中药渣配合氮磷肥施用对铅锌尾矿的改良效果研究

采用盆栽实验,在铅锌尾矿中添加中药渣、氮肥、磷肥及其组合,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:添加中药渣配合氮磷肥不同程度地促进了黑麦草的生长,增加了有机质、铵态氮、有效磷含量,提高了土壤酶活性,降低了尾矿及植物中重金属含量,其中中药渣、中药渣+氮肥、中药渣+磷肥,中药渣+氮肥+磷肥处理组效果较好;典范对应分析表明,中药渣、中药渣+氮肥、中药渣+磷肥、中药渣+氮肥+磷肥处理与有机质、铵态氮、有效磷、脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶有较强的相关性.综合分析表明,在铅锌尾矿的改良修复中添加中药渣作为改良剂,配合氮磷肥施用有助于缓解尾矿重金属毒性,改善营养状况,促进微生物活性,有利于尾矿废弃地的生态恢复.     

黄土丘陵区草地生态系统不同植物群落土壤生态化学计量学特征

研究土壤微生物生物量碳、氮及其生态化学计量学特征指标对植物群落的响应,有助于准确评价植被恢复的生态环境效益。以黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统下5种植物群落(茭蒿群落样地、沙棘群落样地、铁杆蒿群落样地、百里香群落、芦苇群落)土壤为对象,对土壤有机质(SOM),全氮(TN),全磷(TP),速效磷(AV.P),速效钾(AV.K),土壤微生物生物量氮(SMBN)和土壤微生物生物量碳(SMBC)及其化学计量特征进行研究。结果表明:5种植物群落下,表层土壤微生物生物量碳氮、有机质(SOM)、全氮(TN)显著高于下层土壤,铁杆蒿群落显著高于其他4种植物群落,其对土壤碳氮磷具有显著地累积作用,对于提高土壤碳氮磷储量具有重要的意义。土壤碳氮比(C∶N)在5种植被群落下较为稳定,土壤SOM与TN存在极显著的正相关性(P0.01);土壤碳氮比(C∶N)、氮磷比(N∶P)受植被类型的影响较大,铁杆蒿群落显著高于其他4种植物群落,土壤C∶P、N∶P之间存在极显著的正相关性(P0.01)。0~20cm和20~40cm土层SMBN、SMBC均表现为:铁杆蒿群落显著高于其他植被群落,说明不同植物群落对土壤表层和下层的微生物具有明显的影响。可见,植被恢复对土壤质量的改善作用明显,铁杆蒿群落对该区土壤碳氮磷等养分的累积作用较好。     

改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落结构和丰度的影响

【目的】研究不同改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落和丰度的影响,从固氮微生物角度为改良剂的筛选及其推广应用提供科学依据。【方法】采用田间单因素随机试验,设4个改良剂处理,分别为硅钙钾镁(T1)、白云石粉(T2)、硅钙钾镁+生物炭(T3)和白云石粉+生物炭(T4),以不施用改良剂为对照(CK)。烟叶旺长期进行烟株农艺性状调查并采集根际土壤样品,以nifH基因作为分子标记,应用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同处理的土壤固氮菌丰度和群落结构变化特征,并分析土壤固氮菌群落结构变化的主要驱动因素。【结果】施用不同改良剂普遍提高了烟株农艺性状及土壤p H、有机碳含量和C/N。施用改良剂可显著提高土壤固氮菌nifH基因丰度(P<0.05,下同),T1、T2、T3和T4处理分别较CK提高2.97、3.32、4.68和3.81倍。施用改良剂也提高了土壤固氮菌群落α多样性,且Chao1、ACE、Shannon和Simpson指数均以T3处理最高。相关分析结果表明,固氮菌丰度、Chao1和ACE指数与土壤pH呈显著正相关。在门水平上,共获得5个类群,其中放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群。改良剂施用对固氮菌群落结构有显著影响,优势门和属发生变化,硅钙钾镁+生物炭处理显著增加放线菌门、蓝藻门、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和固氮螺菌属(Azospirillum)相对丰度。冗余分析结果表明,土壤pH、有机碳、硝态氮和C/N是驱动固氮菌群落结构变化的主要因素。【结论】硅钙钾镁+生物炭混施处理对缓解土壤酸化、改善烟田环境、促进烟株生长及提高固氮菌nifH基因丰度、群落α多样性和优势类群相对丰度效果显著,适合在酸性植烟土壤中推广应用。     

