不同连作年限棉田土壤理化性质及微生物区系变化规律研究

于2007年以不同连作年限棉田为研究对象，研究分析连作5 a、8 a、12 a年和15 a棉田土壤容重、土壤氮、磷、钾养分及微生物区系的变化规律，以揭示长期连作造成棉田减产的主要因素。研究结果表明：在棉农自主经营管理条件下，棉田土壤容重并未随着连作年限的增加呈现有规律的变化。随着连作年限的增加土壤速效磷、全氮、全钾含量均呈下降趋势，土壤有机质以及土壤速效钾含量则是连作8 a之后随着连作年限的增加呈下降趋势。随着连作年限的增加，棉田土壤微生物总量呈明显的下降趋势，连作8 a、12 a、15 a棉田的土壤微生物总数平均值分别比连作5 a的下降了40.1%、46.7%、52.4%，而且微生物菌群结构也发生了变化，总体表现为细菌和放线菌数量减少，真菌数量增加的发展态势。     

塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分性状的影响

为了研究塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分特性的影响,以棉田轮作方式(水稻→棉花、水稻→冬麦→棉花、水稻→冬麦-绿肥→棉花)和连作年限(3、5、8、10、15 a)为试验因素,对0~100 cm土层土壤进行了调查与试验。结果表明:短期轮作对棉田土壤养分含量无影响,棉花连作年限是不同层次土壤养分含量变化的主要影响因素,连作3、8、10、15 a土壤0~20 cm速效氮平均为40.60、48.75、51.96、44.35 mg/kg;速效磷平均为10.16、26.72、27.00、23.37 mg/kg;速效钾平均为184.70、142.60、130.20、105.56 mg/kg;有机质含量分别为10.43 g/kg、12.10g/kg、12.93 g/kg、13.56 mg/kg;无论轮作类型、连作年限长短,从垂直分布上,连作15 a、3 a土壤速效氮F值分别为79.01、299.45;速效磷F值分别为88.99、17.54;有机质F值分别为77.27和171.6。表明长期连作降低了上下层土壤速效氮和有机质含量差异而增加了上下层土壤速效磷含量差异;有机质含量随着土层深度的增加而降低;速效钾含量有随着土层深度的增加而增加的趋势。棉花长期连作有利于增加各层次土壤速效氮、速效磷和有机质含量,同时降低深层土壤速效钾的含量;连作8~10 a耕作层土壤速效氮、有效磷含量达到最大值分别为52.35 mg/kg和27.45 mg/kg。     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。     

压砂年限对土壤质量的影响研究

以宁夏海原县关桥乡罗山村的绵砂压砂地为对象,邻近未压砂地农田为对照,研究压砂1a,3a,5a,7a,10a后土壤机械组成,理化性质及酶活性的变化。结果表明:压砂地与对照相比土壤水分含量高、全盐含量低;随着压砂年限的增加土壤质地粗化、容重明显增加,毛管孔隙度、持水量降低;土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮、速效磷、速效钾均呈下降趋势,过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶的活性也逐年降低。连作3a表现出明显的连作障碍,压砂10a土壤质量状况较差。说明压砂对土壤的影响是双向的。     

连作对谷子土壤酶活性及养分的影响

为探明谷子连作对土壤环境的影响,分析不同连作年限对谷子土壤养分和酶活性的影响,本研究在4a不施肥定位试验的基础上,设置连作2 a(T1)、连作3 a(T2)、连作4 a(T3)和轮作(CK)4个处理,分别测定了土壤养分、土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性及其变化。试验结果表明,与轮作(CK)相比,连作2 a(T1)、连作3 a(T2)和连作4 a(T3)分别减产6.9%、12.7%和35.6%,随着连作年限增加,减产幅度加大;连作土壤氮、磷含量降低,其中速效氮含量降低最为显著(P0.05),速效钾含量变化不显著(P0.05),土壤p H升高。连作条件下,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均呈现逐年降低的趋势,且随着连作年限增加,降低越显著,连作4 a(T3)显著低于其它处理(P0.05)。     

连作年限对土壤理化性质及酶活性的影响

以新疆北疆博乐市精河县托托乡连作5年、10年、15年、20年和30年的棉田土壤为研究对象,应用Pearson相关分析方法对不同连作年限棉田土壤基本理化性状及酶活性进行了分析。结果表明:棉花连作对土壤理化性质及酶活性有较大影响,土壤pH、有机质、全氮与四种土壤酶相关性较好,是影响酶活性的重要因子;随着连作年限增加,过氧化氢酶、蔗糖酶活性增强,磷酸酶、脲酶活性降低;不同种土壤酶随土层厚度的增加酶活性逐渐降低,并在三个土层中存在显著差异;棉田连作对土壤理化性质及酶活性的影响有利也有弊,在评价土壤肥力状况方面,某些土壤酶可以作为土壤生化过程强度的较好指标。     

