棉花与几种作物根际土壤酶活性及细菌多样性分析

【目的】 研究种植不同抗病性棉花以及不同经济作物对根际土壤酶活性以及细菌多样性影响,为棉田土壤微生态调控技术提供依据。【方法】 利用土壤酶检测试剂盒及高通量测序技术,检测分析不同抗病性棉花及种作物根际土壤酶活性及细菌多样性。【结果】 不同抗病性棉花根际土壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶活性均没有显著差异,5与7月2个采样时期之间无显著差异;棉花与水稻间作处理过氧化氢酶、脱氢酶和脲酶分别较棉花单作升高3.84%、28.7%、45.2%,水稻处理较棉花单作升高8.87%、102.4%、80.4%,间作对土壤酶活性表现出提升作用,但未达到显著水平;苜蓿、大豆、花生3种豆科作物根际土壤酶活性普遍高于甜菜、番茄和玉米,但是未达到显著差异。耐病品种新陆中66号与感病品种军棉1号根际土壤的细菌OTU数量和α多样性指数均无显著差异。大豆、花生、苜蓿3种豆科作物根际土壤细菌的OTU数量和Ace、Chao1指数均高于棉花,番茄、玉米、甜菜3种作物根际土壤细菌OTU数量和α多样性指数均低于棉花,其中大豆的增幅较大,甜菜降幅较大,但是不同作物之间未达到显著性差异。【结论】 单季生育期内,种植不同抗病性棉花品种和不同作物、棉花-水稻间作等均未对根际土壤酶活性、细菌数量和多样性造成显著影响,棉花与不同作物搭配、间作等模式改变棉田土壤的微生态环境可能需要较长的生长周期。     

茶树/大豆间作对根际土壤微生物群落及酶活性的影响

通过盆栽试验,设置(单作茶树、单作大豆和茶树/大豆间作)3种种植处理,探讨茶树/大豆间作种植下根际土壤微生物群落结构、酶活性的变化及二者的内在联系。结果表明:与单作处理相比,茶树/大豆间作增加根际土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总量,改善土壤微生物群落多样性;提高作物根际土壤脲酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶的活性。相关分析结果显示,土壤微生物数量与酶活性存在正相关关系,以茶树根际相关性最显著。说明茶树/大豆间作具有显著的种间促进效应,能有效调节根际微生物群落结构组成及土壤酶活性。     

大棚番茄连续定位套蒜第3年度土壤微生物数量和酶活性的变化

【目的】明确大棚番茄连续定位套蒜第3年度土壤微生物数量和酶活性的变化及其相关性。【方法】试验设单作番茄、套作大蒜、套作青蒜3个处理,定期采集土样并分析微生物数量和酶活性的变化。【结果】套蒜可增加土壤的微生物数量,3个处理土壤微生物数量由多到少的顺序为套作青蒜>套作大蒜>单作番茄;与单作番茄相比,连续3年套蒜能显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶4种酶的活性,过氧化氢酶活性表现为套作大蒜>套作青蒜>单作番茄,蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性表现为套作青蒜>套作大蒜>单作番茄。套作大蒜和青蒜的土壤微生物数量与酶活性的相关性以及不同土壤酶之间的相关性较单作番茄土壤更显著。【结论】大棚番茄套蒜是丰富土壤微生物多样性和酶活性的有效措施,连续3年定位套蒜可以改善大棚番茄连作带来的土壤微生物数量少、土壤酶活性低的问题。     

油茶间作天门冬的土壤养分和酶活性变化及其关系研究

本研究旨在探讨油茶与天门冬间作、油茶单作、天门冬单作对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性的影响,并对土壤酶活性和土壤养分进行相关性分析,以期为油茶栽培、生产培肥和土壤改良提供一定的理论依据。结果表明:与油茶单作相比,在0～10 cm土层,油茶天门冬间作模式中土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别提高了53.48%、3.56%、2.38%和54.09%;油茶天门冬间作0～10 cm土层的土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均显著低于10～20 cm土层。油茶天门冬间作和天门冬单作的土壤有机质含量显著高于油茶单作。相关性分析方面,土壤蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性均与有机质呈显著正相关,而蔗糖酶活性与脲酶活性存在显著负相关关系,同时脲酶活性与全氮呈极显著正相关,酸性磷酸酶与全磷呈极显著正相关关系。综上所述,与油茶单作相比,油茶间作天门冬模式能够在一定程度上提高土壤酶活性,并能改善土壤肥力。     