长期不同施肥处理对红壤水稻土微生物量氮周转的影响

【目的】土壤微生物生物量是土壤重要的活性养分库。研究长期不同施肥处理下土壤微生物生物量的周转特性,探究施肥对土壤养分转化与供应能力的影响。【方法】对田间长期单施或配施无机氮肥（N）、无机磷肥（P）、无机钾肥（K）、有机质循环（C）及1/2秸秆回田（S）的试验进行采样分析,研究不同施肥处理下土壤微生物生物量、微生物量氮周转及水稻产量变化。【结果】施用磷肥有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率以及作物产量,比未施用磷肥处理平均提高了13.2%、33.1%、31.2%及173.4%。单施有机肥也有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮和作物产量,比对照提高了36.1%、28.1%和68.1%,但微生物量氮周转速率降低了4.3%。有机无机肥配合施用显著提高了土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率及水稻产量,NPKC和NPKS处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物生物量氮周转速率及水稻产量分别比对照高40.1%、26.3%、177.1%、204.1%和36.1%、20.9%、192.9%、203.3%。【结论】有机无机肥配施能够提高土壤活性养分库,增强土壤养分转化和供给能力,提高稻田生产力。     

烤烟连作条件下土壤微生物群落结构变化及驱动因素分析

为探究不同连作条件下烤烟土壤微生物群落结构变化特征及驱动因素,对秦岭腹地商洛地区连作Y1（烤烟种植1 a）、Y2（烤烟连作3 a）、Y3（烤烟连作5 a）和Y4（烤烟连作7 a）4种不同年份的植烟土壤进行了微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物多样性、群落结构变化及驱动因素的分析。结果显示：植烟土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比随着种植年限的增加而减少,下降幅度分别为37.16%、20.40%和21.10%。土壤中细菌丰富度和多样性显著减少,其优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和厚壁菌门,其相对丰度总和占比在80%及以上。在土壤中真菌丰富度显著增加,其优势菌门为子囊菌门、担子菌门和毛霉菌门,其相对丰度总和占比在90%及以上。在Y4连作条件下,土壤有益微生物门水平上相对丰度减少,如厚壁菌门和脱硫菌门,致病微生物门水平上相对丰度增加,如毛霉菌门和壶菌门。长期连作会导致土壤有益微生物相对丰度减少、致病微生物相对丰度增加、土壤微生物生物量碳氮比下降,进而增加烟株病害风险。因此,建立良好的耕作制度或构建微生物群落是缓解或解决连作烟田微生物群落结构失衡的关键技术途径。     

外加阿特拉津土壤的微生物生物量对氮磷肥料的动态响应

通过室内恒温暗培养研究了在阿特拉津污染的3种不同水稻土(淡涂泥水稻土、青紫泥水稻土和黄筋泥水稻土)施用无机肥料对土壤微生物生物量碳的影响。结果表明,浓度为10mg·kg-1的阿特拉津明显降低了3种水稻土微生物生物量碳的含量。在整个培养过程中,淡涂泥水稻土、青紫泥水稻土和黄筋泥水稻土分别平均降低了19.5%,8.6%,7.3%。施用无机肥料则显著提高了土壤微生物生物量碳的含量。在3种土壤中,不同处理对土壤微生物生物量碳影响程度均为:阿特拉津处理土壤 氮肥 磷肥>阿特拉津处理土壤 氮肥>阿特拉津处理土壤 磷肥>对照>阿特拉津处理土壤。施用不同无机肥料后不同土壤微生物生物量碳增加程度不同,与对照相比,氮磷配施、单施氮肥、单施磷肥处理的土壤微生物量碳的增加程度均为青紫泥水稻土>黄筋泥水稻土>淡涂泥水稻土。     