玛河流域不同连作年限棉田土壤质量分析及综合评价

以玛河流域不同连作年限(1、5、10、15、20 a和25 a)棉田土壤为研究对象,测定了土壤碱解氮、有机质、速效钾、速效磷、pH值、盐分及镉(Cr)、铬(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、砷(As)共计12个指标,对比分析土壤养分特征和重金属含量,分别采用因子分析法和土壤质量综合评价指数法对不同连作年限棉田土壤质量状况进行定量评价并划分等级,采用Muller地质累积指数法评价棉田土壤重金属污染情况。结果表明:(1)pH值在开垦种植1 a和25 a连作时最高,均值为7.90,5、10 a连作时最小,pH值均值为7.75;土壤盐分含量由连作5 a的3.68 g·kg~(-1)逐年增加至连作25 a的3.87 g·kg~(-1);有机质含量在种植1 a时仅11.02 g·kg~(-1),随后缓慢增加,至连作10 a达19.97 g·kg~(-1),之后降低,25 a时降至1 a水平;速效钾含量变化趋势与有机质相似;全氮和速效磷从种植1 a开始逐年递增,连作25 a时达最大,全氮含量0.903 g·kg~(-1),速效磷含量55.1 mg·kg~(-1)。(2)土壤重金属Cr、Ni、Cu、Pb、As和Cd含量均随连作年限增加而增加,其中Cr、Ni和Cd在连作15 a时分别达93.87、33.18 mg·kg~(-1)和0.23 mg·kg~(-1),有重金属富集趋势;As在连作20 a和25 a分别为12.03 mg·kg~(-1)和13.53 mg·kg~(-1),为轻度污染;污染指数(I_(SHM))显示Pb在连作1～25 a均无污染(I_(SHM)0),Cu含量超标(I_(SHM)0)。(3)因子分析法得出,SQAV评分最高的是连作10 a(0.437),其次是5 a(0.247),1 a和25 a为负值(分别为-0.712和-1.253),不利于土壤质量提升;土壤综合质量指数评价法得出5 a和10 a棉田土壤质量为"高",土壤综合质量指数(SQI)分别为1.02和1.10,1 a和25 a为"低",SQI分别为0.63和0.61,土壤质量状况最差,15 a和20 a为"中"。两种评价方法得出的结论相似,说明本研究选取的评价方法合理,可以定性定量对不同连作年限棉田土壤质量进行评价。     

马铃薯连作障碍与土壤环境因子变化相关研究

取不同连作年限(连作0、3、5、7年)的土壤测定其生物和非生物环境因子,并采用盆栽的方法获取不同连作年限的马铃薯幼苗,测定其生长发育指标及抗性生理指标,以探究马铃薯不同连作年限土壤生物和非生物环境因子的变化。结果表明:随着连作年限的增加,土壤含盐量、碱解氮含量和土壤容重逐年上升,在连作7年时分别比对照高348.31%、228.57%和5.39%;在连作5年和7年时,速效磷、速效钾和有机质含量显著下降,连作7年时比对照下降27.43%、31.27%和38.30%;土壤中酚酸类化感物质含量(除对羟基苯甲酸外)显著增加;在连作5年和7年时,香草酸分别高于对照24.87%、19.82%;阿魏酸和总酚酸含量在连作7年分别达到对照的270.2%、374.9%;土壤中脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和转化酶活性显著下降,其中转化酶活性在连作3、5、7年时其活性分别下降为对照的78.6%、70.8%和48.1%;细菌和放线菌数量显著减少,连作7年时分别比对照下降26.67%和10.85%;马铃薯幼苗叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性、根系活力和净光合速率显著下降,MDA含量和活性氧产生速率显著升高。从整体上看马铃薯连作5年和7年幼苗生长发育受到显著抑制,说明连作障碍达到显著水平,这与上述土壤各环境因子的变化是相对应的,这可能就是连作障碍的直接原因。马铃薯连作5年和7年时,由于土壤菌类组成、关键酶活和理化性状的改变及酚酸类化感物质含量的显著增加,造成了一系列生物和非生物环境胁迫,从而导致连作障碍的发生。     

