秸秆及生物炭还田对土壤有机碳及其活性组分的影响

以油菜/玉米轮作农田生态系统为研究对象,根据“等碳量还田”原则设置了常规施肥(CK)、秸秆还田(CS)、秸秆+速腐剂还田(CSD)、生物炭还田(BC)、秸秆+生物炭1∶1还田(CSBC)处理,采用田间试验方法,研究了秸秆与生物炭还田下土壤有机碳及其活性碳组分的变化,以期为秸秆和生物炭还田及紫色土培肥提供依据。结果表明: 1) 与对照(CK)相比,各处理均能显著增加土壤总有机碳含量,增幅为31.26%~107.82%,其中以BC处理最显著,达到107.82%,且BC、CSBC处理显著高于CS、CSD处理,生物炭更有利于土壤固碳。2)土壤各活性有机碳含量在油菜角果期和玉米灌浆期最高,除玉米季土壤可溶性碳外,各处理微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和易氧化态碳(ROC)含量大小顺序均为:CSD>CS>CSBC>BC>CK处理,秸秆与生物炭还田各处理的MBC、DOC和ROC含量分别为125.53~172.02 mg·kg^-1、102.73~79.07 mg·kg^-1和2.00~6.01 g·kg^-1。3)秸秆和秸秆+速腐剂的微生物熵、DOC/SOC、ROC/SOC显著高于生物炭和秸秆+生物炭。与CK相比,CS和CSD处理显著提高了土壤ROC/SOC,而BC和CSBC处理却显著低于CK处理14.33%~18.38%。秸秆、秸秆+速腐剂还田能促进微生物可直接利用的活性碳转化,提高土壤有机碳活性,改善土壤生物肥力。生物炭还田尽管其微生物活性较低,但土壤有机碳稳定性较高,可以促进土壤固碳。     

促生菌剂及有机肥的添加对高寒草甸土壤酶活性的影响

【目的】探究促生菌剂及有机肥施用对高寒草甸土壤环境的影响,为促生菌剂在天然草甸中施用及高寒地区草甸生态系统的管理提供理论依据。【方法】以甘南玛曲高寒草甸为研究对象,设计随机区组研究,设置对照（CK）、促生菌剂（PG）、有机肥（OF）、促生菌剂和有机肥1∶1配施（PG+OF）4个处理,通过测定土壤理化性质、微生物量碳（MBC）、微生物氮（MBN）、微生物磷（MBP）和水解酶活性（AP、βG、CBH、βX、NAG）,研究促生菌剂及有机肥对高寒草甸土壤酶及酶化学计量比的影响。【结果】与对照（CK）相比,处理PG、OF及PG+OF的电导率显著降低,MBC、N、P含量显著升高;处理PG+OF高寒草甸土壤的MBN含量显著高于其他处理,即促生菌剂和有机肥相互作用显著提升土壤中微生物数量。与CK相比,处理PG、OF及PG+OF显著促进水解酶活性升高,MBC、MBP、MBN、EC是土壤中酶活性及酶化学计量比变化的重要驱动因子,不同处理间酶化学计量比差异显著。【结论】促生菌剂及有机肥施用显著增加土壤中微生物数量,增强土壤中微生物活性,且对缓解土壤内碳源、磷源缺失具有正向作用,配施促生菌剂和有机肥对土壤的改...     

绿肥不同还田方式对土壤温室气体排放的影响

为探究不同绿肥在翻压和覆盖两种还田方式下引起的温室气体排放及对土壤微生物量碳氮的影响.采用室内培养试验,设置光叶苕子翻压(VB)、光叶苕子覆盖(VS)、黑麦草翻压(RB)、黑麦草覆盖(RS)和无绿肥(CK)5个处理,测定土壤CO2、N2O、CH4浓度和微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量,分析了土壤温室气体的排放速率、累积排放量以及综合增温潜势.结果表明,绿肥还田显著提高了土壤CO2、N2O的排放,不同还田方式(翻压与覆盖还田)及不同绿肥品种对CO2、N2O排放的影响存在显著差异.覆盖还田较翻压还田显著降低了CO2、N2O排放.培养期内绿肥覆盖处理CO2的排放速率和累积排放量比翻压处理降低17.07％～18.55％和8.15％～9.79％;N2O的排放速率和累积排放量降低22.91％～38.35％和17.97％～34.39％.在相同还田方式下,不同绿肥品种显著影响了CO2、N2O排放,豆科绿肥还田引起的CO2、N2O累积排放量比禾本科绿肥高8.87％～10.85％ 和21.90％～52.42％.各处理土壤温室气体的排放与土壤微生物量碳、微生物量氮(MBC、MBN)含量呈显著正相关,绿肥翻压还田显著提升了MBC、MBN含量,比覆盖还田高21.42％～40.52％和28.22％～34.23％.综上,绿肥覆盖还田比翻压还田更能有效减少土壤温室气体的排放,且有利于保护生态环境和节约人工成本,但是对作物生长及产量的影响有待田间试验验证.     

