东北黑土区不同土地利用方式下农田土壤微生物多样性

为探究黑龙江省黑土区不同土地利用方式下土壤微生物多样性,该研究主要采用Biolog Eco微平板法,以荒地为对照,研究了黑龙江省中部和西南部黑土区玉米、水稻、大豆及土豆4种不同土地利用方式下土壤微生物多样性的变化。结果表明：1）可培养细菌的数量从大到小依次为土豆、水稻、大豆、玉米、荒地,但群落Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为：荒地（2.18）、玉米（2.11）、土豆（2.00）、水稻（1.73）、大豆（1.49）;2）不同利用方式下黑土区微生物碳源利用程度大致随培养时间的延长而升高,并且氨基酸、糖类以及聚合物类是黑土微生物代谢的最主要碳源;玉米地土壤微生物的Shannon-Wiener指数（3.18）、McIntosh指数（5.96）、丰富度指数（24.89）、及Simpson指数（0.95）比其他土地利用方式土壤微生物的多样性指数高,而水稻田土壤微生物的多样性指数最低,土豆、大豆与荒地土壤微生物的多样性指数间无显著差别;3）不同土地利用方式显著影响了土壤微生物群落碳源代谢多样性,并且对土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源类型为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中糖类尤为突出。该研究将有助于了解黑土区土壤微生物多样性与土地利用方式之间的关系,为黑土区农业的可持续发展提供一定的科学依据。     

黑河中游不同土地利用方式地面节肢动物对土壤盐渍化的响应

在甘肃河西走廊黑河中游荒漠绿洲过渡区,天然沙质草地被相继转变为农田和防风固沙人工林,但目前尚缺乏不同土地利用/管理方式下地面节肢动物群落对土壤盐渍化响应的系统研究。以天然沙质草地转变的人工梭梭灌木林、人工杨树林、人工樟子松林和农田为研究对象,以天然草地为对照,基于5种研究样地表层土壤盐分及其组成和地面节肢动物群落的观测数据,采用RDA(Redundancy analysis)排序分析等方法,研究了不同土地利用/管理方式下地面节肢动物个体数量和类群丰富度对土壤盐分环境变化的响应机制。主要结果为:(1)土地利用变化与管理措施相互作用驱动了地面节肢动物群落的演变过程,天然草地植被转变为人工林和农田20多年后,显著降低了地面节肢动物群落的数量而对类群丰富度无显著影响。(2)地面节肢动物群落的变化受土壤pH、Na+、Mg2+、Cl-离子的共同影响,其中土壤pH、Na+和Mg2+离子对动物群落变化的贡献率最大,是关键生态因子。(3)动物个体数量随土壤pH的增加而增加,随Mg2+、Cl-离子浓度的增加而下降。研究表明,土地利用变化引起的土壤盐分环境改变是驱动地面节肢动物群落演变的重要因素之一。     

四川紫色土丘陵区不同土地利用方式下大型土壤动物群落结构

为了解不同利用方式土地大型土壤动物群落结构,于2006年冬季和2007年春季对四川紫色土丘陵区农田边界、农田、果园和退耕林地进行了大型土壤动物调查,采用野外手捡法共采集大型土壤动物2 838只,隶属于3门9纲24类.研究结果表明:不同土地利用方式大型土壤动物群落的个体密度、类群数和DG多样性指数存在差异.冬季,农田边界的个体密度显著高于其他土地利用方式,类群数和DG多样性指数显著高于退耕林地和农田;农田的个体密度、类群数和DG多样性指数明显处于最低水平.大型土壤动物群落的个体密度和类群数在垂直分布上具有明显的表聚性.Jaccard相似性系数和Grower系数表明农田边界、果园与退耕林地三者间相似程度较高,农田与农田边界、退耕林地、果园之间相似程度较低.研究认为土地利用方式对大型土壤动物的群落结构有明显影响,农田边界的存在对大型土壤动物生物多样性的保护具有重要意义.     