连作对马铃薯生长和土壤健康的影响及机制研究

以连作马铃薯土壤及不同连作年限马铃薯为材料,通过分析不同连作年限(分别连作0、3、6 a)马铃薯生长发育及土壤健康各因素的变化,对连作马铃薯生长发育及土壤健康的变化及机制进行了探讨。结果表明,随连作年限增加,土壤有机质、速效磷含量以及土壤pH值逐渐降低,在连作6 a时,土壤有机质含量、速效磷含量和土壤pH值分别比对照下降了50.72%、34.10%和8.68%;碱解氮含量上升,在连作3 a和6 a时,碱解氮分别比对照升高了84.62%、169.23%;土壤肥力相关酶活性下降,在连作6 a时,土壤中碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比对照下降了36.34%、35.72%、29.83%和74.16%;酚酸类化感物质含量升高,在连作6 a时,土壤中羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸和总酚酸的含量比对照升高了33.61%、31.30%、51.64%、40.57%;细菌和放线菌数量下降,真菌数量升高,在连作6 a时,细菌和放线菌数量比对照降低了88.59%和84.21%,真菌数量在连作6 a时比对照升高了253.85%,说明连作造成土壤健康状况下降。研究还发现随着连作年限增加,马铃薯叶片MDA含量升高,连作6 a时MDA含量比对照增加了142.47%,说明马铃薯叶片遭受了一定程度的脂质过氧化;马铃薯叶片相对叶绿素含量、净光合速率和气孔导度下降,连作6 a时分别比对照降低了13.30%、13.98%和50.00%;株高、茎粗、地上生物量和块茎产量逐渐下降,连作6 a时分别比对照下降了42.49%、54.40%、58.35%和61.79%,说明连作严重影响了马铃薯的光合能力和生长发育。可见,马铃薯连作导致了土壤理化性质恶化,代谢活力降低,养分失去平衡,土壤酚酸类物质大量累积,最终导致微生物群系发生变化,从而从整体上降低了土壤的健康状况,严重影响马铃薯生长发育。     

民勤退耕区不同年限退耕地土壤理化性质及酶活性

以民勤不同年限(1、2、4、8、13 a)退耕地为研究对象,以当年耕地作为对照,采用时空替代法及通径分析法研究不同年限退耕地土壤理化性质、土壤酶活性变化特征及二者的相关关系。结果表明:(1)随着退耕年限的增加土壤速效钾含量表现为缓慢上升趋势,在退耕13 a达到峰值(411 mg·kg~(-1));其余理化指标均在退耕13 a时降至最低,分别为砂粒含量59%、土壤容重1.285 g·cm~(-3)、土壤有机质含量7.9 g·kg~(-1)土壤全氮含量0.1 g·kg~(-1)、速效磷含量0.329 mg·kg~(-1)。土壤含水率、土壤容重均表现为深层(20～40 cm)土壤高于表层(0～20 cm)土壤,土壤砂粒含量、有机质、速效钾、全氮、速效磷均表现为表层高于深层。(2)4种土壤酶活性随退耕年限的增加表现为先升高再下降的波动趋势,除了过氧化氢酶活性整体表现为较高水平外,其余土壤酶活性均为表层土壤大于深层土壤,且差异性显著(P0.05),其中过氧化氢酶活性值最高达到了0.828 mL·g~(-1)·20 min~(-1),磷酸酶活性值最低为0.0036 mg·g~(-1)·d~(-1)。(3)退耕地磷酸酶、脲酶活性与速效钾含量相关系数分别达到-0.949、-0.966,呈极显著负相关。(4)经通径分析可知,表层(0～20 cm)土壤速效钾含量是影响磷酸酶活性、蔗糖酶活性的直接主要因子,有机质含量间接影响4种土壤酶活性;深层(20～40 cm)土壤有机质含量为影响磷酸酶活性、过氧化氢酶活性直接主要因子,全氮含量间接影响4种土壤酶活性。     

压砂瓜连作对土壤酶活性及理化性质影响

对宁夏兴仁镇红圈子村连作1 a、3 a、5 a、7 a、10 a的压砂瓜田土壤酶活性和理化性质数据进行单因素方差分析、Pearson相关分析以及主成分分析,以探明随压砂瓜连作年限的增加砂田土壤质量的变化趋势,为提高宁夏中部干旱带砂田的可持续利用提供依据。结果表明:随连作年限的增加,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性都逐渐下降,其中,脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤容重呈极显著负相关,与土壤总孔隙度表现出极显著正相关关系。土壤物理性质随连作年限的增加呈逐渐恶化趋势,土壤水分状况在连作5 a最佳;土壤肥力状况也逐渐降低,土壤全盐含量明显降低。土壤质量综合主成分得分最高的是1 a砂田为0.96,10 a砂田得分最低为-0.8。连作5~7 a表现出明显的连作障碍。因此,在砂田耕作的过程中必须进行科学合理的施肥与耕作,以保证砂田的持续利用。     

