不同林龄杉木人工林根际效应及养分特征

以10、25、45年生杉木纯林为研究对象,分析了不同林分根际与非根际土壤养分因子(有机碳、活性有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效磷)及其与酶活性(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶)的关系.结果表明:随着林龄的增加,根际与非根际土壤养分质量分数、酶活性均呈现增加趋势,而pH值呈现下降趋势;土壤有机碳和活性有机碳的根际效应随林龄增加呈现先增加后减少的趋势,二者均与蔗糖酶活性显著相关,根际土壤惰性有机碳比例大于非根际;全氮和速效氮的根际效应25 a最大,与脲酶活性变化规律一致,造成45年生杉木根际对土壤氮的富集效应减弱;全磷和速效磷的根际效应随林龄增加而增加,但全磷的根际效应远大于速效磷,酸性磷酸酶活性与速效磷根际效应显著相关.因此,在杉木人工林经营管理中应考虑外源磷的添加,提高土壤微生物酶活性,缓解杉木人工林生态系统的磷限制.     

不同林龄杉木人工林根际效应及养分特征

以10、25、45年生杉木纯林为研究对象,分析了不同林分根际与非根际土壤养分因子(有机碳、活性有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效磷)及其与酶活性(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶)的关系.结果表明:随着林龄的增加,根际与非根际土壤养分质量分数、酶活性均呈现增加趋势,而pH值呈现下降趋势;土壤有机碳和活性有机碳的根际效应随林龄增加呈现先增加后减少的趋势,二者均与蔗糖酶活性显著相关,根际土壤惰性有机碳比例大于非根际;全氮和速效氮的根际效应25 a最大,与脲酶活性变化规律一致,造成45年生杉木根际对土壤氮的富集效应减弱;全磷和速效磷的根际效应随林龄增加而增加,但全磷的根际效应远大于速效磷,酸性磷酸酶活性与速效磷根际效应显著相关.因此,在杉木人工林经营管理中应考虑外源磷的添加,提高土壤微生物酶活性,缓解杉木人工林生态系统的磷限制.     

中药材根际和非根际土壤酶和微生物特征

以恩施州4种中草药黄连、黄柏、丹皮和木通的根际与非根际土壤为对象,对其根际与非根际土壤pH、土壤养分、土壤微生物和土壤酶活性(转化酶、脱氢酶、脲酶、FDA水解酶)进行对比分析。结果表明:4种药材短期种植中土壤有机质、速效钾、碱解氮均呈现出明显的根际聚集效应。土壤微生物及酶也表现为根际活性较高,根际土壤转化酶、脱氢酶、脲酶、FDA水解酶活性分别较非根际土壤高出113.7%、33.9%、55.5%、472.0%。土壤养分与生物活性主成分分析组成的土壤肥力信息系统较好地表征了土壤肥力水平的差异,获得的综合得分,计算的土壤总体酶活性指标(TEI)与土壤理化性质达显著或极显著正相关。且4种中草药根际土壤肥力水平综合得分及TEI值均高于非根际土壤。主成分分析综合得分和TEI可以较好地表征该地区中草药根际和非根际土壤肥力水平。     

马缨丹入侵对根际和非根际土壤理化性质的影响

通过野外样方试验,研究了马缨丹入侵对根际、非根际的土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物生物量与土壤微生物功能多样性的影响效应。结果表明:马缨丹的入侵提高了土壤的有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和微生物生物量碳、氮、磷的含量,同时显著提高了土壤的脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性以及土壤微生物群落的代谢活性、碳源利用率和多样性指数,并且其对根际土壤的促进作用高于非根际土壤。     

土壤管理模式对幼龄果园根际土壤养分和酶活性影响初探

初步研究了红壤幼龄果园根际与非根际土壤养分和酶活性的变化趋势.结果表明,根际土壤含水量大于非根际土壤,且果园生草区根际土壤含水量最大;根际土壤有机质含量都大于非根际土壤,套种绿肥区根际土壤有机质含量最大(25.5 g@kg-1),处理间差异显著;根际土壤的速效氮、磷含量高于非根际土壤;脲酶活性在绿肥套种区和清耕区根际和非根际土壤中有很大差异,多酚氧化酶活性在3个处理中变化都比较大,而酸性磷酸酶活性差异不明显.     

