黄芩种植地土壤微生物数量特征及土壤酶活性研究

为探索黄芩种植对土壤微生物数量特征及土壤酶活性的影响,对商州四种种植地(小麦-黄芩轮作、黄芩3 a连作、黄芩4 a连作、闲置荒地)黄芩根际土壤的微生物特征和酶活性进行了测定分析。研究结果表明不同种植地根际土壤微生物的三大类群组成比例基本一致,均为细菌居于多数,放线菌次之,真菌的数量最少;土壤微生物数量变化趋势总体表现为小麦-黄芩轮作黄芩连作3 a黄芩连作4 a荒地;土壤脲酶和过氧化氢酶活性的变化趋势均表现为黄芩连作小麦-黄芩轮作荒地。在不同种植地中小麦-黄芩轮作地蔗糖酶活性最高,说明小麦-黄芩轮作能够有效提高土壤蔗糖酶活性。小麦-黄芩轮作能有效提高土壤微生物数量和土壤蔗糖酶活性。     

Cd胁迫对水稻根际土壤酶活和微生物的影响

通过根袋法盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理对水稻根际土壤基础呼吸作用、土壤酶活和微生物的影响.结果表明,水稻生长40 d时,施Cd后土壤呼吸作用强度增加.过氧化氢酶无明显变化,脲酶和蔗糖酶低促高抑,Cd胁迫下酶活性变化幅度为蔗糖酶＞脲酶＞过氧化氢酶.随着Cd浓度的变化,好氧微生物真菌和放线菌数量先增加后降低,细菌数量缓慢增加;Cd胁迫抑制率为放线菌＞真菌＞细菌.     

种植年限对刺梨园土壤微生物数量和酶活性的影响

以种植4、9、15年的刺梨园土壤为研究对象,测定0～20、20～40 cm土层土壤微生物数量和酶活性,旨在探明种植年限对刺梨园土壤微生物数量和酶活性的影响,为刺梨种植的土壤养分管理和科学施肥等提供依据。结果表明,0～20、20～40 cm土层土壤细菌和放线菌数量、过氧化氢酶和脲酶活性、细菌与真菌以及放线菌与真菌数量比随着种植年限增加呈先增加后减少的趋势,种植年限为9年时最大,真菌数量随着种植年限的增加而增加,而酸性磷酸酶活性则随种植年限的增加呈下降的趋势;0～20 cm土层土壤微生物数量和酶活性高于20～40 cm土层。随着种植年限的增加,土壤细菌与真菌以及放线菌与真菌数量比先增加后降低,说明种植年限较长会抑制细菌和放线菌的生长而促进真菌的生长,以及降低酶活性进而使土壤质量下降,因此建议长期种植的刺梨园土壤采取施肥、更换耕作方式等管理措施增加土壤肥力。     

黄瓜连作对土壤微生物多样性和酶活性的影响

在相同管理措施下对日光温室黄瓜不同连作年限土壤微生物种类和数量以及酶活性的变化进行了分析。结果表明,随着连作年限的增加,土壤细菌数量和放线菌数量均呈先增加后降低的趋势,连作10 a时达到最高,随着连作年限的进一步延长又逐渐降低;真菌数量持续增加。土脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性均呈先增加后降低的趋势,在连作8～10 a时达到最大,土壤过氧化氢酶活性呈连续降低的趋势。在黄瓜生长季节,随着生育期的推移,3种土壤微生物的数量和5种土壤酶的活性均呈先上升后降低的趋势,3—4月份达到最大。     

设施栽培对土壤化学性质及微生物区系的影响

 对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样，研究不同种植年限对设施土壤养分状况和土壤微生物区系的影响。结果表明，土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量随大棚种植年限的增加而逐渐增加；随大棚种植年限的增加，土壤盐分、有机质含量呈先增加后降低再升高的趋势，其中以种植6年左右的大棚土壤盐分、有机质含量最高；土壤pH则是随着种植年限的增加缓慢降低。由田间栽培改为设施栽培后增加了土壤微生物数量，随大棚种植年限的增加，土壤细菌、放线菌、微生物总数和B/F比值先增加后降低，真菌数量持续增加而微生物多样性指数和均匀度指数持续降低。研究结果表明由田间栽培改为大棚蔬菜保护地后，设施栽培初期，土壤生态环境较好，种植6~8年以后，土壤盐分累积、养分富集和土壤酸化严重，导致土壤微生物区系失调，微生物多样性和均匀度显著下降，土壤质量的稳定性和可持续利用性大大降低。     