土壤熏蒸-微生物有机肥联用缓解设施茄子连作障碍的土壤生物化学效应研究

【目的】针对甘肃省白银市日光温室茄子种植区连作现象普遍,连作障碍严重的现状,比较分析了土壤熏蒸和微生物有机肥联用技术对土壤微生物区系、酶活性等土壤生化性质的影响.【方法】本研究共设置6个处理:对照(CK)、石灰氮熏蒸(SFS)、威百亩熏蒸(SFW)、微生物有机肥处理(BF)、威百亩熏蒸与微生物有机肥联用(SFW+BF)、石灰氮熏蒸与微生物有机肥联用(SFS+BF),测定土壤中可培养的细菌、真菌和放线菌等微生物的数量,以及土壤中过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶等土壤酶的酶活性.【结果】土壤熏蒸与微生物有机肥的联用(SFW+BF和SFS+BF)对土壤可培养微生物的数量影响显著,茄子生长发育后期土壤中真菌的数量减少,细菌和放线菌的数量增加,土壤中细菌和真菌的比值(B/F)增大.其中以SFS+BF与SFW+BF作用效果最显著,盛果期细菌数量较CK分别显著增加92.25%和89.30%,真菌数量较CK分别减少62.37%和61.17%.SFW+BF和SFS+BF处理还显著提高了连作茄子土壤脲酶和磷酸酶以及生长后期过氧化氢酶的活性,但蔗糖酶活性的变化不显著(P0.05).【结论】"土壤熏蒸+微生物有机肥"联用可使土壤微生态环境得到有效地改善,缓解设施茄子连作障碍,且"石灰氮熏蒸+微生物有机肥"的联用效果优于"威百亩熏蒸+微生物有机肥"的联用效果.     

棉花-孜然间作模式对土壤微生物数量及酶活性的影响

采用棉花单作、孜然单作、棉花和孜然间作3种种植模式,研究其土壤微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明,间作与棉花单作相比,土壤细菌、放线菌、真菌数量及脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性显著降低,间作不能有效调节土壤的微生物区系,不能很好地改善棉田的土壤环境。     

间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

为探讨红壤旱地上以棉花为主体的间作系统的优势机理,采取随机区组大田试验,共设置5个处理,分别为:棉花单作(CK)、棉花间作花生、棉花间作玉米、棉花间作甘薯、棉花间作大豆,研究了间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响.结果表明:与单作种植相比,棉花间作可显著提高棉花皮棉产量,2015～2016年年均增产22.0％～45.4％;棉花间作可增加土壤细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量,增幅分别为25.0％～150.0％、57.1％～100.0％、22.2％～44.4％和85.7％～150.0％;还可以显著增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,增幅分别为23.3％～53.3％、5.4％～32.4％和30.0％～90.0％.棉花产量除与土壤细菌数量呈极显著相关外,与土壤中其他微生物数量和酶活性之间均呈显著相关.     

间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

为探讨红壤旱地上以棉花为主体的间作系统的优势机理,采取随机区组大田试验,共设置5个处理,分别为:棉花单作(CK)、棉花间作花生、棉花间作玉米、棉花间作甘薯、棉花间作大豆,研究了间作对棉花产量、土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:与单作种植相比,棉花间作可显著提高棉花皮棉产量,2015～2016年年均增产22.0%～45.4%;棉花间作可增加土壤细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量,增幅分别为25.0%～150.0%、57.1%～100.0%、22.2%～44.4%和85.7%～150.0%;还可以显著增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,增幅分别为23.3%～53.3%、5.4%～32.4%和30.0%～90.0%。棉花产量除与土壤细菌数量呈极显著相关外,与土壤中其他微生物数量和酶活性之间均呈显著相关。     

