长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响

【目的】保持和提高土壤肥力,提升土壤生产力,是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响,为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验,分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响,评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降,平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm^-2,25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施,小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥（NPK）处理相比均表现出增产效果,年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理（NPK+CM）优于猪粪处理（NPK+PM）,而猪粪处理优于秸秆处理（NPK+S）。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大,长期不施肥处理小麦产量变异系数（CV）最高,增施肥料可以降低CV,有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理,牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重,显著提高土壤田间持水量,小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关,与土壤田间持水量呈显著正相关,有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平,小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量,降低产量变异,增强产量稳定性,作物高产稳产;能改善砂姜黑土不良的物理性状,提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。     

施肥对麦田土壤中的微生物影响研究

[目的]揭示土壤微生物群落与土壤养分的关系。[方法]采用室内恒温培养试验,以长期肥料定位试验(CK、PK、NPK 3个处理)的0~20 cm土壤为试材,设不施肥(CK)、施化肥(CF)、秸秆和无机肥配施(RS)、厩肥和无机肥配施((PM)4个处理。淹水培养后测定微生物群落结构多样性。[结果]4种不同施肥处理土壤的AWCD值随着培养时间成"S"型变化。表征细菌的磷脂脂肪酸其相对含量总和表现为RS>PM>CF>CK,与微生物量碳变化规律相同。表征放线菌磷脂脂肪酸其相对含量总和的变化趋势与微生物生物量碳变化规律相反。真菌的特征磷脂脂肪酸相对百分含量总和在施厩肥的处理中最高,在无肥对照中最低。不施肥和单施化肥处理的G+G-值显著高于RS和PM处理。[结论]不同施肥处理使土壤中微生物群落功能多样性明显改变。     

不同施肥方式对紫色土农田土壤动物主要类群的影响

【目的】长期施肥可改变植物残体、根系分泌物等有机物输入土壤的种类和数量,间接使土壤动物群落组成发生改变。本研究旨在分析紫色土区不同施肥方式对土壤动物主要类群的影响及土壤动物主要类群与土壤因子之间的相互关系,探讨土壤动物主要类群对农田土壤肥力特征响应的敏感程度。【方法】以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站长期施肥试验田为研究取样点,采用改良干漏斗法（Modified Tullgren）、湿漏斗法（Baermann）和手拣法对紫色土农田6种施肥方式,即对照处理（CK）、常规施肥（NPK）、单施有机肥（OM,猪粪）、有机肥-化肥配施（OMNPK）、秸秆还田（RSD）和秸秆-化肥配施（RSDNPK）的线虫、蚯蚓和甲螨进行调查,并对土壤性质进行分析。运用相关分析、多元回归分析和典型相关分析研究土壤动物主要类群个体数量与土壤因子之间的关系。【结果】有机-无机肥配施（OMNPK、RSDNPK）中土壤线虫、蚯蚓和甲螨的个体数量显著高于常规施肥NPK（P＜0.05）。土壤线虫、蚯蚓和甲螨的总个体数在秸秆还田施肥方式（RSD、RSDNPK）中最高,其中RSDNPK施肥方式中总个体数显著高于其他施肥方式（P＜0.05）。统计分析显示,土壤线虫、蚯蚓和甲螨个体数量与土壤有机质（SOM）、土壤微生物量碳（MBC）、土壤微生物量氮（MBN）和速效钾（AK）相关性显著（P＜0.05）。土壤线虫、蚯蚓和甲螨个体数量分别解释了土壤肥力差异的78.03%、80.82%和50.86%,较好的解释了土壤肥力主要因子的变化,在一定程度上可以指示土壤肥力特征。【结论】有机肥的添加有助于线虫、蚯蚓和甲螨的生存和发展,有机-无机肥合理配施对3类土壤动物的个体数量有促进作用,尤其是秸秆与化肥的合理配施能显著提高土壤动物总个体数。3类主要土壤动物可以指示一定的土壤肥力特征（有机质含量）,但不能量化土壤肥力综合特征。     