连续定位施用沼液对水旱轮作耕层土壤微生物区系及酶活性的影响

为研究长期定位施用沼液对水旱轮作耕层土壤微生物区系及酶活性的影响,在四川省邛崃市固驿镇黑石村黄壤性水稻土上设置12个处理(1个清水对照,1个常规施肥对照,10个不同施用量的纯沼液处理),采集连续三年"水稻-油菜"轮作后的耕层土壤,研究了土壤微生物区系及酶活性的变化。结果表明,与清水对照和常规施肥相比,施用沼液会降低土壤细菌/真菌(B/F)值,增加微生物数量并提高土壤酶活性;随沼液施用量增加,细菌数量不断增加,放线菌、真菌数量和土壤过氧化氢酶活性均先升高后降低,土壤脲酶和蔗糖酶活性呈先降低后升高再降低的趋势;当三年沼液施用总量控制在495.31~546.32 t·hm-2时,土壤微生物数量和酶活性均处于较高水平。长期施用沼液有利于土壤微生物生长和酶活性提高,但对土壤微生态平衡及土壤质量存在潜在威胁。     

转双价棉种植对土壤酶活性及土壤微生物的影响

转 Bt＋CpTI基因棉因其具有强有效的杀虫性能,近年来种植面积不断扩大,其种植对土壤生态系统的影响是环境风险评价的重要组成部分。本研究以转基因双抗虫棉sGK321和亲本同源常规棉石远321为研究对象,通过比较分析了不同生育期（苗期、蕾期、花铃期、吐絮期）转双价基因棉与其非转基因棉亲本在大田条件下种植13年后,根围土壤酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶）变化和土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的变化。结果表明,转双价棉与常规棉根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性以及土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量随生育进程的推进变化趋势一致。土壤细菌和放线菌数量在同一时期均无显著差异;土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和土壤真菌数量在一些时期差异明显,转双价棉脲酶苗期、碱性磷酸酶苗期和蕾期,土壤可培养真菌数量花铃期低于常规棉,土壤过氧化氢酶苗期、碱性磷酸酶花铃期高于同源常规棉。聚类分析表明,土壤酶活性和土壤微生物种群数量变化主要受生育期的影响,而转双价 Bt＋CpTI种植对土壤酶活性和微生物影响是有限的。     

日光温室种植蔬菜年限对土壤生物和理化性质的影响

研究了日光温室蔬菜种植年限对土壤养分、微生物、土壤酶、微量元素和颗粒组成的影响.结果表明,随着种植年限的延长,土壤养分增加,其中有机质、全N、全磷和速效磷的含量增加较明显,土壤pH值有降低的趋势;土壤真菌和放线菌的数量有所增加,但增加的幅度不大,土壤细菌的数量减少;种植1～3 a的土壤中的纤维素分解菌的数量急剧增加,5 a后降低,并相对稳定;土壤中硝化细菌的数量减少,反硝化细菌数量的变化和硝化细菌的变化正好相反;土壤脲酶和蔗糖酶的活性随着种植年限的延长增加,但过氧化氢酶的活性与种植年限没有明显的关系,碱性磷酸酶的活性变化不稳定;土壤中铜、锌、锰、铁微量元素的含量随着种植年限的延长增加;0.25～0.005 mm级土壤颗粒的含量随种植年限的延长增加,＜0.005 mm级土壤颗粒的含量随种植年限的延长而降低.     

烟台市不同种植年限保护地蔬菜土壤质量初步研究

采用常规方法,对烟台市周边地区不同种植年限保护地蔬菜土壤的理化性质和微生物数量进行调查研究。结果表明:在不同土层中,随着种植年限的增加,土壤pH值和全钾的含量呈降低的趋势,有机质、全氮和全磷的含量呈增长的趋势。采用蔬菜大棚栽培后,土壤的3大类微生物的相对数量并没有很大的变化,仍然是细菌最多,放线菌次之,真菌最少。在不同土层中,随着种植年限的增加,土壤细菌和真菌数量呈增加的趋势,土壤放线菌数量呈降低的趋势。     

不同草田轮作方式对土壤微生物和土壤酶活性的影响

10a生苜蓿翻耕后,与马铃薯、玉米、高粱、谷子和荞麦进行草田轮作,对各轮作方式的土壤微生物数量和土壤酶活性进行测定和分析。结果表明:6-10月,土壤微生物总量呈先增加后减少的变化规律,细菌与放线菌数量呈先增加后减少的变化规律,真菌则呈增加的变化规律;同一时期不同草田轮作方式土壤微生物数量差异显著(P0.05),作物轮作方式的土壤微生物数量高于作物连作方式。土壤脲酶活性随着时间变化呈现先增加后降低的趋势,碱性磷酸酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性则呈现增加的趋势,玉米、高粱参与轮作方式的土壤酶活性高于作物连作方式及谷子、马铃薯参与轮作的方式。脲酶活性与微生物数量呈正相关(r=0.386);草田轮作能提高土壤微生物数量和土壤酶活性。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系。结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈出出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