保水剂施用方式对土壤酶活性及马铃薯产量的影响

【目的】研究不同保水剂施用方式对内蒙古西部半干旱偏旱地区土壤酶活性及马铃薯产量的影响,以筛选出合适的保水剂及施用方式。【方法】以聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸钾(PAA-K)为材料,设不施保水剂(CK)、穴施PAM、沟施PAM、穴施PAA-K、沟施PAA-K 5个处理,分析不同保水剂及其施用方式下马铃薯不同生育时期、不同土层土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性和产量的变化。【结果】土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性随马铃薯生育时期的推进呈现"单峰"曲线变化,均于马铃薯块茎膨大期达峰值。与CK相比,施用保水剂处理均能提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性,且对于同一种保水剂,穴施处理提高幅度大于沟施处理。在马铃薯块茎膨大期,穴施PAM、穴施PAA-K、沟施PAM、沟施PAA-K处理0~10cm土层的土壤过氧化氢酶活性较对照分别提高了12.92%,11.97%,9.06%和6.02%,土壤脲酶活性较对照分别提高了12.38%,2.33%,0.86%和0.31%,土壤蔗糖酶活性较对照分别提高了22.99%,17.03%,20.50%和18.34%,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性随土层的增加逐渐降低。与CK相比,施用保水剂显著提高了马铃薯产量和商品薯率,降低了小薯率。穴施PAM、穴施PAA-K、沟施PAM、沟施PAA-K分别较对照增产12.08%,10.45%,7.37%和5.22%。【结论】施用保水剂PAM、PAA-K均提高了土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性及马铃薯产量和商品薯率,降低了小薯率,其中穴施PAM效果最好。     

增温和生物炭添加对农田土壤酶活性的影响

【目的】研究全球变暖的背景下生物炭添加对农田土酶活性的影响,为农田土壤生态系统管理提供理论依据。【方法】采用开顶式生长室(open-top chamber,OTC)模拟增温的方法,研究了增温和添加生物炭对农田土壤酶活性的影响。【结果】OTC使平均气温增加了0.96℃,降低了土壤含水量;而生物炭的添加明显增加了土壤含水量。单独增温处理提高了土壤磷酸酶和蔗糖酶活性,却抑制了土壤脲酶和过氧化氢酶活性。生物炭对土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶有抑制作用,但当增温和生物炭共同作用下,土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶都随着生物炭添加浓度的增加而增加。土壤环境因子中p H、有机质、速效磷、速效氮和土壤含水量是影响土壤酶活性的主要因素,通径分析表明,速效氮对土壤脲酶和过氧化氢酶活性的影响较大,而p H对土壤磷酸酶和蔗糖酶的影响显著。【结论】在全球变暖背景下,添加生物炭通过改善农田土壤环境而提高土壤酶活性。     

新疆平原土壤发生分类与系统分类的参比

为给新疆土壤系统科学分类提供依据,分析了新疆平原土壤的分布特点,并根据成土条件,比较了新疆平原土壤在中国土壤发生分类和系统分类中的地位、分类依据和名称差异,对在系统分类中出现的干旱表层、钙积土与荒漠土的区分等问题进行了讨论.     

土壤健康及土壤动物生物指示的研究与应用

对土壤健康的概念、土壤健康指示生物－土壤动物的特性、土壤动物及其作为土壤健康生物指示作用研究的进展及发展方向进行了论述，为我国从土壤动物学角度开展土壤健康质量研究提供参考。     

土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响

土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。     

利用土壤线虫生态指标表征砂姜黑土土壤健康状况的探讨

为探讨利用土壤线虫生态指标表征土壤健康状况的可行性,以安徽省农业科学院蒙城砂姜黑土有机肥长期定位试验基地为研究地点,以土壤线虫为研究对象,通过分析长期定位施肥条件下,农田土壤线虫数量、营养类群、生态指数的变化与土壤肥力水平的相关性,并进一步关联作物的产量指标。结果表明:砂姜黑土土壤肥力水平的等级由高到低依次为牛粪配施(NPK+CM)>猪粪配施(NPK+PM)>秸秆配施(NPK+S)>单施化肥(NPK)>不施肥(CK);随着土壤肥力水平的提高,线虫香农多样性指数、均匀度指数和瓦斯乐斯卡指数显著提高,植物寄生线虫成熟度指数显著降低,土壤健康状况变好;同时,NPK、NPK+S、NPK+PM、NPK+CM的产量较CK分别提升了337.87%、396.14%、495.43%、534.24%。因此,利用线虫生态指标的变化来表征砂姜黑土的土壤健康状况具有一定的可行性。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