长期施肥对砂姜黑土大孔隙形态和数量特征的影响

为探明长期施肥对砂姜黑土大孔隙结构的影响,本研究选取37 a田间定位试验的5个处理：不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、等氮条件下有机肥与化肥配施（MNPK）和高氮条件下有机肥与化肥配施（HMNPK）,通过X射线CT扫描原状土柱（直径7.4 cm,高20 cm）,利用图像处理技术进行土壤孔隙三维结构重建。结果表明,各处理下土壤团聚体结构内部以及团聚体之间均存在大孔隙,尤以M处理数量最多;分形维数和各向异性由大到小次序分别为HMNPK>M>MNPK>NPK>CK和MNPK>CK>M>NPK>HMNPK。与CK相比,有机肥配施处理（M、MNPK、HMNPK）的大孔隙度分别增加7、6、10个百分点,大孔隙数量分别增加41.5%、33.3%、26.8%。HMNPK处理孔径分布呈剧烈的双峰曲线波动,第一和第二峰值分别出现在395~577 μm和1 545~1 701 μm处。主成分分析表明,<126 μm孔径主要受粉粒含量影响,126~500 μm孔径受容重影响,500~2 500 μm孔径则受砂粒含量、黏粒含量、连通性和分形维数等多因素综合影响。研究表明,有机肥和无机肥长期配施,可显著改善砂姜黑土大孔隙数量和形态特征,尤以HMNPK处理效果最佳,而NPK处理效果不明显。分形维数和连通性可作为砂姜黑土结构改良的定量评价指标。     

生物质炭对华北平原4种典型土壤冬小麦生育前期氨挥发的影响

为了探明生物质炭对华北平原土壤氨挥发的影响,以该区域4种典型土壤（水稻土、砂姜黑土、褐土、潮土）为研究对象进行微区试验,设置了对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施生物质炭（BC）、化肥配施生物质炭（BC+NPK）4个处理,于冬小麦生育前期观测土壤氨挥发损失,分析土壤矿质氮含量、土壤pH和温度对土壤氨挥发的影响。结果表明,4种土壤单施化肥处理氨挥发累积损失分别为2.70、3.14、2.90、4.00 kg N·hm^-2,占施氮量的比例（氨挥发损失率）为3.3%、3.8%、3.5%、4.9%。与单施化肥相比,化肥配施生物质炭可以降低砂姜黑土（15.3%）和潮土（14.8%）的氨挥发损失,但增加了水稻土（3.0%）和褐土（6.9%）氨挥发。添加生物质炭显著提升土壤pH值和土壤温度,相关性分析表明,土壤pH值是决定生物质炭对土壤氨挥发增减的关键因素。综上所述,在华北平原砂姜黑土和潮土施用生物质炭可以有效降低小麦生育前期土壤氨挥发。     

绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌群落的影响

为了探讨绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌的影响,以开展八年的紫云英配施减量化肥的长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)共5个处理,于水稻分蘖期采集土样,采用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同施肥制度下土壤固氮菌nif H基因丰度和多样性的变化规律。结果表明:与单施化肥相比,翻压紫云英的减量施肥处理水稻产量与其无显著差异,从化肥用量和产量综合考虑,MF60处理是一种适宜的施肥制度。翻压绿肥处理土壤全氮明显增加;碱解氮含量(除MF60处理)与NPK处理无显著差异。翻压紫云英配施减量化肥的施肥处理(除MF40处理)土壤固氮菌丰度明显高于NPK处理,且固氮菌丰度与土壤碱解氮、硝态氮和p H呈显著正相关。翻压紫云英后土壤固氮菌Shannon指数明显低于NPK处理,各施肥处理间OTU指数差异不明显。各施肥处理的土壤固氮菌均以变形菌门为绝对优势菌门,翻压紫云英的减量施肥处理变形菌门丰度显著低于单施化肥处理。主坐标分析表明,翻压紫云英配施减量化肥的3个施肥处理与CK、NPK处理的土壤固氮菌的群落结构差异较明显。研究表明,紫云英配施减量化肥有利于提升土壤肥力和固氮菌的数量,紫云英的施用和化肥用量都是影响土壤固氮菌群落结构的重要因素。     