武夷山红壤、黄红壤与黄壤参比及合理开发利用

选取了武夷山红壤、黄红壤与黄壤的5个代表性剖面,采样进行室内理化性质分析。通过实地观察及各项指标的对比分析,结果表明：随着海拔的升高依次分布红壤、黄红壤和黄壤;从红壤→黄红壤→黄壤,有机质累积逐渐增加,而粘粒含量、黏化率及粉粘比逐渐减小。在上述理化性质参比分析的基础上,对武夷山保护区红壤、黄红壤及黄壤的合理开发利用作了简要分析。     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

降水和凋落物对木荷马尾松混交林土壤呼吸的影响

 在未来气候变化中严重干旱事件将更加频发,这势必对陆地生态系统的碳收支施加重大影响。采用Li-8100土壤碳通量仪测定木荷Schima superba和马尾松Pinus massoniana混交林的土壤呼吸,分析延长干旱及土壤重新获得降水后,土壤呼吸及环境因子的变化特征,探讨土壤呼吸对环境因子变化的响应机制,有助于弄清土壤呼吸对未来极端气候事件的响应机制。设计了4种不同的处理方式：①零降水去除凋落物（NPNL）;②零降水保留凋落物（NPCL）;③自然降水去除凋落物（CPNL）;④自然降水保留凋落物（CPCL）。结果表明：在零降水条件下,凋落物对土壤呼吸的贡献率仅为8.6 %,显著低于同期自然降水（P＜0.05）。自然降水条件下,去除凋落物处理（CPNL）和保留凋落物处理（CPCL）土壤呼吸温度敏感性Q₁₀值分别为2.10和2.01;而采取零降水处理后,Q₁₀值分别为2.59和2.72,表现为显著增加（P＜0.05）。在1 a的零降水试验中,去除凋落物处理（NPNL）和保留凋落物处理（NPCL）土壤呼吸碳累积量比同期自然降水均表现为显著减少（P＜0.05）;移除透明室后,NPNL处理和NPCL处理土壤呼吸碳累积量比同期自然降水处理均表现为显著增加（P＜0.05）。研究结果表明：延长干旱会减少土壤呼吸的释放,然而重新获得降水后,仍有部分碳未被释放出来,表明干旱或许有助于增加土壤碳库。图2表1参26     

海南海岸青皮林土壤微生物类群的数量特征

为了从土壤微生物方面揭示海南石梅湾海岸青皮天然林更新的机理, 对青皮林土壤微生物进行了调查 分析。土壤调查采用5 点取样法,分别于旱季和雨季对两个土层的根际土和根外土进行取样,并用MPN 法分析了土 壤中5 个生理类群细菌的数量分布特征。结果表明院青皮林土壤中除尚未检测出亚硝化细菌外,其他4 个生理类群 细菌的数量彼此之间差别很大,其中氨化细菌的数量>>好气性自生固氮细菌>>反硝化细菌>>好气性纤维素分解细 菌;根际土壤中的氨化细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解细菌数量比非根际土壤少,但好气性自生固氮菌数量 则相反;下层土中氨化细菌的数量略高于上层土,但好气性自生固氮细菌、反硝化细菌和纤维素分解细菌多集中分 布在上层土内。     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

不同肥力塿土、棕壤磷酸酶活性对土壤培养温度和含水量的响应

为研究土壤培养温度,含水量和肥力差异对土壤磷酸酶活性的影响,采用室内培养,以不同肥力(CK、NPKM)长期定位试验土壤(塿土、棕壤)为供试土壤,分别设定3个培养温度(-20、4和25℃)和3个水分处理(10%、25%和40%),避光培养2个月,测定土壤磷酸酶活性变化。结果表明:1)土壤磷酸酶活性变化对培养温度响应不敏感;2)培养的土壤含水量显著影响土壤磷酸酶活性变化,且与土壤肥力关系密切。对于含水量25%处理,低肥力CK在土壤含水量为40%时,磷酸酶显著增加50%以上;3)土壤有机磷浓度与土壤磷酸酶活性呈正相关,相同土壤有机磷浓度时,棕壤的磷酸酶活性始终大于塿土。因此,土壤水分是影响低肥力土壤有机磷积累-矿化动态平衡的重要因素,而有机磷浓度是决定土壤磷酸酶活性主要因素之一。