种植年限的增加而降低,并且种植时间越长,改善效果越好;棉花连作土壤全盐含量最高,种植苜蓿和苜蓿与棉花轮作可以降低土壤全盐,苜蓿种植时间越长,土壤全盐降低越明显,苜蓿种植第四年全盐量比第一年降低50.5%,苜蓿/棉花全盐比棉花连作降低了41.7%;土壤有机质含量随苜蓿种植年限增加而增加;苜蓿/棉花轮作土壤土全氮含量最高,种植苜蓿地0~10 cm全氮含量呈增加趋势;种植苜蓿第四年的土壤碱解氮及速效磷含量最高,速效钾随苜蓿种植年限的增加而逐渐增加。【结论】阿克苏地区种植紫花苜蓿可显著降低土壤容重,增加土壤有机质和氮素含量,苜蓿、苜蓿/棉花轮作能够降低土壤盐分。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤微生物量碳氮磷的影响

通过棉花长期连作定点微区试验, 研究了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤微生物量碳、氮、磷(SMBC、SMBN、SMBP)含量的变化规律, 为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高不同土层SMBC、SMBN、SMBP含量, 且随着连作年限增加, SMBC、SMBN、SMBP含量逐渐升高;秸秆不还田条件下, 随着连作年限增加SMBC、SMBN、SMBP含量下降, 0~20 cm土层秸秆还田条件下连作5、10、15年SMBC比无秸秆还田条件下分别增加 20.8%、67.2%、70.4%, SMBN比无秸秆还田条件下分别增加22.2%、81.2%、85.4%, SMBP比无秸秆还田条件下分别增加22.3%、81.2%、85.3%;秸秆还田条件下, 0~20 cm土层连作30年棉田SMBC比连作5、10、15、20年和25年分别增加了116.6%、86.2%、101.6%、28.9%和7.99%;0~20 cm土层连作30年的SMBN含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了114.1%、82.1%、99.65%、27.8%和7.15%;0~20 cm土层连作30年的SMBP含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了65.7%、6.9%、34.2%、1.4%和2.22%。不同土层间微生物量差异表现为0~20 cm> 20~40 cm> 40~60 cm。秸秆还田可以显著提高连作棉田微生物量碳、氮、磷的含量, 且可以缓解棉花连作的不利影响, 有利于提高土壤质量和土壤肥力。     

长期连作下石灰性紫色土植烟土壤养分与酶活性变化

【目的】土壤养分失衡问题随着植烟年限的增加越发严重,系统研究石灰性紫色土烤烟连作对土壤养分与酶活性的影响,为土壤肥力提升和连作障碍防治提供数据支撑。【方法】于 2021 年 4 月在广元市昭华区选择不同连作年限（0、8、10、27、33 年）的石灰性紫色土典型样地为研究对象,分析长期连作对土壤养分、酶活性和烤烟生长发育的影响。【结果】烤烟长期连作导致植烟土壤有机质含量、pH 以及碱解氮含量分别减少 18.34%、17.43% 和 23.15%,而土壤速效磷、速效钾含量分别增加 124% 和 54.55% ,土壤脲酶活性降低58.51%~91.28%,蔗糖酶活性降低 29.14%~48.66%。相关性分析显示土壤蔗糖酶活性与土壤速效磷呈极显著负相关,土壤 β- 葡萄糖苷酶与土壤速效钾含量呈极显著正相关、而与土壤速效磷呈显著负相关,土壤脲酶活性与土壤 pH 呈极显著正相关。【结论】石灰性紫色土烤烟长期连作对土壤养分和酶活性产生抑制作用,应注意氮磷钾肥的平衡配施,可适当增施有机肥来调控土壤微环境,以促进养分的转化与吸收。     

烤烟连作对植烟土壤碳库及烤后烟叶品质的影响

【目的】研究烤烟连作对植烟土壤碳库及烤后烟叶品质的影响,为构建以烟为主的耕作制度提供参考。【方法】以"云烟87"为研究对象,在重庆市彭水县开展田间定位试验,设轮作(CK)、连作5年(T1)、连作10年(T2)3个处理,研究不同处理对植烟土壤碳库指标及烤后烟叶常规化学成分、中性致香物质含量和经济性状的影响。【结果】连作降低了植烟土壤总有机碳含量,连作5年、连作10年土壤总有机碳含量分别比轮作降低8.80%和28.17%;连作使土壤易氧化活性有机碳含量、水溶性有机碳含量、有机碳矿化速率、微生物生物量碳含量、碳库指数和土壤碳库管理指数降低,且随着连作年限的增加均呈下降趋势。连作降低了烤烟总糖和还原糖含量及烤烟中下部烟叶钾含量和钾氯比,增加了烤烟中下部烟叶的烟碱和氯含量。轮作处理烤烟化学成分及其协调性优于连作;连作降低了烟叶中性致香成分含量,随着连作年限的增加,苯丙氨酸类、棕色化反应产物的含量呈现下降趋势,而类胡萝卜素类、新植二烯的含量呈现先下降后升高趋势;中性致香成分总量表现为轮作连作10年连作5年。【结论】短期连作(连作5年)对土壤碳库影响不大,长期连作(连作10年)降低了土壤碳库,使土壤性质趋劣;轮作处理烤烟化学成分及其协调性优于连作,轮作烟叶中性致香成分含量大多数高于连作烟叶,轮作处理烤烟经济性状优于连作。     