不同秸秆利用方式对黑土团聚体及其腐殖物质的影响

为探讨秸秆的不同利用方式还田对黑土肥力的影响,通过5年田间试验,研究了黑土连续施用玉米秸秆、生物质炭和牛粪配施化肥对土壤团聚体及其腐殖物质组成的影响。结果表明：与无化肥和有机物料添加对照处理相比,单施化肥（NPK）、NPK+生物质炭（BC）、NPK+牛粪（CM）和NPK+秸秆（CS）处理显著促进了>0.25 mm大团聚体的形成;与NPK相比,NPK+BC、NPK+CM和NPK+CS处理均显著提高了土壤总有机碳、胡敏酸与胡敏素含量,也显著增加了大团聚体与微团聚体中有机碳以及胡敏酸与胡敏素含量。不同秸秆利用方式之间相比,施用生物质炭更有利于提高土壤总有机碳和胡敏素的积累,而秸秆直接还田处理更有利于土壤胡敏酸的形成。连续5年施用秸秆、秸秆生物质炭和牛粪的田间试验促进了黑土良好结构的重建,从而提升土壤物理保护有机碳的潜力及有机碳的稳定性,同时也促进了土壤胡敏酸和胡敏素的积累,改善了土壤有机质品质,提高了土壤肥力,实现了提升黑土肥力与固碳的协同效应。     

赣东北不同施肥模式下晚稻剑叶的SPAD值变化及其与产量的关系

[目的]明确双季稻田晚稻季合理的施肥措施。[方法]分析CK、NPK、NPK+Ca、NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM处理下水稻剑叶特征、SPAD值和产量的变化规律以及不同时期SPAD值与产量的关系。[结果]不同处理间,NPK+Ca+St+PM处理的剑叶叶长和叶面积均表现出明显优势,与CK相比,NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM处理的剑叶叶长分别增加26.4%、23.8%和47.6%;叶面积分别提高48.1%、45.3%和72.3%。而NPK和NPK+Ca处理的剑叶叶长和叶面积与CK间无显著差异。各种施肥措施在抽穗期和齐穗期的SPAD值均高于不施肥处理,各处理SPAD值由高到低依次为NPK+Ca+St+PM、NPK+St、NPK+PM、NPK、NPK+Ca、CK。与CK相比,NPK、NPK+Ca、NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM的晚稻产量分别增加了15.6%、35.4%、47.9%、73.9%和86.5%。移栽后82、89和96 d的SPAD值与水稻产量存在显著的线性关系(P0.05),其相关系数R2均在0.83左右。[结论]氮磷钾配施石灰、秸秆、猪粪可以显著增加水稻剑叶SPAD值和产量。水稻剑叶SPAD值可以用来表征产量变化,特别是灌浆中后期(82、89、96d)的剑叶SPAD值。     

蚯蚓粪配施化肥对稻田土壤性状和酶活的影响

为降低化肥污染和改善稻田土壤肥力,试验施用不同剂量蚯蚓粪有机肥配施化肥,探究对种植水稻东北黑土土壤性状(碱解氮、全磷、速效磷和速效钾)和5种酶活(脱氢酶、磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶)的影响,筛选适合水稻生长有机肥用量.结果 表明,8种施肥模式中,蚯蚓粪配施化肥处理土壤性状和酶活高于常规施肥对照组.经主成分分析,碱解氮、全磷、速效磷、脱氢酶和磷酸酶发挥主要作用,比较8种有机肥配施化肥土壤性状和酶活可知,化肥减量30％+蚯蚓粪(T3)处理效果最显著,与未施肥处理(CK)和常规化肥处理(CK0)相比,T3处理分别增产31.6％和71.8％(P＜0.01),更利于促进水稻生长.     