渭河上游地区温室菜地土壤肥力演变特征研究

在陇东南渭河上游地区的天水市武山县,通过田间采样的方法,以不同种植年限的温室和露地的耕层土壤(0~20 cm)为研究对象,研究了长期连作温室蔬菜对土壤p H、全盐、有机质及氮磷钾养分的影响。结果表明:不同种植年限温室菜地的土壤p H都明显低于其露地大田,而且随种植年限的延长,p H逐渐降低,与种植年限显著负相关,年均降低0.05个单位。而土壤全盐含量与种植年限呈显著正相关,年均增加0.091个百分点。连续14年种植温室蔬菜土壤全盐含量达到0.34%,是露地土壤的6.35倍。土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量也随种植年限逐渐增加,与种植年限显著正相关,连续14年种植温室蔬菜后,土壤的速效氮、速效磷和速效钾含量分别达到230.17、342.17 mg·kg-1和263.00 mg·kg-1,显著的高于大田。     

新疆玛纳斯河流域棉田土壤有机碳含量时空分异规律

玛河流域棉田土壤有机碳的空间分异与连作棉田土壤有机碳变化的研究结果表明:由南至北在纬度梯度上有机碳总量随土壤粘粒含量的降低,砂粒含量的增大而呈下降趋势。HU-C和FA-C的变化趋势与总有机碳变化相近,HA-C在冲积扇缘有最大值,冲积平原下降,干三角洲呈增加趋势。H/F和Kos随纬度呈增长趋势。棉田土壤有机碳总量在秸秆还田技术下随连作年限的增加而提高,但主要增加了HU-C。H/F随连作年限呈下降趋势,在连作8年之后变为1。Kos在连作1~9年呈下降趋势,随后开始增长,8~9年是连作棉田土壤有机碳质量衰退的警戒值。     

连作对新疆绿洲棉田土壤微生物数量及酶活性的影响

对新疆绿洲棉田不同连作年限棉花根际土壤微生物数量、酶活性及土壤理化性质进行研究,结果表明:(1)随着连作年限的延长,细菌数量呈现先增加后减少的趋势,真菌数量则一直在增加,放线菌趋势不明显,说明新疆绿洲棉田土壤在连作一定年限后,棉田土壤由细菌型向真菌型转变;(2)脲酶和蛋白酶活性随连作年限增加表现出先增加后减少趋势;蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性与连作年限关系不明显;(3)对微生物数量、土壤酶和土壤理化性质的相关性分析表明,脲酶和蛋白酶与细菌数量呈现良好的正相关性,其中脲酶的相关性最好,呈极显著水平(ρ＜0.01),蛋白酶呈显著水平(ρ＜0.05);土壤酶与放线菌和真菌之间没有明显的相关性;细菌数量与有机质、全氮和速效氮之间呈显著正相关,与总盐含量呈显著负相关.     

不同连作年限硒砂瓜土壤细菌群落结构特征

应用高通量测序技术对宁夏中卫地区不同连作年限硒砂瓜土壤细菌群落结构和多样性进行研究,旨在揭示不同连作年限对硒砂瓜土壤细菌群落结构的影响。结果表明:随着连作时间的增加,细菌多样性指数和丰富度指数逐渐增加。从5份不同连作年限硒砂瓜土壤样本中共获得39门、98纲和620属的细菌;优势门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria);随着连作时间的增加,放线菌门、酸酐菌门丰度先增加后降低,变形菌门丰度逐渐降低,绿弯菌门丰度呈先降低后增加又降低现象;优势纲分别为放线菌纲(Actinobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、芽单胞菌纲(Gmmatimonadetes)、杆菌纲(Bacilli)、热原体纲(Themomicrobia)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria);优势目为norank_c_Acidobacteria、芽孢杆菌目(Bacillales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)、根瘤菌目(Rhizobiales)。RDA分析表明,有机质、速效磷是硒砂瓜连作土壤细菌群落组成的主要影响因子。研究表明,引起硒砂瓜连作障碍发生主要因素不是由于土壤理化性质变化引起的,而是随着连作时间的增加,放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、厚壁菌门等有益微生物丰度下降造成的。     

农田耕种对土壤酶活性及土壤理化性质的影响

通过分析连续耕种5、10、15、20、30年农田土壤的4种酶活性及土壤理化性质,得出结论：随着种植年限的增加,灌溉、耕作、施肥等人类生产活动改变了酶在各土层间的活性格局。过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性随年限的增加总体趋势增加,有机质和土壤水分变化类似,一致表现出＂N＂形的变化趋势,脲酶活性和磷酸酶活性呈现＂M＂形的相似变化...