亚热带稻田土壤微生物生物量碳、氮、磷状况及其对施肥的反应特点

以湖南省6个稻田长期定位监测点为对象，研究了亚热带地区稻田土壤微生物生物量碳氮磷(C、N、P)状况及其对施肥(包括化肥、秸秆还田和有机肥)的反应状况。结果表明，在相同施肥条件下，稻田土壤微生物生物量C、N、P含量(分别为310--1270、33.0--193、5．9--28mg／kg土)明显高于报道的旱作土壤的含量，说明稻田有较好的土壤微生物生物量维持能力。各监测点土壤微生物生物量C、N、P含量及其对施肥的反应存在很大的差异。施化肥(NPK)对半数监测点的土壤微生物生物量C、N、P含量影响不大，秸秆还田或施用有机肥则均有明显提高，但各监测点的提高幅度差别很大。尽管如此，增加新鲜有机物的投入(如秸秆还田和施有机肥)是提高稻田土壤微生物生物量及其对养分的固持能力的主要途径。土壤微生物生物量C、N、P平均占土壤有机C、全N和全P的2．9％、3．6％和2．1％，且受施肥的影响较小。     

长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响

以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。     

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

 【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点，为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域，通过田间采样分析，比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田（菜地）＞竹林＞园（旱）地，0～15 cm、15～30 cm稻田（菜地）土壤有机碳和全N含量平均比园（旱）地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%，0～15 cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园（旱）地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园（旱）地＞林地＞稻田，稻田土壤的代谢熵仅为园（旱）地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田＞竹林＞园（旱）地。土壤细菌数量稻田≥园（旱）地＞林地，但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田＞园（旱）地＞林地。研究还揭示，稻田改种蔬菜5 a后，由于大量施用磷肥，土壤速效磷含量显著升高，但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异；土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%，代谢熵升高了23.6%，土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势；土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著，真菌数量显著增加，而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥，将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减，导致土壤生物质量退化。     

基于高通量测序的超级稻不同生育期土壤细菌和古菌群落动态变化

为阐明超级稻生长不同生育期土壤细菌和古菌群落特征及其影响因素,选取湖南高产区(湖南隆回)和低产区(湖南宁乡)两个水稻种植区,利用Illumina Mi Seq高通量测序技术分别对超级稻移栽前,分蘖期、抽穗期、收获期的稻田土壤进行16S r DNA分析,并解析土壤性质对细菌和古菌群落的影响。结果表明:高产生态区土壤微生物多样性在超级稻生育期显著大于移栽前(P0.05),而低产生态区各时期间差异不显著(P0.05)。两个生态区的共同优势细菌为Proteobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi和Verrucomicrobia,而Bacteroidetes只是高产区的优势细菌类群。Chloroflexi在低产区相对丰度显著大于高产区(P0.05),Bacteroidetes和Proteobacteria的相对丰度则在高产区显著大于低产区(P0.05),Acidobacteria和Verrucomicrobia的相对丰度在两种生产区差异不显著(P0.05)。低产区古菌数量显著大于高产区(P0.05),是高产区的2.8~5.5倍。低产区和高产区相对优势古菌群分别是泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。随生育期的变化,Crenarchaeota、Euryarchaeota、Acidobacteria和Verrucomicrobia的相对丰度呈先减少后增加的趋势,Bacteroidetes和Proteobacteria呈下降趋势,Chloroflexi呈先上升后降低的趋势。RDA分析表明,Proteobacteria的动态变化主要受土壤有机质含量影响,而Bacteroidetes主要受土壤速效磷驱动。高产区和低产区细菌和古菌群落动态变化的主控因子分别是土壤速效氮和速效磷。研究表明,超级稻高产和低产生态区土壤细菌和古菌群落结构差异明显,且随生育期有一定变化,说明土壤速效养分含量是影响土壤细菌和古菌群落的主要因素。     

Effects of a decade of organic fertilizer substitution on vegetable yield and soil phosphorus pools,phosphatase activities,and the microbial community in a greenhouse vegetable production system