应用DNDC模型模拟关中地区农田长期施肥条件下土壤碳含量及作物产量

为探讨长期不同施肥条件下土壤有机碳和作物产量的变化规律及DNDC模型在关中地区的适用性,利用在陕西杨凌设置的长期定位施肥试验数据,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾无机肥(NPK)、无机肥配施秸秆(SNPK)、无机肥配施低量有机肥(M1NPK)及无机肥配施高量有机肥(M2NPK)5个处理,分析了20年来土壤有机碳(SOC)含量、碳循环以及农作物产量的变化趋势等基本特征。分析数据表明:CK使得土壤肥力持续下降,显著地降低了SOC含量和作物产量;NPK处理虽可促进作物产量,但对表层土壤肥力的增加不明显,与CK处理无显著差异;而SNPK、M1NPK与M2NPK处理既增加了作物产量,同时也显著提高了土壤肥力,且以M2NPK的增产增肥效果最佳。在此基础上,利用实测数据标定和验证了DNDC模型,通过均方根误差(RMSE),标准化的均方根误差(N-RMSE)以及符合度指数(d)对模型适用性分析,模型预测精度较好,可用于预测该地区作物产量和土壤有机碳动态。从模型输出20年来土壤碳含量的变化看,施肥能提高作物地上部、地下部生物量以及土壤异氧呼吸作用,即同时提高了外源碳携入量和内源碳消耗量,但各施肥处理均在碳储量上表现为盈余状态。因此,在关中地区,为提高土壤肥力、碳储量以及作物产量,可推广无机肥配施有机肥的措施。     

Effects of long-term straw incorporation on nematode community composition and metabolic footprint in a rice–wheat cropping system

Soil nematode communities can provide valuable information about the structure and functions of soil food webs, and are sensitive to agricultural practices, including short-term straw incorporation. However, currently, such effects under longterm straw incorporation conditions at different fertility levels are largely unknown. Thus, we conducted a 13-year ongoing experiment to evaluate the effects of long-term straw incorporation on the structure and functions of the soil food web in low and high fertility soils through analyzing its effects on nematode communities, food web indices and metabolic footprints. Four treatments were included: straw removal(–S) under non-fertilized(–NPK) or fertilized(+NPK) conditions; and straw incorporation(+S) under –NPK or +NPK conditions. Soil samples from a 0–20 cm depth layer were collected when wheat and rice were harvested. Compared with straw removal, straw incorporation increased the abundances of total nematodes, bacterivores, plant-parasites and omnivores-predators, as well the relative abundances of omnivores-predators with increases of 73.06, 89.29, 95.31, 238.98, and 114.61% in –NPK soils and 16.23, 2.23, 19.01, 141.38, and 90.23% in +NPK soils, respectively. Regardless of sampling times and fertilization effects, straw incorporation increased the diversity and community stability of nematodes, as indicated by the Shannon-Weaver diversity index and maturity index. Enrichment and structure index did not show significant responses to straw incorporation, but a slight increase was observed in the structure index. The analysis of nematode metabolic footprints showed that straw incorporation increased the plant-parasite footprint and structure footprint by 97.27 and 305.39% in –NPK soils and by 11.29 and 149.56% in +NPK soils, but did not significantly influence enrichment, bacterivore and fungivore footprints. In conclusion, long-term straw incorporation, particularly under a low fertility level, favored the soil nematodes and regulated the soil food web mainly via a top-down effect.     

长期施肥对紫色土农田土壤动物群落的影响

土壤动物在陆地生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用,直接或间接的参与土壤有机质的分解与矿化;长期施肥对土壤理化性质产生影响的同时,改变了土壤动物群落组成.为查明紫色土长期施肥对土壤动物群落的影响及其响应关系,于2008年的5、7、9和11月分别对紫色土农田无肥对照(CK)、单施氮肥(N)、常规化肥氮磷钾(NPK)、有机肥(OM)、有机肥与化肥氮磷钾混施(OMNPK)、秸秆还田(RSD)和秸秆还田与化肥氮磷钾混施(RSDNPK)等7种长期施肥定位试验地的土壤动物群落进行调查,采用改良的干漏斗和湿漏斗两种方法,共获得土壤动物9454只,隶属7门17纲24目.分析表明,OM和RSDNPK两种施肥方式下土壤动物群落的多样性显著高于CK、N和NPK等3种施肥方式,说明有机物料的长期投入有利于提高土壤动物群落丰富度和多样性.方差分析表明施肥方式对土壤动物主要类群密度的影响差异性极显著(F=42.412,P=0.0001),对土壤动物群落类群影响存在不均衡性.施肥方式主要影响农田土壤动物类群的种群个体数量、线虫动物门个体数量、大蚓类个体数量、甲螨亚目个体数量、密度-类群指数DG及土壤动物群落类群数等六个指标,初步认为这些主要类群因素能够预测长期施肥引起的土壤肥力变化,可能对指示土壤质量的变化具有一定潜力.     