不同林龄樟子松人工林根际与非根际土壤生态化学计量特征

  目的  探究辽西北沙地不同林龄樟子松Pinus sylvestris var. mongolica人工林根际与非根际土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)质量分数及生态化学计量特征关系,为该地区的樟子松林培育、经营及管理提供理论依据。  方法  采用时空互代的方法,在辽西北章古台地区选取6个林龄(10、20、30、40、50和60 a)的樟子松人工林作为研究对象,分析各林龄下根际与非根际土壤碳、氮、磷质量分数及化学计量比的差异和影响因素。  结果  辽西北沙地樟子松人工林土壤贫瘠,根际土壤碳、氮、磷质量分数均高于非根际土壤,根系对养分的富集与平衡维持作用明显。林龄、根际以及二者之间的交互作用,对土壤碳、氮、磷质量分数及其生态化学计量比影响显著。樟子松人工林土壤C∶N主要受到土壤全氮的影响,土壤C∶P主要受土壤有机碳的影响,土壤N∶P受土壤全氮的影响大于全磷。各林龄樟子松人工林土壤C∶N均远高于全国平均水平,表现为氮限制,其中60 a过熟林氮限制更为强烈。樟子松人工林根际土壤氮、磷限制存在一定程度的协同性。  结论  各林龄樟子松生长均受到氮限制,相较于根际土壤,非根际土壤氮更为缺乏。在森林经营过程中,应充分考虑根际与非根际土壤的差异性,建议对辽西北沙地樟子松人工林施用氮肥、引入固氮植物以解除氮限制,并注意根系磷肥的补充。图1表5参28      

苎麻根际和非根际环境的土壤比较研究

以6个不同苎麻品种地的土壤为材料,研究了根际和非根际环境的土壤养分、微生物数量、酶活性、pH值及其相关关系。结果表明,根际土壤中大部分的土壤养分、微生物数量、酶活性高于非根际土壤;相关性分析显示,非根际环境中达到显著相关的因子比根际土壤中多。     

马占相思人工林根际土壤化学性质及酶活性的变化

对马占相思人工林根际和非根际土壤化学性质和酶活性的差异,及其在林木生长过程中的演变规律进行比较分析。结果表明:随林龄增长,根际土壤和非根际土壤主要养分含量(除速效钾外)和酶活性均呈增加趋势,根际土壤pH值则呈下降趋势,但非根际土壤pH值的规律性不明显;不同年龄阶段根际土壤全氮、水解氮、交换性钙和交换性镁含量均高于非根际土壤,根际土壤有机质、富里酸、胡敏酸、全磷、速效磷和速效钾含量也有相似的规律;不同年龄阶段根际土壤过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均高于非根际土壤。     

大棚果蔬连作土壤肥力限制性因子研究

【目的】揭示大棚果蔬连作的土壤肥力限制性因子,为大棚果蔬的连作经营提供参考。【方法】以草莓番茄轮作(RST)为对照,研究草莓连作2年(CS2)、草莓连作3年(CS3)、番茄连作4年(CT4)和番茄连作10年(CT10)4种果蔬种植模式对其根际与非根际土壤养分与酶活性的影响。【结果】与RST相比,连作土壤pH呈酸化趋势,其土壤硝态氮含量有所增加,但也会造成有机质、速效磷的耗竭以及有效态微量元素(锌和铁)的缺失。与轮作相比,连作种植时果蔬根际和非根际土壤的硝态氮含量分别增加了10.3%～30.0%和2.4%～23.2%;有机质减少了4.4%～8.8%和2.8%～7.4%;土壤速效磷降低了5.5%～24.4%和8.7%～25.5%。与轮作相比,CS2处理根际与非根际土壤的有效态锌含量分别减少了36.8%和35.2%;有效态锰有所减少但变化不大;CT4处理有效态铜含量分别减少了43.0%和34.8%;CT10处理有效态锌、锰和铁含量严重缺乏,连作年限越长,土壤质量下降越显著。CS2与CS3处理土壤的过氧化氢酶、脲酶和纤维素酶活性均表现为非根际土壤>根际土壤,而CS2、CS3与CT4处理土壤的蔗糖酶活性则与之相反,均表现为根际土壤>非根际土壤。随连作年限的增加,非根际土壤的过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均表现出降低趋势;纤维素酶活性在非根际土壤中表现出增加趋势。微量元素分别与土壤pH和有机质含量有很好的相关性,但与土壤速效氮、磷和钾的相关性不显著。【结论】土壤有效态锌和铁元素的亏缺是土壤肥力的限制性因子。     

岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征

为了解岩溶地区生态系统中植物根系对土壤养分的影响,采用剥落法等方法对岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征进行了分析。结果表明:不同树种根际土壤养分含量差异较大,12种树种根际土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷均显著高于非根际土壤,根际土壤养分呈明显的富集作用,全钾和速效钾因植物种类不同富集率呈正值和负值;根际土壤pH值平均低于非根际土壤0.27;根际与非根际土壤有机质与全氮呈极显著相关(P<0.01),土壤全氮与全磷、碱解氮呈极显著正相关。岩溶地区森林生态系统植物对土壤环境质量的改善作用明显。     

不同覆盖模式对旱地苹果园土壤养分、微生物和酶活性的影响

为研究不同覆盖模式对旱地苹果园土壤环境的影响,以11a生"信浓红"苹果树为试材,对比分析全覆膜、生草覆草、起垄覆膜、"肥水膜"一体化和清耕处理下苹果园土壤养分、酶活性和微生物数量的变化。结果表明:生草覆草可以显著提高土壤有机质的质量分数,不同覆盖处理均可增加土壤速效养分,尤以"肥水膜"一体化效果最为显著。不同覆盖处理都能提高土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性,"肥水膜"一体化技术能较对照明显提高土壤酶活性,且处理对土壤酶活的影响主要集中在表土层,不同土壤酶活性和有机质的质量分数存在显著相关性。与常规施肥相比,覆盖处理后能不同程度增加土壤中微生物的数量,且均以生草覆草效果最佳。综合分析,旱地苹果园采用"肥水膜"一体化技术配合行间生草可以在一定程度上改善果园土壤生态环境,提高土壤肥力。     

麦棉两熟复合根系群体对棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分的影响

 在麦棉两熟双高产条件下，设置麦棉自然根系（根系和肥水均可相互通过）、麦棉纱网隔根（肥水可相互通过，根系不能相互通过）和麦棉塑膜隔根（根系和肥水均不能相互通过）3种套种复合根系群体，研究麦棉两熟复合根系对棉花根际和非根际土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明，在麦棉共生期，与麦棉塑膜隔根相比，麦棉自然根系和纱网隔根复合群体中棉花根际非根际土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶的活性均有所提高，其中以麦棉纱网隔根处理的土壤酶活性最高。同时，麦棉自然根系复合群体中棉花根际非根际土壤的养分含量降低，纱网隔根处理减缓了小麦根系对棉花根系营养的竞争，同时又可能是小麦根系分泌物的作用使其养分含量最高。到棉花盛蕾期，小麦已收获，麦棉复合群体根际和非根际土壤酶活性和土壤养分状况均得到不同程度改善，其中以麦棉自然根系复合群体的改善程度最大,其土壤脲酶和蔗糖酶的活性达到最高，土壤有机质和全氮含量超过塑膜隔根，但仍低于纱网隔根。麦棉套作地下部不仅存在小麦对棉花营养竞争的不利一面，同时还存在小麦根系促进棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分含量提高的有利一面，且此效应将持续影响套作棉花一生。     

黔中石灰岩地区不同植被类型根际土壤酶研究

研究了黔中石灰岩地区不同植被类型根际和非根际土壤酶活性。结果表明:根际和非根际土壤酶之间的差异显著,相同植被下同种酶根际土壤酶活性明显大于非根际土壤酶活性。土壤酶活性主要呈现两种趋势:蔗糖酶和淀粉酶根际和非根际酶活性表现为针阔混交林>灌木林>针叶林>草灌;过氧化氢酶和脲酶根际和非根际酶活性表现为针阔混交林>针叶林>灌木林>草灌。根际土壤养分因子含量均大于非根际,土壤酶、养分因子"根际效应"都较明显,土壤酶和土壤养分因子之间有明显相关性,而土壤酶和pH值之间无明显相关性。     

不同品种扦插柳条根系土壤对营养物质富集的影响

[目的]研究不同柳条根系土壤对营养物质富集的影响,筛选出适宜工程施工的最佳植物材料。[方法]在现场岸坡扦插4种柳条(垂柳、杞柳、柽柳、馒头柳),比较不同植物材料对环境的适应性、根际土与非根际土养分指标及根际土对营养物质的富集作用。[结果]4种柳条成活率均在84%以上,垂柳的平均基径最大,而柽柳的枝条生物量最大、株高最高。比较根际土与非根际土养分指标可知,垂柳和馒头柳的根际土全氮含量高于非根际土;垂柳的根际土全磷含量高于非根际土;4种柳条根际土的有效磷含量均高于非根际土,p H均低于非根际土;垂柳、杞柳、柽柳的根际土有机质含量均高于非根际土。垂柳和馒头柳对土壤全氮有很高的富集效应;垂柳对土壤全磷有一定的富集作用;4种柳条均能有效地将有效磷富集在根际土中。[结论]可根据工程施工的要求,筛选不同柳条品种用于岸坡扦插。     