Partial substitution of chemical fertilizers by organic amendments is adopted widely for promoting the availability of soil phosphorus (P) in agricultural production.  However, few studies have comprehensively evaluated the effects of long-term organic substitution on soil P availability and microbial activity in greenhouse vegetable fields.  A 10-year (2009–2019) field experiment was carried out to investigate the impacts of organic fertilizer substitution on soil P pools, phosphatase activities and the microbial community, and identify factors that regulate these soil P transformation characteristics.  Four treatments included 100% chemical N fertilizer (4CN), 50% substitution of chemical N by manure (2CN+2MN), straw (2CN+2SN), and combined manure with straw (2CN+1MN+1SN).  Compared with the 4CN treatment, organic substitution treatments increased celery and tomato yields by 6.9−13.8% and 8.6−18.1%, respectively, with the highest yields being in the 2CN+1MN+1SN treatment.  After 10 years of fertilization, organic substitution treatments reduced total P and inorganic P accumulation, increased the concentrations of available P, organic P, and microbial biomass P, and promoted phosphatase activities (alkaline and acid phosphomonoesterase, phosphodiesterase, and phytase) and microbial growth in comparison with the 4CN treatment.  Further, organic substitution treatments significantly increased soil C/P, and the partial least squares path model (PLS-PM) revealed that the soil C/P ratio directly and significantly affected phosphatase activities and the microbial biomass and positively influenced soil P pools and vegetable yield.  Partial least squares (PLS) regression demonstrated that arbuscular mycorrhizal fungi positively affected phosphatase activities.  Our results suggest that organic fertilizer substitution can promote soil P transformation and availability.  Combining manure with straw was more effective than applying these materials separately for developing sustainable P management practices.      

赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响

为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量的乙草胺(5 mg·kg~(-1))使SA中过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性下降,但可提高土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,蚯蚓对受乙草胺抑制的土壤酶活性有提升作用,这种促进作用在实验中期最为明显,培养第14 d时蚯蚓处理组(SAE)过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性相较于SA处理组分别上升了4%、14%和53%。乙草胺对细菌数量的抑制作用主要发生在实验前期(第3 d),对真菌的抑制作用持续到了整个培养周期结束(30 d)。蚯蚓的加入对细菌和真菌数量的恢复都有一定的促进作用,第3 d和第14 d时SAE中细菌和真菌数量分别增加35%和39%。SAE处理组土壤的pH相较于SA处理组更接近于中性,可溶性有机碳含量更高,这些性质都为土壤微生物提供了适宜的生长环境,从而促进乙草胺污染土壤中微生物数量和活性的恢复。对不同处理土壤的高通量测序结果表明,在门水平上,乙草胺主要使Proteobacteria、Actinobacteria以及Chytridiomycota丰度下降,而使Acidobacteria和Zygomycota丰度上升。蚯蚓能够改善乙草胺污染土壤中的微生物物种组成情况,使其更接近于未污染状态,以上实验结果说明蚯蚓对乙草胺造成的微生物毒害有修复作用。在属水平上,少数微生物比如Sphingomonas、Fusarium、Gaertneriomyces和Pyrenula等能够受到乙草胺刺激而丰度增加,这些微生物可能参与到了乙草胺的微生物降解过程中。     

施用钝化剂对镉污染稻田土壤微生物学特征的影响

以镉污染稻田土壤为研究对象,以土壤的微生物生物量、主要酶活性及土壤真菌和细菌的种群结构为指标,采用熏蒸提取法、常规酶学分析和末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等方法,研究石灰(L)、钙镁磷肥(P)、海泡石(S)和腐植酸矿粉(H)4种钝化剂储备性施用对土壤微生物的影响。结果表明,镉污染稻田储备性施用钝化剂对土壤的微生物生物量碳(Cmi)c及磷酸酶和脲酶的活性均无显著影响,但施用石灰和海泡石可使土壤微生物生物量氮(Nmi)c分别降低33.0%和33.8%,施用钙镁磷肥使Nmic增加44.9%;施用钝化剂对土壤酶活性的影响有限,仅海泡石处理的过氧化氢酶活性显著提高(增幅达19.0%)。T-RFLP的结果表明,施用海泡石和腐植酸矿粉可使土壤真菌多样性显著降低,且4种钝化剂处理均可不同程度的导致原有T-RF片段缺失和新的T-RF片段产生,表明施用钝化剂在镉污染土壤修复过程中使土壤微生物的种群结构发生变化。     