青藏高原退化草甸土壤微生物量、酶化学计量学特征及其影响因素

探明草地退化过程中土壤微生物量和酶的变化趋势及其化学计量学特征,对理解草地的退化机理有重要意义。本研究以青藏高原高寒草甸4种不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化、重度退化）草甸为研究对象,分析了土壤微生物量和酶化学计量学特征及其影响因素。结果表明,随草甸退化程度的加剧,土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、全氮（Total nitrogen,TN）、速效钾（Available potassium,AK）、微生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）含量显著降低;未退化草甸β-1,4-葡萄糖苷酶（β-1,4-Glucosidase,BG）和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（β-N-Acetylglucosaminidase,NAG）活性显著低于轻度、中度和重度退化;重度退化草甸土壤氮/磷、MBN/MBP显著低于未退化,ln（NAG+LAP）/lnALP取值范围为0.77~0.83,高于全球均值0.44,说明退化引起了该地区的土壤氮限制;相关分析表明微生物量和酶的化学计量比受有机碳和全氮的影响显著。综上,微生物量和酶的化学计量学特征对土壤养分变化响应敏感且能反映土壤养分限制情况。     

黄土丘陵区不同植被类型下土壤与微生物C,N,P化学计量特征研究

对刺槐林、柠条林、酸桃-柠条混交林、撂荒地和耕地等植被类型的土壤微生物生物量及土壤碳（C）,氮（N）,磷（P）化学计量比的变化特征进行分析。结果表明：与耕地相比,在植被恢复中土壤及微生物C,N,P显著增加,表现为：刺槐林 >柠条林 >混交林 >撂荒地 >耕地,土壤微生物量碳（Microbial Biomass Carbon,MBC）,微生物量氮（Microbial Biomass Nitrogen,MBN）,微生物量磷（Microbial Biomass Phosphorus,MBP）含量变化较土壤C,N,P明显。微生物碳增幅62.78%~366.90%;微生物氮增幅85.48%~737.24%;微生物磷增幅67.83%~167.14%,土壤及微生物C,N,P随土层深度增加呈递减趋势。另外,土壤及微生物C,N,P的化学计量比值也受植被类型和土壤层次垂直分布的影响,表现为C/N为7.21~15.56,均值9.67;C/P为2.36~8.50,均值5.78;N/P为0.26~0.96,均值0.61,MBC/MBN比为5.14~54.34,均值9.36;MBC/MBP比为9.73~40.32,均值28.68;MBN/MBP比为0.19~4.96,均值3.35;且与土壤及微生物C,N,P间均呈显著相关。另外,土壤N/P及MBN/MBP偏低,而磷素含量充足,表明黄土丘陵区植被恢复主要受氮素营养限制。土壤及微生物C,N,P含量变化与植被类型和土壤层次垂直分布存在密切关系且植被恢复对土壤质量得到了极大的改良。     

封育对蒿类荒漠草地土壤有机碳及土壤微生物生物量生态化学计量特征的影响

为了厘清封育过程中退化荒漠草地土壤微生物生物量生态化学计量学特征、土壤有机碳积累特征及其关系,对天山北坡新源县、博乐市、玛纳斯县、呼图壁县、奇台县封育4～7年的蒿类荒漠草地0～50 cm土层土壤有机碳（SOC）、土壤微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）、磷（MBP）含量及其化学计量比进行了分析,并用结构方程模型解析了SOC与土壤MBC、MBN、MBP及其化学计量比间的关系。结果表明：1）封育后0～50 cm土层蒿类荒漠草地SOC含量较对照显著降低15.52%(P<0.05),而土壤MBC、MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP总体变化不显著。2)SOC与MBC、MBN、MBP均呈显著正相关（P<0.01）,与MBC/MBN、MBC/MBP呈负相关,且封育后SOC与MBN/MBP间的关系由显著正相关转为负相关（P<0.01）。3）结构方程分析表明,土壤MBC、MBN、MBP及其计量比对SOC积累的直接解释率为46%,且MBN对土壤有机碳的作用效应最强（P<0.001）,封育降低了土壤MBC、MBN对土壤有机碳积累的影响,增加了土壤MBP的...     