不同土地利用方式对红壤微生物多样性的影响

试验采用碳素利用(BIOLOG)及磷酸酯脂肪酸(PLFA)法,研究了8种供试红壤微生物群落的功能多样性和结构多样性。两种方法均表明土地利用方式能显著影响微生物的多样性。采用磷酸酯脂肪酸法无需培养就能鉴别土壤微生物的组成结构,试验表明总PLFA含量与微生物生物量呈显著相关。碳素利用法的研究结果显示,茶叶园土中微生物对各类碳源的利用能力均很低,呈现出非常独特的微生物功能多样性。     

稻蟹共作与常规稻田蜘蛛群落组成及多样性分析

稻蟹共作是一种新型的稻田生态种养殖技术,对推动生态农业发展具有重要意义。目前对稻田蜘蛛的研究仅限于常规稻田,而关于稻蟹共作系统蜘蛛方面的研究尚少见报道。本试验旨在研究稻蟹共作田与常规稻田中蜘蛛群落的组成及多样性特点,探索稻蟹共作田蜘蛛的发生特点,为进一步研究稻蟹共作系统生物多样性特征奠定基础。试验采用吸虫器抽吸法,系统调查了盘锦稻蟹共作田和常规稻田蜘蛛物种组成,并分析了蜘蛛群落多样性特点。结果表明：这两类稻田共调查11科31种蜘蛛,狼蛛科（Lycosidae）、皿蛛科（Linyphiidae）和园蛛科（Araneidae）数量最多,占总蛛数70%;稻蟹共作田蜘蛛个体数量显著高于常规稻田。2类稻田蜘蛛优势种均为草间钻头蛛（Hylyphantes graminicola）和拟水狼蛛（Pirata subpiraticus）。多样性指数表明,6月初蜘蛛Shannon-Wiener多样性指数最低,8-9月蜘蛛群落最高;而均匀度指数、丰富度指数总体与其呈正相关,优势度指数与其呈负相关;2类稻田蜘蛛群落多样性特点基本一致。研究结果表明稻蟹共作田和常规稻田蜘蛛种类和多样性特点没有显著差异,但蜘蛛个体数量有显著差异,即稻蟹共作田蜘蛛个体数量显著高于常规稻田。     

不同土地利用方式下围垦海涂微生物群落和土壤酶特征

利用DGGE技术,从微生物多样性的角度,结合土壤酶活性研究不同农林利用方式对围垦海涂养分特征的影响。结果表明:未利用海涂盐分含量最高,而有机质和碱解氮含量最低;相比于蔬菜地和林地,棉花地和水稻田的有机质、碱解氮、过氧化氢酶和蛋白酶活性更高。四种利用方式土壤的脲酶和磷酸酶活性差异不显著。细菌是土壤中的主要种群,其数量与土壤有机质、碱解氮等养分特征呈显著正相关,表现为水稻田、棉花地>蔬菜地、林地>未利用。DGGE图谱分析结果显示未利用土壤shannon多样性指数最高为2.81,与水稻田、棉花地较为接近,其次为蔬菜地和林地,分别为2.52和2.38。围垦利用引起土壤中的Gaetbulibacter marinus与Gillisia mitskevichiae种属变化。围垦利用后土壤质量优于未利用海涂。相比而言,种植水稻对提高土壤肥力水平,维持土壤质量较为有利。     