苄嘧磺隆对淹水稻田土壤呼吸和酶活性的影响

    研究除草剂苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境的安全性.以淹水稻田土壤为研究对象,在室内模拟田间试验条件下,通过呼吸作用和酶活测定,定期取样研究苄嘧磺隆施用浓度(0.000、0.067、0.355、1.780、3.553 μg·g-1干土)对淹水稻田土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响.结果表明,苄嘧磺隆施用初期能刺激土壤呼吸强度,随后产生轻微的抑制作用,这种抑制作用在取样后期逐渐减轻并趋于对照水平.苄嘧磺隆能轻微刺激过氧化氢酶活性,而蔗糖酶活性基本不受苄嘧磺隆施用量的影响,脲酶活性则是先刺激后抑制,多酚氧化酶活性受苄嘧磺隆影响不大.说明施用一定量的苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境是安全的.     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。     

长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征

以杭州湾南岸两个前期已鉴定的跨2 000 a的水稻土序列（上虞：30~2 000 a;慈溪：9~2 000 a）为模型,探究长期植稻下稻田土壤耐药组演替特征,以期拓展对人为水耕土土壤耐药组形成与发展趋势的科学认识。研究采用了高通量荧光定量PCR（HTqPCR）技术,分析了不同土壤深度（耕作层、犁底层、母质层）下水稻土序列中320个耐药基因（ARGs）的检出情况、丰度、多样性及其随植稻年限的变化规律。结果表明：两个水稻土序列共检出289种ARGs,以氨基糖苷类和多重耐药类ARGs最为丰富多样,两个地区共有181种ARGs。主坐标分析（PCoA）结果指出,上虞和慈溪水稻土序列的ARGs组成存在显著差异,部分体现在ARGs亚型数量上。慈溪持有108种在上虞水稻土序列中不存在的ARGs,但85%的慈溪特有ARGs在植稻100 a后消失。因此,随植稻年限增加,不同地区水稻土序列在ARGs亚型数量上的差异缩小,在植稻千年后趋于接近。同时,随着植稻年限增加,水稻土耕作层、犁底层和母质层土壤间的ARGs亚型数量差异缩小。进一步研究发现,杭州湾南岸水稻土序列的ARGs丰富度和多样性随耕作年限的增加整体呈衰减趋势,同时伴随ARGs相对丰度的上升,其中相比耕作层和犁底层,母质层ARGs与植稻年限间的相关性达到了显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）水平。综上,时间驱动了稻田土壤耐药组发展,而植稻年限对母质层中ARGs组成有强烈的塑造作用。在杭州湾南岸,新生稻田土壤（≤50 a）比成熟稻田土壤（≥1 000 a）拥有更为丰富的ARGs亚型但更低的ARGs相对丰度。水稻土序列中细菌丰度与ARGs相对丰度呈显著负相关,进一步暗示成土过程中ARGs演替与微生物间的密切关联。     

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016—2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0～20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca2+含量提高了13.07%～33.33%,土壤Na+、Cl-和SO24-含量分别降低了29.83%～46.19%、12.06%～33.19%和19.90%～34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%～26.91%、33.02%～47.06%和2.21%～4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%～43.87%、54.55%～82.33%和64.04%～86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%～135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。     

新型矿基土壤调理剂对滨海盐土理化性状和水稻产量的影响

以自主研发的矿基土壤调理剂为试验材料,采用盆栽方法研究了土壤调理剂不同施用量(0、5.0、7.5、10.0、12.5 g·kg^-1)对滨海盐土理化性状[pH值、土壤电导率(EC),及有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷含量]、水稻养分吸收和产量的影响。结果表明,施用土壤调理剂后,土壤pH值、EC值和速效钾含量与不施土壤调理剂的对照相比显著(P<0.05)降低,而土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量,水稻秸秆、籽粒中的全氮、全磷和全钾含量,以及水稻株高、生物量和产量显著(P<0.05)增加。水稻的有效穗数、每穗粒数、株高、千粒重、生物量和产量与土壤pH值和EC值呈极显著(P<0.01)负相关,与土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量呈显著(P<0.05)正相关,与速效钾含量无显著相关性。各施用量下,以10 g·kg^-1处理的效果最优。研究结果可为合理应用土壤调理剂改良滨海盐土、提高水稻产量提供理论依据。