沼渣施用对土壤线虫群落结构的影响

为了解沼渣施用对土壤生物环境的影响,以土壤线虫为指示工具,通过盆栽试验对比沼渣(BR)、有机肥(OR)、化肥(CF)和不施肥(CK)4个处理下土壤线虫群落结构,评估不同施肥对土壤健康的影响,结果表明:沼渣可极大地刺激r-策略线虫的增长,使得线虫总数高出其他处理。各处理共获得线虫22个属,以食细菌线虫的种类和比例最高,然而不同处理食细菌线虫功能群的组成差异较大,沼渣处理几乎全部为cp值为1的小杆科线虫,有机处理cp1和cp2线虫比例相当,化肥和对照处理则主要是cp2的线虫。植食性线虫在沼渣处理中受到了明显的抑制。利用线虫群落评价不同施肥后的土壤状况,发现施用沼渣的土壤最优,食物网呈结构化,土壤养分富集;而化肥和不施肥对照土壤则表现出一定胁迫的状态。     

A review of soil nematodes as biological indicators for the assessment of soil health

Healthy soils are essential for sustainable agricultural development and soil health requires careful assessment with increasing societal concern over environmentally friendly agricultural development. Soil health is the capacity of soil to function within ecological boundaries to sustain productivity, maintain environmental quality, and promote plant and animal health. Physical, chemical and biological indicators are used to evaluate soil health; the biological indicators include microbes, protozoa and metazoa. Nematodes are the most abundant metazoa and they vary in their sensitivity to pollutants and environmental disturbance. Soil nematode communities are useful biological indicators of soil health, with community characteristics such as abundance, diversity, community structure and metabolic footprint all closely correlated with the soil environment. The community size, complexity and structure reflect the condition of the soil. Both free-living and plant-parasitic nematodes are effective ecological indicators, contributing to nutrient cycling and having important roles as primary, secondary and tertiary consumers in food webs. Tillage inversion, cropping patterns and nutrient management may have strong effects on soil nematodes, with changes in soil nematode communities reflecting soil disturbance. Some free-living nematodes serve as biological models to test soil condition in the laboratory and because of these advantages soil nematodes are increasingly being used as biological indicators of soil health.     

双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响

设CK（不施任何肥）、NK（施氮、钾肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NK＋PM（施氮、钾肥＋猪粪）、NP＋RS（施氮、磷肥＋稻草）、NPK＋RS（施氮磷钾肥＋稻草）7个处理,通过25年长期肥料定位试验,研究了双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响．结果表明,长期不平衡施肥处理（NK、NP）土壤各氮素含量增加不明显或出现一定幅度的减少;长期平衡施用化肥的NPK处理,土壤各氮素含量均有增长,与CK处理的差异达到显著或极显著水平;无机、有机肥长期配施处理NK＋PM、NP＋RS、NPK＋RS在单施化肥的基础上进一步提高了土壤中氮素养分的含量．双季稻种植制度下,长期平衡施肥,尤其是无机、有机肥配施能极大地增加红壤性水稻土各氮素养分含量,提高土壤氮素肥力,为水稻的高产、稳产和农业可持续发展提供良好的基础和保障．     

Effects of long-term organic fertilization on soil microbiologic characteristics,yield and sustainable production of winter wheat