旱地红壤不同土地利用方式对土壤酶活性及微生物多样性的影响差异

土壤是人类存在与发展的必需物质基础,土地利用的变化直接影响土壤质量。以江西红壤为例,通过野外采样和室内实验分析,研究了旱地红壤的5种土地利用方式:荒地(HD)、茶树园(CSY)、柑橘园(GJY)、花生地(HSD)、玉米地(YMD)的表层土壤(0-15 cm)土壤酶活性及微生物多样性。结果表明:与荒地相比,茶树园、柑橘园、花生地和玉米地的土壤基础呼吸强度分别提高了93.33%,79.71%,9.12%,6.45%;茶树园的土壤微生物量碳含量比荒地的增大了113.67%,而柑橘园、花生地和玉米地比荒地的分别减小了12.35%,6.84%,87.57%;茶树园、柑橘园和花生地的土壤FDA水解酶活性分别比荒地的增大了51.99%,44.04%,25.55%,而玉米地的比荒地的减小了13.62%;茶树园和花生地的土壤脱氢酶活性分别比荒地的增大了2.47%和123.63%,柑橘园的比荒地的增大了35.70%;5种土地利用类型对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性影响较小。茶树园、柑橘园和花生地的土壤微生物总磷脂脂肪酸量分别比荒地的增大了11.11%,5.56%,2.78%,而玉米地的比荒地的减小了13.89%;茶树园、柑橘园和玉米地的土壤细菌种类分别比荒地的减少约9.09%,4.55%,22.73%;不同土地利用方式的土壤真菌种类数相同,无差异;茶树园和花生地的土壤放线菌种类均比荒地的增大约16.67%,而柑橘园的比荒地的减少约16.67%。说明相比于荒地、柑橘园、花生地和玉米地,茶树园的土壤微生物多样性更加丰富,群落结构也相对稳定,种植茶树更有利于提高土壤质量及对土壤肥力的保持。     

不同利用方式下红壤微生物生物量及代谢功能多样性的变化

研究了不同农林利用方式下红壤微生物生物量和代谢功能多样性等土壤质量指标的变化.结果表明:不同利用方式对土壤质量各指标造成了显著的影响;稻田的微生物生物量碳、氮最高,林地和草地微生物生物量次之,旱地的微生物生物量碳、氮最低(分别是稻田利用方式的4.3% 和 13.7%);稻田的微生物代谢功能多样性最高,旱地、林地和草地的细菌代谢功能多样性较低,旱地的真菌代谢功能多样性最低;微生物生物量和代谢功能多样性可以作为反映土壤质量变化的早期敏感的指标,用来衡量管理措施的改变对土壤质量造成的影响.     

不同土地利用方式对三峡库区消落带土壤细菌和真菌多样性的影响

  目的  明确不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落特征,为古红土健康评价提供重要的生物性状数据,并为古红土资源的合理利用和科学管理提供指导。  方法  以疏林荒草地、荒草地、林地、耕地第四纪古红土和附近处于同一地层的埋藏第四纪古红土为研究对象,并以埋藏古红土作为对照组,利用高通量测序技术对不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落的丰富度、多样性和群落组成的变化进行分析,结合古红土理化性状,系统揭示不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌的群落特征。  结果  ①不同土地利用方式下第四纪古红土间微生物α 多样性指数存在显著差异,较埋藏古红土,疏林荒草地、荒草地、林地和耕地古红土的细菌丰富度指数和多样性指数以及真菌的丰富度指数均显著增加,耕地的真菌多样性指数显著降低。②埋藏古红土出露地表后不同利用方式下第四纪古红土细菌和真菌优势菌群的相对丰度发生显著变化。较埋藏古红土,其他不同土地利用方式下古红土中变形菌门的相对丰度均显著降低,酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度均显著增加;疏林荒草地、荒草地和林地的子囊菌门的相对丰度显著降低,疏林荒草地和耕地的担子菌门的相对丰度显著增加,林地的被孢霉门的相对丰度显著增加。③古红土细菌和真菌群落的主坐标分析以及层次聚类分析显示,不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌群落结构发生变化,其中,荒草地与林地的群落结构最为相近。  结论  埋藏古红土出露地表后不同土地利用方式下第四纪古红土细菌和真菌丰富度、多样性以及群落组成都发生显著变化。研究结果可为开展古红土健康状况评价提供重要的生物性状数据,并为科学地管理与利用古红土资源奠定基础。     