箭筈豌豆种植密度对土壤微生物养分代谢的影响

箭筈豌豆是一种优良的绿肥作物,具有固氮、改善土壤结构等功能,在农业生产中使用十分普遍,但目前关于种植箭筈豌豆对土壤微生物养分代谢特征影响的研究还鲜有报道.本研究基于盆栽试验,设置了不同种植密度的箭筈豌豆处理,包括低密度组(19株·盆-1)与高密度组(40株·盆-1),同时设置空白土壤作为对照,研究上述处理对土壤养分和微生物特性的影响.结果显示:1)高密度组箭筈豌豆生物量和养分积累量均高于低密度组,从土壤获得的有效养分增加,植物生长受P的限制性增强;2)种植箭筈豌豆高密度组处理显著降低了土壤可溶性无机磷含量,尽管对可溶性有机碳和总氮的影响不显著,但可溶性总氮较对照明显有降低的趋势,最终对土壤可溶性养分计量比RC:N、RC:P、RN:P的影响不显著;3)种植箭筈豌豆增加了SMBC、SMBN含量和SMBC:SMBP、SMBN:SMBP,降低了SMBP含量和SMBC:SMBN,表明微生物生长对N的需求量增加;4)种植箭筈豌豆降低了土壤BG(C-获取酶)酶活性而增加了(NAG+LAP)(N-获取酶)和AP(P-获取酶)酶活性,降低了BG:(NAG+LAP)、BG:AP和(NAG+LAP):AP,表明土壤微生物通过增加N和P获取的酶活性以增加对短缺养分的获取.因此,种植不同密度的箭筈豌豆在改变土壤养分特征的同时,还改变了土壤微生物养分代谢特征,微生物通过调整体内养分含量及胞外酶的分泌量及计量比以适应新的资源供应特征.     

黄帚橐吾对退化高寒草地植物、土壤养分及微生物量的影响北大核心CSCD

黄帚橐吾作为指示高寒草甸植被退化的重要物种,研究其对草地生态系统植被、土壤以及微生物养分循环的影响,对揭示其入侵机制具有重要意义。本研究以黄帚橐吾危害区为研究对象,用化学药剂去除黄帚橐吾的竞争优势,分析黄帚橐吾危害后植被功能群养分、土壤养分以及土壤微生物量的变化。结果表明:黄帚橐吾危害后,提高了莎草科体内碳(C)含量,禾本科和豆科氮(N)含量显著升高,豆科磷(P)含量显著升高,而莎草科P含量显著降低(P<0。05),且黄帚橐吾体内C含量显著高于其他功能群(P<0。05);各功能群C/N表现为莎草科显著高于豆科和杂类草(P<0。05),C/P为莎草科显著高于其他功能群(P<0。05),同时,植物C含量与N含量、P含量负相关,N含量与P含量正相关。黄帚橐吾危害后土壤全氮含量显著升高,速效氮、全钾和速效钾含量显著降低,C/N显著降低,N/P显著升高(P<0。05)。黄帚橐吾引起土壤微生物量(MBC、MBN和MBP)的升高,使土壤微生物活性上升,MBC/MBN和MBC/MBP在危害区也高于防除区,MBN/MBP略低于防除区,说明黄帚橐吾对N的需求大于对P的需求。植物C、N、P含量及化学计量比与土壤养分和土壤微生物量及化学计量比具有一定的相关性,冗余分析(RDA)结果得到在黄帚橐吾危害区黄帚橐吾C、N、P含量与土壤养分和微生物量具有较大的相关性,且植物的P含量与土壤养分和微生物量显著相关(P<0。05),而在防除对照区内每个功能群植物对养分的需求均匀分布,可见黄帚橐吾危害后影响了草地养分的分配格局。     