We investigated the soil microbiologic characteristics, and the yield and sustainable production of winter wheat, by conducting a long-term fertilization experiment. A single application of N, P and K (NPK) fertilizer was taken as the control (CK) and three organic fertilization treatments were used: NPK fertilizer+pig manure (T1), NPK fertilizer+straw return (T2), NPK fertilizer+pig manure+straw return (T3). The results showed that all three organic fertilization treatments (T1, T2 and T3) significantly increased both soil total N (STN) and soil organic carbon (SOC) from 2008 onwards. In 2016, the SOC content and soil C/N ratios for T1, T2 and T3 were significantly higher than those for CK. The three organic fertilization treatments increased soil microbial activity. In 2016, the activity of urease (sucrase) and the soil respiration rate (SRS) for T1, T2 and T3 were significantly higher than those under CK. The organic fertilization treatments also increased the content of soil microbial biomass carbon (SMBC) and microbial biomass nitrogen (SMBN), the SMBC/SMBN ratio and the microbial quotient (qMB). The yield for T1, T2 and T3 was significantly higher than that of CK, respectively. Over the nine years of the investigation, the average yield increased by 9.9, 13.2 and 17.4% for T1, T2 and T3, respectively, compared to the initial yield for each treatment, whereas the average yield of CK over the same period was reduced by 6.5%. T1, T2, and T3 lowered the coefficient of variation (CV) of wheat yield and increased the sustainable yield index (SYI). Wheat grain yield was significantly positively correlated with each of the soil microbial properties (P<0.01). These results showed that the long-term application of combined organic and chemical fertilizers can stabilize crop yield and make it more sustainable by improving the properties of the soil.     

不同秸秆还田方式对土壤线虫群落特征的影响

通过不同方式的秸秆还田处理，研究其对农田土壤线虫数量、属的种类、群落结构及相关生态学指数的影响。田间试验分为A（小麦秸秆全部还田，玉米秸秆不还田）、B（玉米秸秆全部还田，小麦秸秆不还田）、C（小麦玉米秸秆全部还田）、D（施肥但秸秆不还田）、E（小麦秸秆50%还田，玉米秸秆不还田）、F（玉米秸秆50%还田，小麦秸秆不还田）、G（秸秆不还田也不施肥）共7个处理。结果表明：秸秆还田增加了总氮、总磷和有机质含量；在7个处理中共鉴定出36属线虫，其中食细菌类线虫15属，食真菌类线虫5属，植物寄生类线虫9属，杂食-捕食类线虫7属。与G组相比，秸秆还田增加了线虫总量和食真菌类线虫、捕食杂食类线虫种类，提高了线虫的多样性指数、丰富度指数和瓦斯乐斯卡指数，其中以小麦秸秆50%还田的E组指数值最高。研究表明，秸秆还田有助于土壤养分的积累，可增加土壤线虫的数量和多样性，提高土壤的抗干扰能力。     

生物土壤结皮对荒漠土壤线虫群落的影响

在干旱的沙漠生态系统中,生物土壤结皮对于沙丘的固定和土壤生物的维持起着相当重要的作用.土壤线虫能敏感的指示土壤的恢复程度,是衡量沙区生态恢复与健康的重要生物学属性,而目前关于生物土壤结皮与土壤线虫的关系研究很少.为探明生物土壤结皮对土壤线虫的影响,以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区藻结皮和藓类结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,根据固沙年限的不同将样地分为4个不同的区进行采样(1956、1964、1981和1991年固沙区),以流沙区作为对照;同时,在不同季度(4、7、9和12月)分别采集腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区藻结皮和藓类结皮覆盖下不同土层(0-10、10-20和20-30 cm)的沙丘土壤,以沙坡头地区的红卫天然植被区为对照,分析生物土壤结皮下土壤线虫的时空变化.采用改良的Baermann漏斗法进行分离线虫,用光学显微镜鉴定并统计.研究表明:1956、1964、1981和1991年人工植被固沙区的藻结皮和藓类结皮均可显著提高其下土壤线虫多度、属的丰富度、Shannon-Weaver多样性指数、富集指数和结构指数(P＜0.05),这可能是因为生物土壤结皮的存在为土壤线虫提供了重要的食物来源和适宜的生存环境;固沙年限与结皮下土壤线虫多度、属的丰富度、Shannon-Weaver多样性指数、富集指数和结构指数存在显著的正相关关系(P＜0.05),这说明固沙年限越久,越有利于土壤线虫的生存和繁衍;结皮类型显著影响土壤线虫群落,相对于藻结皮而言,藓类结皮下土壤线虫多度与属的丰富度更高(P＜0.05),这说明演替后期的藓类结皮比演替早期的藻结皮更有利于土壤线虫的生存和繁衍.此外,藻结皮和藓类结皮均可显著增加其下0-10、10-20和20-30 cm土层线虫多度和属的丰富度(P＜0.05),但随着土壤深度的增加,这种影响逐渐减弱,表明生物土壤结皮更有利于表层土壤线虫的生存;而且,随着季节的变化,藻结皮和藓类结皮下土壤线虫多度基本表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季,这些反映了生物土壤结皮的生物量、盖度和种类组成随着季节变化而变化.因此,腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮的存在与演替有利于土壤线虫的生存和繁衍,增加了线虫数量、种类和多样性,这指示了生物土壤结皮有利于该区土壤及其相应生态系统的恢复.     