30年不同设施条件和栽培方式下土壤养分和微生物群落功能多样性的变化

【目的】随着设施蔬菜栽培年限的增加设施连作土壤生态环境发生很大变化。系统研究长期不同设施类型和栽培方式下土壤养分和微生物群落多样性的变化,可为蔬菜土壤可持续利用提供理论依据。【方法】选择连续30年以不同设施进行蔬菜栽培的土壤(1969~2009年)进行田间试验。以温室连作两茬黄瓜、夏季休闲为对照(CK);温室连作两茬黄瓜夏季填闲毛豆/花生(CS_1);大棚连续种植两茬黄瓜(CS_2);大棚前28年连作黄瓜、后两年露地种植绿叶菜(CS_3);连年露地种植绿叶菜(CS4)5种种植方式。于2009年采集0-20 cm土壤样品,采用常规方法系统分析了土壤养分含量和微生物数量,对培养96h、120 h和144 h的AWCD值进行主成分分析(principal component analysis,PCA)、六大碳源利用程度及Shannon-Weaver指数多样性指数分析。【结果】CS_1处理每孔平均颜色变化率(AWCD)显著高于其他处理;在96、120、144 h主成分分析表明,第1主成分分别解释了32.9%、33.61%和32.21%的碳源利用差异,CK处理在主成分1上均与其他处理显著分开,第2主成分分别解释了14.2%、15.96%和16.42%的碳源利用差异,CK处理在96和144 h与其他处理显著分开;在主成分1主成分3加权上96 h与144 h的CS_3、CS_4和CS_1处理显著不同于CK和CS,处理。96、120和144 h主成分1差异的贡献碳源主要是氨基酸、羧酸类化合物主成分2差异的贡献碳源主要是胺类化合物、多聚物。各处理对六大碳源利用显著不同,CK和CS,处理对碳水化合物、羧酸类化合物和多聚物利用显著低于其他处理。CK和CS,处理微生物群落多样性指数和均匀度指数均显著低于其他处理;CS3和CS4处理细菌数/真菌数比(B/F)以及微生物总量均高于其他处理分别显著高于对照310.34%、334.48%和280.1%、368.0%;CK处理全氮、有机质、速效钾和硝态氮显著高于其他处理,CS、处理相对CK处理则显著降低其含量,其中全氮、有机质、速效钾、铵态氮和硝态氮含量分别显著降低41.46%、50.26%、51.47%、26.72%和54.11%,CS_3和CS_4处理全氮、速效磷、速效钾、硝态氮均显著低于其他处理。全氮、速效养分均与B/F、微生物总量、微生物多样性指数呈负相关,铵态氮与其均呈极显著负相关速效磷与B/F、微生物总量呈极显著负相关。【结论】30年温室连作黄瓜土壤养分累积严重,夏季填闲毛豆/花生可显著降低硝态氮累积和增加微生物多样性;30年温室大棚单—连作黄瓜显著降低微生物群落多样性;30年露地种植绿叶菜以及大棚后两年露地种植叶菜的微生物数量均较高且养分累积最低。     

湖北省水稻主产区稻田杂草种类及群落特点

采用七级目测法调查了湖北省3个水稻主产区25个样点稻田杂草的种类及危害程度,分析了各水稻主产区稻田杂草群落的特点.结果表明,湖北省水稻主产区稻田杂草有23科43种,据综合草害指数优势种杂草依次为稗、双穗雀稗、水花生、鸭舌草、千金子、丁香蓼、鳢肠、浮萍.其中襄樊－随州地区以稗、水花生为优势种类,江汉平原以稗、双穗雀稗为优势种类,黄冈地区以稗、鸭舌草为优势种类.江汉平原与黄冈地区稻田杂草群落相似性较大,Sфrenson相似性指数为0.774 1,二者均与襄樊－随州地区的相似性较小.总体上看,湖北省水稻主产区稻田杂草的丰富度较低,可能与长期施用除草剂有关.     

