贝加尔针茅草原土壤酶活性及微生物量碳氮对养分添加的响应

通过草地养分添加控制试验,研究了贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原在CK,K,P,N,PK,NK,NP,NPK不同养分添加方式下土壤酶活性、土壤微生物量碳氮的变化以及他们与土壤养分间的相互关系。结果表明:土壤蔗糖酶在含磷养分添加条件(NP,NPK,P,PK)下活性显著高于CK,脲酶活性在氮磷组合添加条件下(NP,NPK)下有显著提高,碱性磷酸酶活性在NP,NPK和NK处理下有显著的提高,过氧化氢酶在不同养分添加条件下活性与CK无显著差异;NP,NPK,N和PK处理下微生物量碳显著高于其他处理,NP处理下微生物量氮显著高于CK;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关,微生物量碳与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈极显著正相关,微生物量氮与速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关。综合分析表明,氮磷养分组合添加可以提高贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮含量,有利于土壤肥力状况改良。     

甘南“黑土滩”型退化草甸土壤理化特性及酶活性季节变化

为明确甘南草原"黑土滩"型退化高寒草甸土壤特征,本研究分季节连续采集甘南州碌曲县4种退化程度（轻度退化（LD）,中度退化（MD）,重度退化（SD）和极度退化（ED））高寒草甸土壤,分析其理化性质及酶活性季节变化。结果表明：土壤含水量在8月份显著低于6月份和10月份,脲酶活性在6月份最高,土壤碱性磷酸酶活性在10月份最低;随退化程度加剧,土壤含水量和有机质含量均呈下降趋势,脲酶活性呈先上升后下降的趋势,土壤碱性磷酸酶活性呈上升趋势。8月份土层深度和退化程度两种因素的交互作用对土壤有机质、速效钾、速效磷、全氮和全钾含量均有显著影响（P<0.05）。综上所述,甘南"黑土滩"型高寒草甸表现出显著的土壤退化特征,土壤含水量、有机质含量和土壤脲酶活性呈降低趋势,而土壤速效磷、速效钾含量和碱性磷酸酶活性呈增加趋势。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

玛曲高寒草地土壤养分对不同利用方式的响应

选取玛曲高寒围封草地(封育草地、修复草地)、开垦地(燕麦地)以及不同退化程度草地(中度退化草地、黑土滩草地、沙化草地),对土壤养分进行分析研究.结果表明:草地的开垦与退化,使土壤有机碳(SOC)、全N、有效N、全P、有效P含量显著下降,而pH值却显著升高.随着草地的开垦与退化,全K、有效K变化不明显,沙化草地土壤中全Ca含量显著增高,约是其它利用方式的3倍以上.中度退化草地的全Mg含量最高,燕麦地、封育草地也出现了较高的Mg含量,但无显著差异.各项养分指标之间存在一定相关性, 尤其是SOC与全N、有效N呈极显著正相关,与全P、有效P、全K、有效K、全Mg含量呈显著正相关,与全Ca含量呈显著负相关关系.土壤pH值与土壤全Ca含量呈显著正相关关系,而与土壤其他养分呈显著负相关关系.土壤全Ca与全Mg之间呈显著正相关.     

黄土丘陵区不同撂荒年限自然恢复的退化草地土壤养分及酶活性特征

黄土丘陵区不同撂荒年限的自然恢复草地土壤中有机质、全N、有效N和速效P以及土壤蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶活性在剖面的分布均为上高下低,并随着土层的加深而降低。随着草地利用时间的增长,土壤有机质等养分和三种酶活性含量增高,活性增强。土壤养分及酶活性均以永久草地最高,三种酶活性与有机质和全N都呈明显的正相关,与有效N和速效P的相关不明显。人工草地不能增加土壤养分含量和酶活性,反而会大量消耗土壤养分使其肥力逐渐降低。     