连续施肥对不同肥力稻田土壤基础地力和土壤养分变化的影响

【目的】研究双季稻种植制度下,连续3年施肥与不施肥对不同肥力土壤基础地力产量、基础地力贡献率、土壤氮磷钾表观平衡和土壤养分变化的影响,为不同肥力土壤基础地力培育及土壤肥力维持和提升提供参考。【方法】从32年长期施用不同肥料定位试验的不施任何肥料(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)处理采取土壤,分别代表3种不同肥力水平,设置连续3年施肥与不施肥处理的盆栽试验,监测双季水稻产量、土壤基础地力产量、基础地力贡献率和土壤氮磷钾养分的变化。【结果】在试验期间,不同肥力土壤的早晚稻基础地力产量、基础地力贡献率均表现为:NPKS处理土壤NPK处理土壤CK处理土壤,且随着试验年限的延长,不同肥力土壤之间的差异呈逐渐缩小趋势,到试验第3年,不同肥力土壤之间的差异变得不显著。无论施肥或不施肥,初始肥力越高的土壤经3年6季水稻种植,由作物收获带走的氮、磷、钾养分越多。不同肥力土壤在连续施肥条件或不施肥条件下,肥力养分变化规律存在较大差异,这种差异与水稻种植体系中养分输入-输出平衡状况有一定关系。【结论】初始肥力越高的土壤如果连续不施肥,其基础地力下降得越快。因此,对于地力水平较低的土壤应注重合理施肥,培育和提高农田土壤肥力和基础地力;地力水平较高的土壤也应注意高效合理补充养分,以维持土壤较高的肥力水平和持续生产力。     

施肥方式对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

基于长期田间定位试验,采用田间采样与数理统计法研究不同施肥方式对紫色土活性有机碳及碳库管理指数(CPMI)的影响。施肥方式包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥配施化学氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施化学氮磷钾肥(RSDNPK)。结果显示,施肥的各处理均能够提高土壤有机碳及其活性组分含量,以OM和RSDNPK处理的提升效果最佳。相比CK,OM处理的土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(PXOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)含量分别提高91.4%、109.2%、57.5%、35.1%,RSDNPK处理的TOC、PXOC、MBC、DOC含量分别提高142.8%、95.4%、70.8%、46.2%。土壤PXOC、MBC、DOC占TOC的比例(分配比例)分别为36.18%~49.13%、1.64%~2.58%、0.57%~0.94%,其中,PXOC和MBC的分配比例在RSDNPK处理中较CK显著(P<0.05)降低,而DOC的分配比例在各处理间无显著差异。OM和RSDNPK处理的CPMI显著(P<0.05)高于N和NPK处理。土壤PXOC、MBC含量与氮磷养分之间,以及CMPI与MBC、PXOC、TN、AN、AP均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关性。研究结果说明,有机肥或秸秆还田配施氮磷钾化肥能够提高耕层土壤有机碳储量,改善土壤质量,PXOC与CPMI可用作表征土壤质量变化的敏感指标。