氮素形态配比对添加玉米秸秆白浆土微生物学特性的影响

探讨了不同氮素形态配比(铵态氮∶硝态氮为4∶1、1∶1、1∶4)对添加玉米秸秆白浆土酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的影响,以期筛选对于白浆土微生物学特性有优化作用的最佳氮素形态配比。结果表明,随培养时间增加,添加玉米秸秆的所有铵态氮与硝态氮配比处理白浆土的脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性以及微生物生物量碳、氮含量均表现为先增加后降低的趋势。与培养初始时相比,培养结束时,除了过氧化氢酶活性有较大程度提高外,其余酶活性及微生物生物量碳、氮含量均不同程度地下降。与其他2个处理相比,铵硝等比例混合处理土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的下降程度在一定程度上得到缓冲;同时,其对过氧化氢酶活性的促进作用更强。比较培养初始和培养结束时的结果可知,以硝态氮为主的处理对添加玉米秸秆白浆土的脲酶、蔗糖酶活性及微生物生物量氮含量有较强的抑制作用,而以铵态氮为主的处理则对碱性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物生物量碳含量有较强的抑制作用。     

Partial organic substitution weakens the negative effect of chemical fertilizer on soil micro-food webs

Soil biotic communities play vital roles in enhancing soil nutrient cycling and soil fertility. Long-term excessive nitrogen (N) application is disadvantageous to the stability of soil food webs and affects arable soil health and sustainable utilization. Proper organic substitution is essential to improve soil health and alleviate the disadvantages of excessive chemical fertilization. However, the biological effects of various organic amendments on soil micro-food webs are poorly understood. In order to explore the effects of various organic amendments including stover, biochar and manure on soil micro-food webs (microbial and nematode communities), a field plot experiment with maize having five treatments viz., 100% urea (100% N), 70% urea (70% N), 70% urea plus stover (Stover), 70% urea plus cattle manure (Manure) and 70% urea plus biochar (Biochar) was conducted. Manure treatment increased the carbon (C) to N use efficiency of soil microbes, which contributed to the retention of soil C, while Biochar treatment elevated soil organic C (SOC) and soil pH. Additionally, Biochar treatment mitigated the negative effects of soil acidification on the soil micro-food web and reduced the abundance of plant parasites. Overall, the biological effect of organic amendments was distinguished from chemical fertilization (100% N and 70% N) through principal co-ordinates analysis. Negative relationships among soil properties, microbial and nematode biomass in the 100% N treatment were diminished in treatments where chemical fertilizer was reduced. The bottom-up effects on soil food webs were observed in organic substitution treatments. In conclusion, organic amendments improved soil fertility by regulating soil microbial and nematode communities in the cropland ecosystem, alleviated the negative effects of chemical fertilizer on the micro-food webs and controlled the trophic cascades among soil biota.     

Soil microbial characteristics and yield response to partial substitution of chemical fertilizer with organic amendments in greenhouse vegetable production

Greenhouse vegetable production has been characterized by high agricultural inputs, high temperatures, and high cropping indexes. As an intensive form of agriculture, nutrient cycling induced by microbial activities in the greenhouses is relatively different from open fields in the same region. However, the responses of soil microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN), enzyme activities, microbial community composition, and yield to organic amendment are not well understood. Therefore, a 5-year greenhouse tomato (Solanum lycopersicum Mill.)-cucumber (Cucumis sativus L.) rotation experiment was conducted. The field experiment comprised 5 treatments: 4/4CN (CN, nitrogen in chemical fertilizer), 3/4CN+1/4MN (MN, nitrogen in pig manure), 2/4CN+2/4MN, 2/4CN+1/4 MN+1/4 SN (SN, nitrogen in corn straw) and 2/4CN+2/4SN. The amounts of nitrogen (N), phosphorus (P₂O₅), and potassium (K₂O) were equal in the five treatments. Starting with the fourth growing season, the optimal yield was obtained from soil treated with straw. MBC, MBN, phospholipid fatty acid (PLFA) profiles, and enzyme activities were significantly changed by 5 years of substitution with organic amendments. Redundancy analysis showed that MBC accounts for 89.5 and 52.3% of the total enzyme activity and total community variability, respectively. The activities of phosphomonoesterase, N-acetyl-glucosaminidase, and urease, and the relative abundances of fungi, actinomycetes, and Gram-negative bacteria were significantly and positively related to vegetable yields. Considering the effects of organic amendments on soil microbial characteristics and vegetable yield, 2/4CN+1/4MN+1/4SN can improve soil quality and maintain sustainable high yield in greenhouse vegetable production.     