退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征

根际是一类特殊的微生态系统,对研究土壤与植物群落间的相互作用具有重要意义。本研究旨在探讨高寒草甸退化过程中根际与非根际土壤的养分和微生物量分布特征,以及优势植物根际养分富集的相关性和差异性。结果表明：不同退化程度条件下,根际土壤中微生物量碳、氮、磷和养分含量显著高于非根际土壤（P<0.05）,且随退化程度加剧呈逐渐下降趋势;随高寒草甸退化程度的加剧,根际微生物量的碳、氮、磷和养分均出现富集效应,其富集率表现为重度退化草地 > 中度退化草地 > 轻度退化草地 > 未退化草地;由相关分析可知,根际与非根际土壤中微生物量碳和微生物量氮与全磷、全氮和有机碳之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述,草地退化过程中土壤的有效养分和微生物量在植物根际存在富集和活化现象,这对于人们进一步认识和调控根际的养分循环具有重要意义。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸典型草甸草原化草甸沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸典型草甸沼泽化草甸沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。     

星星草的生长对盐碱土磷素营养的影响

研究不同生长年限星星草对盐碱土全磷、速效磷、有机磷和无机磷含量及磷酸酶活性的影响.结果表明:土壤全磷、速效磷、有机磷和无机磷含量增加,三龄时达到最高值.星星草对盐碱土速效磷和有机磷含量有明显的影响;土壤磷素各项指标及磷酸酶活性之间都存在着一定的相关关系,其中磷酸酶活性与磷素各指标之间呈极显著相关.     

农牧交错带退耕还草对土壤酶活性的影响

在中国农业大学国家草地生态系统沾源野外观测站,以马铃薯地为对照,研究了北方农牧交错带退耕地建植多年生人工草地对土壤酶活性的影响.研究结果表明,退耕地种草后土壤有机质含量提高,土壤微生物繁殖速度加快,提高了土壤的脲酶、酸、碱件磷酸酶和脱氢酶活性,且0～10 cm土层酶活性变化较10～20 cm土层显著.土壤酶活性与土壤碳、氮含量之间呈显著、极显著的正相关关系.土壤酶活性受生长季节影响较大,但无明显的规律性变化.5种人工草地(扁穗冰草、草地雀麦、无芒雀麦、羊草和紫花苜蓿草地)土壤酶活性存在差异,但因季节因素的影响,很难确定哪种人工草地对土壤酶活性的影响最大.     

东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤有机质含量及其与主要养分的关系

对东祁连山金强河河谷轻度、中度、重度退化高寒草甸土壤有机质含量变化及其与土壤全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间的关系进行了研究。结果表明：随着退化程度的加重,020 cm层土壤有机质、全氮和速效磷含量均不断下降,全磷含量呈现出先降后升但总体呈下降的趋势,但速效氮含量则不断上升,各养分的变化差异均达到极显著水平(P<0.01)。在划分的轻度退化草地土壤中,有机质含量分别与全磷、全氮、速效磷、速效氮含量之间均不存在显著的相关关系(P>0.05),另外所划分的中度退化和重度退化草地也同样如此。但是通过把3个不同程度退化草地结合起来作为整体进行综合分析,结果表明,除了全磷,土壤有机质含量分别与全氮、速效氮、速效磷含量三者之间存在极显著的相关关系(P<0.01)。在较大尺度上,有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标。在研究高寒草地土壤养分状况及其综合评价中,要特别注意其时空异质性,要重视尺度问题。     