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

覆膜滴灌条件下土地开垦年限对土壤盐分、养分和硝态氮分布特征的影响

【目的】研究覆膜滴灌条件下盐渍土植棉的可持续性。【方法】以时空转换的方法,选择不同开垦年限地块:0(盐碱荒地)、2、4、5、6和15年,分析土壤剖面盐分、pH和硝态氮、铵态氮含量以及耕层土壤养分的变化。【结果】土壤盐分随开垦年限的增加总体上呈下降趋势,土地开垦利用前4年为土壤盐分快速下降阶段,1 m剖面土壤盐分含量平均下降幅度达75.8%,5~15年为土壤盐分的稳定阶段,0~40 cm土壤平均盐分含量为0.72 ms/cm,而土壤pH较高,维持在9.0左右;土地开垦有利于提升土壤肥力,土地开垦6年后,有机质、无机氮和速效磷含量大幅增加;膜下滴灌下土地开垦后1 m剖面硝态氮含量大幅上升,开垦4年后硝态氮已迁移到80~100 cm。【结论】覆膜滴灌下开垦盐碱荒地可有效降低土壤盐分,提高土壤肥力。土地开垦4年后,土壤盐分已不是棉花生长的限制因素,而可能是土壤较高的pH,且硝态氮有向1 m以下土层淋洗的风险。     

施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性与土壤理化性质及黄萎病的相关性

【目的】研究施用棉秆炭,连作棉花根际土壤真菌群落多样性与土壤理化性质及黄萎病病害的关系,为棉秆的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用常规分析和454高通量测序技术,研究棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t/hm²,NPKB1)和增量棉秆炭(45.00 t/hm²,NPKB2)条件下,新疆棉花根际土壤真菌群落多样性、理化性质和黄萎病病害发生的相关性。【结果】施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性和理化性质有显著相关性。经过2年的2%棉秆炭的施用显著降低了真菌多样性。真菌NPKS和NPKB2处理OTU丰度分别显著降低了15.63%和46.25%(P<0.05),Shannon多样性指数分别显著降低了11.81%和65.40%。不同用量棉秆炭对子囊菌门和接合菌门真菌数量的影响较大,但菌根真菌数量降低。NPKB2处理土壤中Gibberella、Fusarium和Verticillium等病原真菌数量较NPK处理显著降低。施用棉秆炭显著增加了棉花根际土壤中有机质、速效钾和速效氮的含量,而速效磷的含量则降低;对pH的影响不显著,但显著提高了土壤的电导率。RDA分析中,土壤有机质和速效氮是影响棉花根际土壤真菌群落结构的重要环境因素。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。Verticillium数量与黄萎病发病率和病情指数呈极显著正相关。施用棉秆炭降低了棉花黄萎病病原菌数量,与NPK处理相比,增量棉秆炭Verticillium数量显著降低了63.83%。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。【结论】施用棉秆炭降低了连作棉花根际土壤真菌多样性,减少了黄萎病病原菌数量,增加了连作棉花根际土壤养分含量。虽然没有显著降低棉花黄萎病发病率,但有缓解病害发病程度的趋势。     

连作对大蒜土壤养分、微生物结构和酶活的影响

为探讨引起大蒜连作障碍形成的原因,研究了连作0年(对照)、5年和10年的大蒜土壤理化性质、土壤微生物数量和酶活变化趋势。结果表明,随着连作年限的增加,大蒜产量降低,与对照相比,连作5年和10年的大蒜产量分别下降了31.1%和40.8%。大蒜连作使土壤p H升高,土壤速效钾、铵态氮,硝态氮及有机质的含量降低;土壤中细菌、放线菌数量降低,而真菌数量升高;土壤中过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性显著降低,说明长期连作影响土壤中物质和养分的转化。综上所述,长期连作使大蒜产量降低,p H升高,酶活降低,土壤中微生物结构发生改变。建议施用有机肥来改善土壤性质,改良土壤中微生物的酶活性和菌群结构。     

阿克苏河灌区棉花耐盐指标的确定

 【目的】通过建立阿克苏河灌区棉花产量与其相应的土壤含盐量的响应关系,即棉花盐分生产函数模型：分段式线性函数模型和非线性-S型函数模型,确定该地区棉花的耐盐指标。【方法】根据3年4地大田定位观测的棉花产量和土壤盐分数据,通过线性回归分析法和非线性最小二乘法分别得出0—20 cm和0—40 cm土层的2种模型,对比分析函数模型的适用性,依据适用性更强的土层模型计算棉花的耐盐指标。【结果】分别拟合出0—20 cm和0—40 cm土层的分段线性函数模型和非线性-S型函数模型,其中非线性-S型盐分生产函数模型拟合精度较高。【结论】阿克苏河灌区（0—20 cm土层）棉花的耐盐临界值、耐盐极限值、减产速率最大时的土壤盐分含量、减产50%时的土壤盐分含量分别为0.302%、1.119%、0.558%、0.581%。     

连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。