地膜覆盖及不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮的影响

采用培养熏蒸-提取法测定了不同施肥处理和长期地膜覆盖条件下土壤微生物量碳和氮的含量。结果表明:长期不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮产生显著影响。长期施有机肥和有机无机肥配合施用使土壤微生物量碳平均提高102.6%和60.1%,使土壤微生物量氮平均提高107%和41.2%;施氮肥处理则使土壤微生物量碳平均降低30.8%,使微生物量氮平均降低1.46%。地膜覆盖对土壤微生物量碳和氮影响不显著,不同施肥处理覆膜后变化趋势不同。其中,对照、N4及M4N2P1处理土壤微生物量碳覆膜后平均升高20.4%、44.6%和12.9%,土壤微生物量氮平均升高22.9%、12.7%和56.5%;而M4处理土壤微生物量碳覆膜后平均降低27.5%,微生物量氮平均降低31.2%。另外,长期施用有机肥可以提高微生物对肥料的利用率,而长期施氮肥则降低其利用率;长期地膜覆盖可使土壤微生物对肥料固作用更加明显。     

免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳库的影响

为探索免耕秸秆覆盖对土壤有机碳库的影响,通过定位试验研究内蒙古武川县旱作免耕覆盖耕作模式下农田不同形态碳素含量、碳素有效率及碳库管理指数变化。结果表明,免耕秸秆覆盖处理比传统耕作显著提高土壤总有机碳、可溶性碳、微生物量碳及易氧化碳的含量及土壤碳库各项指数,且免耕同一留茬高度不同覆盖量处理间各项指标值差异显著,随秸秆覆盖量的增加各项指标值也增加。土壤易氧化碳与碳素有效率A、B、C及土壤碳库管理指数均呈极显著正相关关系,与土壤碳库管理指数的相关系数达0.991,易氧化碳作为土壤活性碳的指标可以更灵敏更直接地反映土壤有机碳短期的变化状况,免耕秸秆覆盖对于提高土壤有机碳库中各项指标值的贡献大于传统耕作。     

覆膜免耕对玉米间作豌豆农田土壤有机碳和氮的影响

借助2013年在河西绿洲灌区建立的不同耕作措施长期定位试验,通过探究耕作措施与种植模式对土壤有机碳和氮的变化特征,以期为构建试验区农田高效生产技术提供理论依据。试验设置耕作方式和种植模式两个因素,包括传统覆膜耕作（CT）和覆膜免耕（NT）2种耕作方式;单作玉米（M）、玉米间作豌豆（M/P）、单作豌豆（P）3种种植模式,共6个处理;通过分析不同种植模式下0~20 cm、20~40 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和C/N,明确覆膜免耕对禾豆间作农田土壤碳氮的影响。结果表明：与传统覆膜耕作相比,覆膜免耕显著增加0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,2 a平均分别增加4.8%、  5.3%、11.1%、17.8%,同时也增加20~40 cm土壤的有机碳、硝态氮和铵态氮含量,但对全氮含量影响不显著。在覆膜免耕措施下,玉米间作豌豆较单作玉米显著提高0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,分别提高4.6%、7.0%、14.5%和21.6%,而20~40 cm土层中仅土壤全氮含量无显著差异。覆膜免耕较传统覆膜耕作降低0~20 cm土层的C/N,而种植模式之间土壤C/N表现为玉米间作豌豆小于单作玉米。相对于其他处理,覆膜免耕玉米间作豌豆体系能有效提高土壤有机碳、全氮及其组分。因此,在河西绿洲灌区玉米间作豌豆体系中,覆膜免耕玉米间作豌豆为该区域高效、可持续种植模式。     

行道树银杏立地土壤微生物数量及作用强度

以北京市不同健康程度的行道树银杏作为试验对象,研究了行道树土壤微生物的数量及作用强度。结果表明：健康银杏树与衰弱银杏树立地（根际和非根际）土壤中微生物数量、土壤养分含量、土壤微生物作用强度三者的变化趋势一致,且表现出明显的根际效应。健康银杏树立地土壤中的微生物数量、土壤养分含量、土壤微生物作用强度均高于衰弱树。     

长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年）,分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性,表现为βG>CBH>βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作,秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6...