不同建植期人工草地优势种植物根系活力、群落特征及其土壤环境的关系

以三江源区重度退化草地(“黑土滩”)作为对照试验,研究了6 年人工草地和10 年人工草地优势种植物－垂穗披碱草根系活力、植物群落数量特征、土壤理化特征、6 种土壤酶活性,分析人工草地优势种植物根系活力、群落数量结构与土壤微环境的关系。研究结果表明,6 年人工草地的禾本科植物生物量最大、豆科植物开始入侵;10 年人工草地的禾本科植物较6 年人工草地生物量降低,杂类草生物量最大,豆科植物大量入侵,开始出现莎草科植物;人工草地根层土壤理化性质明显发生变化,土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、全磷和速效磷的含量提高,土壤容重、温度、pH值降低;6 年和10 年人工草地的蔗糖酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、脲酶的活性提高,多酚氧化酶活性降低,过氧化氢酶活性变化规律不明显。植物群落特征与土壤含水量、有机质、速效氮、全磷和水解酶类正相关,与土壤容重、pH值、多酚氧化酶负相关;垂穗披碱草根系活力与土壤含水量、pH值、蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性负相关;垂穗披碱草根系活力变化的趋势是6 年人工草地高于10 年人工草地,土壤微环境的改变使得植物间对于土壤资源利用竞争增大,植物根系活力随群落物种组成、生物量的分配而改变。     

“黑土型”退化草地上建植人工草地的经济效益分析

从经济学角度分析了“黑土型”退化草地上建植人工草地的经济效益,阐述了人工草地生产力的经济关系及牧草转化值的函数关系E=(T-W)/W,以及单位草地增加效益函数Y=T-W=W×E=P2×r×E,由于E>0,Y>0,故可知无论是在人工调控下还是在自然演替下,物质转变与经济转移实现了经济的正增长,也就是说在“黑土型”退化草地上建植人工草地会大幅度地提高牧草生产力,这正是草地畜牧业生产的最终目的。另外,人工调控下的牧草转化增值系数(E)>自然演替,人工调控比自然演替更具有经济价值,即人工调控的经济价值大于自然演替。在“黑土型”退化草地上建立以人工草地为基础的现代集约化草地畜牧业,是防止草场退化、保护草地生态系统生物多样性的根本措施。     

察布查尔县草原土壤微生物量与土壤理化性质相关性研究

微生物不仅是土壤养分的转化者,同时也是养分的一种存在方式,其生物质量为微生物量。微生物量是土壤养分转化和循环的动力也是养分的库和源,微生物量对环境变化敏感,是土壤质量变化的重要指标。本研究以新疆伊犁察布查尔县1191~2656m海拔草原为研究对象,使用氯仿熏蒸提取法研究不同海拔草原土壤微生物量及其活性的变异特征,研究结果表明微生物量碳(21.05~331.58mg/kg)、微生物量氮(8.75~95.61mg/kg)均为土壤表层大于中、底层,各海拔及土层间差异显著(P0.05),在1191~2216m海拔区间微生物量碳、氮随海拔的增加而增加,并在2216m海拔达到最大值(331.58mg/kg和95.61mg/kg),其后2216~2656m海拔区间微生物量碳、氮显著降低(21.05mg/kg和12.41mg/kg),这可能与随海拔的增加引起此海拔区间气候、降水量、植被类型、植被数量等环境条件的变化有关;通过相关性分析得知微生物量碳、氮、碳氮比彼此间正相关(P0.05);0~20cm土层微生物量碳与含水量呈正显著性相关(P0.05,r=0.755*),微生物量与海拔、容重、有机质、碱解氮呈正相关(P0.05),与pH值、全氮、碳氮比负相关(P0.05)。20~40cm土层微生物量碳与碱解氮呈显著性正相关(P0.05,r=0.829*),微生物量与海拔、全氮正相关(P0.05),与碳氮比负相关(P0.05)。40~60cm土层微生物量与海拔、碳氮比呈负相关(P0.05),与有机质、碱解氮、全氮呈正相关(P0.05)。土壤微生物量可以反映土壤肥力的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。     

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明：除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。     

渭北旱塬区不同年限苜蓿对土壤主要养分及微生物量的影响

以渭北旱塬区生长年限为6年、11年、16年和21年的紫花苜蓿(Medicago sativa)人工草地为研究对象,天然草地为对照,通过研究土壤主要养分及微生物生物量的变化特征来揭示紫花苜蓿人工草地生长年限对渭北旱塬区土壤质量的影响。结果表明,种植紫花苜蓿能够显著改善土壤有机质、全氮、全磷及土壤微生物量C和N(P<0.05),且随种植年限的延长均呈先升后降的趋势,最高点出现在第11年。相关性分析表明,土壤养分与微生物生物量存在一定的相关性,而且微生物生物量可以更灵敏地反映土壤质量变化。综合考虑,渭北旱塬区紫花苜蓿人工草地在恢复11年后应当进行合理利用或进行其他人工干预以延长草地使用寿命。     