铅对塿土细菌群落组成的影响研究

为了研究外源铅污染和土壤性质对塿土细菌群落组成的影响,本研究对铅处理3年的农田塿土细菌群落组成进行分析,采用高通量技术研究铅对塿土细菌群落组成的影响。结果表明,不同铅处理土壤中变形菌门(Proteobacteria,平均相对丰度为25%)和放线菌门(Actinobacteria,平均相对丰度为18.60%)均为优势菌群,相对丰度较高的菌群还有酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等;放线菌纲(Actinobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和蓝藻菌纲(Cytophagia)在高铅处理中相对丰度最高。在属分类水平上有9个相对丰度具显著差异的菌群(P0.05),除单胞菌属(Pseudomonas)和红弧菌属(Skemanella)外,壤霉菌属(Agromyces)、Balneimonas、水栖菌属(Enhydrobacter)、Devosia、贪噬菌属(Variovorax)、Flavihumibacter和Lacibacter均为低丰度菌群(相对丰度0.3%)。方差分析显示,低铅处理菌群丰富度指数(Chao和ACE)大于高铅处理(P0.05);对照和低铅处理的OTU组成较相似,而高铅处理的OTU与前二者差异较大。冗余分析(RDA)和相关分析表明,有效铅和总铅含量与高铅处理细菌OTU水平群落组成正相关,与低铅处理和对照的细菌OTU水平群落组成负相关;厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)的相对丰度与土壤环境因素显著相关(P0.05)。以上研究表明,长期铅处理对塿土土壤细菌群落产生了明显影响,改变了土壤中细菌群落组成。     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

玉米秸秆还田量对砂姜黑土酶活性、微生物生物量及细菌群落的影响

为探讨砂姜黑土区秸秆还田量对土壤生物学特性的影响，以小麦-玉米轮作为研究对象，通过2年的大田试验，分析了0、1/3、2/3和100%玉米秸秆还田量处理（CK、S3、S6和S9）土壤酶活性、微生物生物量及细菌群落变化的特征。结果表明：与CK处理相比，S6和S9处理显著提高了土壤有机碳（12.9%和14.4%）、碱解氮（21.4%和25.6%）、有效磷（17.9%和20.5%）和速效钾含量（25.9%和29.8%）。秸秆还田处理下土壤脲酶、纤维素酶活性和微生物生物量碳含量显著增加，增幅分别为22.5%~44.6%、23.9%~52.1%和16.6%~46.7%，且S6和S9处理较CK处理显著提高了木聚糖酶活性（32.7%和21.2%）和微生物生物量氮含量（53.5%和54.4%）。与CK处理相比，S6和S9处理细菌群落多样性显著增加，而S3处理则无显著变化。放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为优势细菌门，其中酸杆菌门相对丰度在秸秆还田处理下显著降低了2.6~4.7个百分点，而变形菌门相对丰度在S6和S9处理下显著增加了3.8、4.9个百分点；热酸菌属、布氏杆菌属和芽孢杆菌属为优势细菌属，其中芽孢杆菌属相对丰度在秸秆还田处理下显著增加了1.2~2.9个百分点，而布氏杆菌属相对丰度在S6和S9处理下显著降低了1.4、1.8个百分点。冗余分析结果表明，有机碳、微生物生物量碳和脲酶是影响细菌群落组成的关键因子。综上，在砂姜黑土区，2/3（6 000 kg·hm^-2）和100%玉米秸秆还田量（9 000 kg·hm^-2）均能够改善土壤养分状况及生物学特性，可根据当地情况选择适宜用量。