秸秆和生物炭对油菜—玉米轮作下紫色土有机碳及碳库管理指数的影响

为揭示西南紫色土区有机碳库对秸秆还田和施用生物炭的响应,采用田间试验的方法,研究了油菜(Brassica napus)-玉米(Zea mays)轮作制度下,对照(CK)、秸秆还田(CS)、施用生物炭(BC)、秸秆+生物炭1∶1混施还田(CS+BC)、秸秆+速腐剂还田(CS+D)5种处理的紫色土各形态有机碳含量及碳库管理指数(CPMI)。结果表明,与CK相比,秸秆还田和施用生物炭各处理均能提高土壤有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳、矿物结合态有机碳、活性有机碳含量及碳库管理指数,其中CS+D处理的微生物生物量碳、粗颗粒有机碳含量、土壤微生物熵最高,增幅分别为104.17%、248.57%和66.61%;其次为CS处理,增幅分别为75.25%、211.43%和51.38%;CS+D和CS处理的碳库管理指数分别比CK处理高87.42和70.95;BC处理下土壤矿物结合态有机碳含量最高,达到了13.14 g·kg-1。可见,秸秆还田、秸秆+速腐剂还田提高土壤有机碳活性和碳库管理指数的效果优于施用生物炭,有利于提升地力和改善土壤质量,而施用生物炭下土壤有机碳稳定性较高,有利于土壤有机碳长期稳定固持。     

黄土高原果园不同覆盖模式对土壤酶活性的影响

为探究土壤绝对酶活性和相对酶活性在果园不同覆盖模式下的变化特征及相关影响因素,为果园土壤质量评价提供理论依据,本试验以传统清耕(Conventional tillage,CT)为对照,研究秸秆(Corn stalk,CS)、黑麦草(Lolium perenne L. Ryrgrass,RE)和白三叶(Trifolium repens L. White clover,WC)处理下α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase,AG)、β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BG)、β-木糖苷酶(β-xylosidase,BXYL)、纤维二糖苷酶(Cellobiosidase,CBH)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(Acetylglucosaminidase,NAG)、亮氨酸氨基肽酶(L-leucine aminopeptidase,LAP)和碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)变化特征及影响因素。结果表明,覆盖措施不同程度提高了0~40 cm各土层土壤绝对酶活性。AG,BG,BXYL,CBH,NAG和ALP活性表现为CS>RE>WC>CT,LAP表现为WC>CS>RE>CT。不同覆盖下土壤相对酶活性变化与绝对酶活性基本一致。冗余分析表明,土壤酶活性与有机碳、全氮、全磷等土壤理化因子含量正相关,而与pH值和容重负相关,有机碳、硝态氮和铵态氮含量是影响土壤酶活性的关键环境因素。     

高寒草甸群落地表植被特征与土壤理化性状、土壤微生物之间的相关性研究

以青藏高原高寒草甸4种主要草地类型为研究对象,分析了不同植被类型土壤的理化性质、土壤微生物数量、土壤酶活性与生态系统功能间的相互关系。结果表明,不同植被类型群落的土壤特性存在明显差异。藏嵩草沼泽化草甸0～40cm土层土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮和土壤速效氮含量明显不同于矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸,土壤物理特性的改变(土壤养分、土壤容重、土壤湿度等)会引起植被组成、物种多样性变化;细菌数量和真菌数量与植物群落地上生物量之间存在显著正相关关系(P＜0.05)、放线菌数量与生物量之间的相关性不显著,不同植被类型的群落生物量影响着土壤微生物数量和组成;不同草地类型植物群落地上生物量与土壤酶活性(磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶等)之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),土壤酶活性对土壤有机质、腐殖质等的合成起到了积极作用。土壤酶活性的高低不仅影响了群落生物量,同时也影响群落物种多样性(物种丰富度),土壤酶活性的高低通过影响土壤微生物种类和数量、土壤养分含量,从而间接影响群落物种多样性。     

土壤种子库研究综述——规模、格局及影响因素

土壤种子库物种构成及数量特征一直是植被科学研究的热点问题,同时土壤种子库数量特征具有空间、时间分布属性,这些问题的研究对揭示土壤种子库的植被生态学机制具有重要意义。影响土壤种子库形成的各种因素干扰着种子库存在状态和输入、输出特征,因此研究土壤种子库外在影响因素具有重要意义,土壤种子库的研究方法对土壤种子库数量结果影响很大,因此综合前人研究,发展适宜研究对象的取样、分析方法能够得到可靠的结果。以后的研究还应集中于所研究植被的土壤种子库容量探查上,明确种子库物种构成,这对植被演替、发展及植被管理有重要指导意义。     

玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。     

土壤pH值变化对3种草原类型土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

酸碱性是土壤的重要化学性质,土壤pH值的升高和降低会影响土壤养分的分布及转化情况,进而影响群落组成及生态系统的功能。全球变化和人类活动降低了草原生态系统的土壤pH值,而不同草原类型的土壤碳氮磷生态化学计量特征对土壤pH值变化的响应尚不清楚。本研究以内蒙古自治区土壤酸碱性不同的荒漠草原、典型草原和草甸草原3种草原类型作为研究对象,通过酸碱添加试验改变土壤pH值,研究土壤碳氮磷生态化学计量特征的相应变化。结果表明：1）荒漠草原和典型草原0~10 cm土层的土壤pH值显著高于草甸草原,3种草原类型10~30 cm土层的土壤pH值无显著差异;荒漠草原土壤有机碳、全氮和全磷以及土壤碳氮比、氮磷比和碳磷比均低于典型草原和草甸草原,除土壤全磷外均存在显著差异;典型草原的土壤全氮在10~30 cm土层显著高于草甸草原;草甸草原0~10 cm土层的碳氮比显著高于典型草原。2）对于0~10 cm土层而言,酸添加显著增加了荒漠草原的土壤有机碳、碳氮比和碳磷比;碱添加显著降低了荒漠草原的土壤有机碳和氮磷比以及典型草原的土壤全氮和全磷,升高了荒漠草原的土壤碳磷比。对于10~30 cm而言,碱添加升高了荒漠草原的土壤碳氮比,降低了典型草原的全氮和氮磷比以及草甸草原的碳磷比。3）荒漠草原0~10 cm土层的土壤有机碳、全氮、碳磷比和氮磷比均与土壤pH值具有显著负相关关系;典型草原和草甸草原的土壤碳氮磷生态化学计量特征与土壤pH值不存在显著相关关系。以上结果说明,不同草原受土壤pH值改变的影响表现为荒漠草原>典型草原>草甸草原,且表层土壤相比下层土壤受到的影响更为明显。酸碱添加对不同草原类型土壤碳氮磷化学计量特征的影响揭示了生态系统对土壤pH值改变的短期响应。因此,在全球气候变化和人为活动引起的土壤pH值发生变化的背景下,草原生态系统在土壤退化后的恢复重建中应合理调节土壤pH值,以保证土壤养分元素的平衡及循环过程。     

植被与水土流失

本文着重从定量关系出发,综述了植被丛冠层、枯枝落叶层、根系层防止水土流失方面的作用,包括植被覆盖度与降雨截留量土壤流失量和拦沙强度等,有效根密度与土壤抗冲性,有效深度、有效幅度与土体抗剪强度等的定量关系。     

内蒙古不同草原类型土壤呼吸对放牧强度及水热因子的响应

土壤呼吸的测定对于预测不同生态系统碳收支起着关键性作用。本研究利用Li-8100开路式碳通量测定系统,对内蒙古荒漠草原、典型草原和草甸草原生态系统在不同放牧强度(零放牧的对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧)下土壤呼吸速率进行测定,并分析了土壤呼吸与土壤温度(10 cm处)和空气相对湿度的相关性。结果表明,草地类型、放牧强度及它们的交互作用都对土壤呼吸有显著影响(P<0.05),放牧强度对土壤呼吸的影响主要表现在荒漠草原和典型草原生态系统,对草甸草原没有显著影响。在不同草地生态系统中,随着放牧强度的增加,土壤呼吸速率呈先升高后降低的变化规律。方差结果显示,不同草原类型的土壤10 cm温度和空气相对湿度有极显著性的差异(P<0.001),不同放牧强度对土壤10 cm温度和空气相对湿度无显著性影响。     