生态管理对茶园节肢动物群落结构和多样性的影响

以广西融水县红水乡元宝山茶业公司茶园为试验基地,研究了生态管理对茶树节肢动物群落结构和多样性的影响。结果表明:与常规管理茶园比较,生态管理茶园节肢动物群落的物种组成增加15科、84种;害虫类群的个体数量减少55.9%,天敌类群的个体数量增加188.4%;生态管理茶园节肢动物群落的丰富度、多样性指数、均匀度显著高于常规管理茶园,优势指数和群落相似性指数等指标显著低于常规管理茶园。生态管理方式能够提高和恢复茶园节肢动物群落的多样性,有助于实现对茶树害虫的生态控制。     

太湖地区稻田不同轮作制度下的氮肥减量研究

通过设置不同轮作制度及施氮量, 研究其对稻季的田面水氮素含量、氮素径流损失、产量及土壤养分的影响, 结果表明: 在江苏宜兴地区, 冬季种植紫云英或黑麦草替代小麦种植, 从而减少稻季化学氮肥的施用是可行的。紫云英或黑麦草参与轮作还田, 提高了土壤的供氮水平, 促进了水稻对氮素的吸收利用, 产量显著提高, 且冬季种植无需施用氮肥, 减少了冬季旱地土壤的氮素损失, 降低了环境负荷; 在总施氮量相等的情况下, 提高肥料中有机肥比例可以降低稻田田面水中的总氮含量, 降低了因田面水外排导致的氮素径流损失,且绿肥种植成本低, 尤其是紫云英对无机氮肥的替代性强, 可以有效降低稻季的施肥成本。在江苏宜兴地区,如适当地将传统的小麦?水稻轮作制度改为紫云英?水稻轮作制度, 并在稻季减少120 kg·hm?2 的纯氮投入, 则可兼顾经济效益、产量效益和环境效益。     

基于GIS的江西省农田划分等级研究

如何解决当前农业税征收中的不合理现象,探索一种科学、简明、易于实践操作的农用土地等级评价方法,是当前亟待解决的热点问题,通过引入先进的GIS技术手段,对江西省农田划分等级进行研究,将江西省303.25万hm^2农田分成6个等级,为农业税征收提供客观标准。     

不同耕作措施下江苏省稻田土壤固碳潜力的模拟研究

以江苏省稻田为对象,整合DNDC和1:100万土壤数据库,以土壤图斑为基本模拟单元,定量估算少耕、免耕和综合措施（少耕 + 30% 秸秆还田）下江苏省稻田土壤的固碳潜力（0 ~ 30 cm）。模拟结果表明：相对于传统耕作,采用少耕、免耕和少耕 + 30% 秸秆还田均可明显地增加稻田SOC的积累,其在2009—2050年间的固碳潜力分别为24.5、47.7和43.8 Tg。免耕和少耕 + 30% 秸秆还田条件下稻田固碳速率大约是少耕的2倍。结合实际情况,少耕 + 30% 秸秆还田将是最可行的固碳措施之一。     

浮萍覆盖对稻田杂草群落组成及多样性的影响

在农业可持续发展的背景下,稻田杂草防控需要兼顾生物多样性的保护。为了解浮萍覆盖对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响,运用群落生态学的方法,研究了多根紫萍覆盖(SP)、少根紫萍覆盖(LP)和不投放浮萍(CK)3种处理下稻田杂草发生量和群落多样性在水稻4个生育期(分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期)的动态变化,并对水稻产量进行分析。结果表明:SP和LP处理在前两生育期分别比CK显著降低杂草密度60.3%～75.8%和81.1%～90.4%,在整个水稻生育期能分别降低杂草鲜重生物量48.0%以上和81.3%以上,杂草群落中阔叶类杂草比例明显下降。不同处理下,稻田最主要杂草类别均是莎草科杂草;不同处理的杂草群落中重要杂草的种类和相对重要程度都有较大差异,SP和LP处理重要值较高的杂草均为莎草科的萤蔺和碎米莎草,CK处理重要值较高的杂草则为阔叶类的鸭舌草;在多数生育期,两种浮萍覆盖下的杂草群落的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数均与CK无显著差异。SP和LP处理水稻的每穗粒数和穗重均有不同程度显著提高, SP处理的水稻产量显著提高28.0%。综合上述分析,稻田投放初始覆盖面积70.0%的多根紫萍和少根紫萍都能在降低稻田杂草密度和生物量的同时维持杂草群落的多样性,且多根紫萍覆盖能促进水稻产量增长,对保护稻田生物多样性和促进农业可持续发展有重要意义。     