天山北坡退化草地土壤环境与微生物数量的关系

通过对天山北坡退化草原微生物区系的试验,研究微生物区系与退化程度、与土壤水分系数的关系。结果表明,未退化草原土壤中微生物总数量最多,中度退化草原土壤中的微生物总数量最少。退化草原微生物区系中10～20cm土壤层的微生物数量比0～10cm土壤层的微生物数量多。微生物区系中,真菌数量与土壤速效钾、有效磷、全磷呈显著正相关,与氮微弱正相关,与土壤容重、密度呈显著正相关。细菌、放线菌数量与pH值呈极显著正相关。极度退化土壤的碱解氮、全氮、速效钾、全钾、有效磷、全磷、有机质、总盐含量、pH均最大。     

东祁连山高寒草地牧草返青期土壤酶活性特征

对东祁连山7种高寒草地型土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶活性及其与土壤理化性质的相关性等进行了研究,以期明确土壤酶活性的生态分布及其与土壤理化性质的相关性特征。结果表明,土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶的活性分别介于0.37-0.49 mL·g^-1g·min^-1、0.24-0.42 mg·g^-1.24 h^-1和1.14-3.03 mg·g^-1,且脲酶和中性磷酸酶活性上层高于下层;样地间土壤酶活性差异明显,其中过氧化氢酶和中性磷酸酶活性多为草本草地高于灌丛草地,但脲酶多为灌丛草地高于草本草地;土壤酶与土壤含水量、容重、pH值、微生物量碳、氮和磷的相关性在不同草地型也有差异,如土壤脲酶与土壤含水量、pH值在珠芽蓼(Polygonum viviparumL.)草地、沼泽草地和嵩草(Kobresiasp.)草地呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关,但在其他样地相关性不显著,且在土壤肥力较一致的金露梅(Dasiphora fruticosa)灌丛和沼泽草地相关性并不一致。因此,用土壤脲酶活性作为土壤肥力指标具有一定局限性。     

牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性的影响

牦牛粪归还是维持青藏高原草地生态系统功能的主要途径之一.以往的研究主要关注牦牛粪沉积对土壤理化性质的影响,但是对土壤微生物群落及其功能的研究较少.本研究分析了牦牛粪沉积对青藏高原高寒草甸土壤酶活性及其潜在调控因子的影响,结果表明:牦牛粪添加显著增加了土壤微生物生物量碳(MBC)(P<0.001)和土壤微生物生物量氮(MBN)(P<0.001)含量,分别增加了14.24％和20.29％.牦牛粪添加显著增加了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)(P<0.001)、β-1,4-木糖苷酶(BX)(P<0.001)和脲酶(URE)(P<0.001)活性,分别增加了8.4％、8.2％和6.6％.牦牛粪添加显著增加了土壤水分含量(SMC)(P<0.01)、可溶性有机碳(DOC)(P<0.001)和可溶性有机氮(DON)(P<0.001)含量,但降低了土壤pH(P<0.001).冗余分析表明,土壤酶活性与DOC(P<0.001)、DON(P<0.001)、MBC(P<0.001)和MBN(P<0.001)呈显著正相关关系,而与土壤pH(P<0.05)呈显著负相关关系.此外,可利用性基质(DOC和DON)对土壤酶活性的调控比微生物生物量(MBC和MBN)更重要.本研究结果表明,牦牛粪沉积通过为土壤微生物提供易于利用的碳源和养分,促进了土壤微生物活动,在调节青藏高原放牧生态系统土壤碳和养分循环中起着重要作用.