水热因子对克氏针茅草原土壤呼吸及其土壤温度敏感性的影响

作为内蒙古重要的草地资源,克氏针茅草原在我国畜牧业生产中占有重要的地位。土壤呼吸是大气与陆地生态系统碳循环的主要通量,是土壤碳输出的主要途径。试验区设置在内蒙古锡林浩特市东部毛登牧场内以克氏针茅建群的典型草原;在2011-2013年采用开顶式生长室(OTC)对试验样地进行模拟增温增雨处理,在生长季(5-9月份)使用开路式土壤碳通量测量系统(LI-8100, LI-COR,NE) 对试验样地土壤呼吸强度进行测定;同时监测试验样地气温、土壤温湿度等环境因子,采集土壤样品并室内分析土壤养分特征和微生物生物量,并对土壤呼吸与环境因子间进行相关性分析。克氏针茅草原土壤呼吸受空气温度和土壤含水量影响显著(P<0.05),分别呈现出二项函数和线性相关关系;不同处理下土壤呼吸在相同时间存在显著差异(P<0.05),2012年增温增雨与增温处理下土壤呼吸速率分别为2.60和1.96 μmol/(m²·s), 2013年增温增雨与增温处理下土壤呼吸速率分别为3.38和2.09 μmol/(m²·s);增温增雨处理下,克氏针茅草原空气温度的升高和土壤含水量的降低均对土壤呼吸产生了抑制。土壤呼吸温度敏感度(Q₁₀)在2011-2012年中增温增雨处理明显高于对照处理和控温处理;2011-2013年控温处理都低于对照处理。本研究表明,土壤呼吸主要受水热条件影响,并且空气温度升高和土壤含水量的降低均对土壤呼吸有抑制作用,增温增雨处理下土壤呼吸速率要高于增温处理;土壤呼吸温度敏感系数与土壤温度、土壤含水量、土壤有机碳、全氮和微生物等环境因子之间的关系较为复杂,还有待深入研究。     

不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物数量及自毒物质含量的影响

为了探究不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物及自毒物质的影响,以轮作5年的“甘农3号”紫花苜蓿地为试验材料,研究紫花苜蓿与小麦和玉米在不同轮作处理下对土壤养分含量、微生物数量和自毒物质含量的动态变化及影响。结果表明:1)与CK相比,紫花苜蓿与玉米和小麦轮作后土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗增加。轮作玉米后有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗量显著高于轮作小麦(P<0.05)。2)紫花苜蓿轮作玉米、小麦后,土壤细菌和放线菌数量显著增加(P<0.05),且增量大小顺序为5年紫花苜蓿-2年小麦>5年紫花苜蓿-1年小麦>5年紫花苜蓿-2年玉米>5年紫花苜蓿-1年玉米;真菌数量下降,轮作处理较CK显著降低了48.96%、65.19%、66.72%、74.91%(P<0.05)。3)紫花苜蓿轮作玉米和小麦后,土壤主要自毒物质(绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素)含量均降低,轮作玉米和小麦后自毒物质总量在第1年较CK显著降低17.90%和27.50%(P<0.05),且轮作小麦第2年比第1年降低24.20%。综上所述,紫花苜蓿与玉米、小麦轮作能显著影响土壤微生物组成,降低自毒物质含量,有效改善土壤环境,而土壤养分缺乏并不是引起紫花苜蓿连作障碍的主要因素。在半干旱地区紫花苜蓿的草田轮作中,以紫花苜蓿-小麦轮作为宜,且轮作2年小麦对土壤的解毒效果更为明显,应避免紫花苜蓿-玉米轮作,以维持农田肥力平衡。通过典型性分析发现,土壤微生物数量和自毒物质含量之间呈显著相关关系,土壤中细菌和真菌数量对自毒物质总含量影响最大,放线菌数量和自毒物质绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素显著相关。     

土壤干扰、秸秆覆盖及AM真菌对蒺藜苜蓿生长及土壤水稳性团聚体的影响

AM真菌–植物共生体在农业生态系统中扮演着重要角色,容易受到耕作和秸秆覆盖等农业措施的影响.本研究以小麦(Triticum aestivum)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)为对象,模拟田间小麦→苜蓿轮作系统,探究了土壤干扰/不干扰以及秸秆覆盖/不覆盖处理下不同AM真菌及其组合对蒺藜苜蓿生长及土壤水稳性团聚体的影响.结果表明:1)AM真菌和蒺藜苜蓿的不同组合对土壤干扰和秸秆覆盖的响应存在差异性;2)土壤干扰会抑制AM真菌对蒺藜苜蓿的生长和磷吸收的促进作用,土壤干扰可影响AM真菌,进而影响蒺藜苜蓿;3)秸秆覆盖提高了蒺藜苜蓿生长和磷吸收;4)AM真菌总体上增加了土壤水稳性团聚体含量,土壤干扰和秸秆覆盖对土壤团聚体的影响,因土壤团聚体颗粒直径大小而异.综上所述,在田间条件下,适宜的AM真菌、免耕以及秸秆还田有利于改善土壤结构、减少水土流失和提高作物产量.