Abundance and depth stratification of soil arthropods as influenced by tillage regimes in a sandy loam soil

Different tillage regimes can change soil micro‐environmental characteristics, which may influence the distribution and abundance of soil arthropods. In this study, soil arthropods and soil properties under a winter wheat–summer maize cropping system were investigated in different tillage regimes over four seasons at two depths. The tillage treatments included conventional tillage (CT ), tillage once a year (T1), tillage every two years (T2) and no‐tillage (NT ). The results showed that the primary taxa of soil arthropod were Acarina (65.8%), Collembola (28.5%), Diplura (1.4%) and Coleoptera (1%) over the whole sampling period. The total arthropod density was influenced by tillage treatments and season of sampling. Values for CT plots were significantly greater than those for the NT plots in autumn and spring. In contrast, the Shannon–Wiener diversity index (H’) and the evenness index (J) were relatively higher in CT treatment. The Acarina/Collembola (A/C) ratio was significantly smaller in NT treatment for some sampling seasons as mites were more sensitive to tillage practices. The QBS ‐ar index did not show a clear pattern among treatments in this study. Soil arthropods notably showed seasonal variation in depth stratification. Relative to CT , the total soil arthropods in the NT plots tended to concentrate in the upper layer due to soil compaction in the lower layer. The climate conditions and soil physical properties were the main factors affecting the soil arthropod distribution and composition, as the soil chemical and microbial properties did not differ significantly among all tillage treatments.     

长期施肥对南方黄泥田冬春季杂草群落及其C、N、P 化学计量的影响

在福建黄泥田长期定位施肥试验的第27年,研究了不同施肥处理对冬春季稻田杂草群落及其C、N、P化学计量的影响。结果表明,与不施肥(CK)相比,化肥+牛粪(NPKM)、化肥+秸秆还田(NPKS)及单施化肥(NPK)处理的杂草Shannon均匀度指数(E)降低0.03~0.07个单位,NPKM与NPKS处理还同时降低了Margalef物种丰富度指数(DMG),而表征综合量度的Shannon多样性指数(H′)则降低0.02~0.16个单位。各施肥处理的杂草生物量较CK增加89.6%~214.7%。不同施肥处理还提高了杂草N、P、K养分含量,尤其是NPKM处理,各施肥处理养分积累顺序表现为:NPKM>NPKS>NPK。此外,各施肥处理降低了杂草C/N与C/P计量比值。植株C/N、C/P、N/P与土壤C/N、C/P、N/P及生物量间呈一定的显著相关。不同施肥处理影响杂草多样性及其养分吸收,施肥处理的杂草养分储量可观,培肥潜力大。杂草的C、N、P计量比一定程度上可反映土壤C、N、P计量特征。     

浙江省嘉兴市郊水稻土酸度比较研究

2008年对嘉兴市郊339个水稻土土壤酸度分析结果表明,水稻土耕层酸度由1982年的中性为主降至目前的微酸性为主,各土种之间差异不大。其变酸原因是由于双季稻改种单季稻后,排水落干时间增长,耕层中大量亚铁氧化所引起,而不是施化肥之故。此原因也由灌水种稻后pH值有所升高、水田改种旱作后pH值显著降低所证实。