土壤微生物学的研究进展和发展方向

本文简要介绍了近年来土壤微生物学的国际研究现状及发展趋势;总结了国内近年来取得的主要成果与存在的问题;提出我国土壤微生物学的发展方向。     

加强土壤电化学研究占领土壤科学前沿

各种自然体都有其宏观的方面和微观的方面,自然科学发展到现在,有的学科向宏观的方面发展,但更多的学科着重向微观的方面发展。例如,物理学中的焦点是基本粒子,化学中发展了量子化学,生物学已进展到分子生物学的水平,这是自然科学的共同发展趋势。     

南疆温室和菜地土壤微生物学特性比较

对阿拉尔垦区使用10年以上的温室和菜地土壤农化性质、土壤微生物区系、土壤微生物活性进行初步分析。结果显示：温室土壤NO3^-—N含量、总盐含量明显高于菜地，pH也略有下降，土壤存在次生盐演化的威胁。两种不同利用方式的土壤微生物区系均以细茵占绝对优势，说明细茵是土壤物质分解的主要参与者，微生物区系变化趋势与土壤肥力相似。温室土壤由于N03^--N含量、总盐含量增加，因而微生物活性下降。     

生物有机肥对蓝莓根区土壤养分及微生物学特性的影响

以蓝莓为试材,研究了生物有机肥对蓝莓根区土壤养分及微生物学特性的影响。结果表明:（1）生物有机肥（BOF）显著增加了蓝莓根区土壤含水量（p < 0.01）,显著降低了蓝莓根区土壤pH值、容重和总孔隙度（p < 0.01）;（2）生物有机肥增加了蓝莓根区土壤养分,BOF处理下蓝莓根区土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷和有效钾含量均显著高于CK（p < 0.01）,其中,以土壤有效养分的增加幅度最大,而对全磷的影响并不显著（p > 0.05）;（3）BOF处理下蓝莓根区土壤酸性磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性均显著高于CK（p < 0.01）;（4）BOF处理下蓝莓根区土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）含量均显著高于CK（p < 0.01）,土壤微生物量碳和氮较养分的变化更为敏感,能有效评价生物有机肥的改良效果;（5）BOF处理下蓝莓根区土壤微生物周转速率加快,周期缩短,转移量增加,土壤微生物活性增强,有利于土壤养分的循环和保持。综合比较来看,生物有机肥可有效促进蓝莓根区土壤养分的吸收和营养代谢协调均衡,确保蓝莓的高产优质。     

生物肥对蓝莓根际土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

以蓝莓根际土壤中筛选出的纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)作为主要菌株,复配成蓝莓PGPR液体菌剂(P),以发酵鸡粪(OF)为吸附载体制成生物有机肥(PF),研究了PF、P和OF对蓝莓根际土壤微生物特性及土壤肥力的影响。结果表明,施肥可改善土壤化学性质和微生物学特性,但不同处理之间差异很大。同P处理相比,PF处理的碱解氮、有效磷、有机质和全氮含量显著增加23.18%,21.72%,71.74%和11.26%。施肥同样对蓝莓根际土壤的有机碳及其组分具有很大影响,虽然PF处理对富里酸含量影响不显著,但显著增加了根际土壤中有机碳的含量,提高了胡/富。PF、P和OF可导致土壤细菌和微生物总量显著降低,但对微生物量碳/氮比的影响差异不显著。同P和OF处理相比,PF处理的微生物量碳显著增加65.52%和54.84%。此外,同对照相比,施肥显著提高蔗糖酶和酸性磷酸酶活性,但对过氧化氢酶、脲酶和多酚氧化酶活性影响不大。其中,PF的酸性磷酸酶活性显著高于P处理。主成分分析结果表明,不同施肥处理土壤质量的次序为PFOFPCK。综合以上分析,以纺锤芽孢杆菌为主的微生物肥料可不同程度的提高蓝莓根际土壤的生物活性和土壤肥力,但以生物有机肥的形式施用效果最佳。     

蔬菜残株、生物菌肥施用下日光温室辣椒土壤微生物学特征

为了明确蔬菜残株、生物菌肥对日光温室土壤的改良作用,测定了土壤微生物群落功能多样性、酶活性及速效养分含量等指标。结果表明,与对照（未施用蔬菜残株、生物菌肥）相比,蔬菜残株、生物菌肥单一施用均提高土壤微生物群落Shannon、Simpson和McIntosh指数,蔬菜残株的作用大于生物菌肥,且随蔬菜残株施用量的增加促进作用增强。高量蔬菜残株（45000 kg/hm2）处理的McIntosh指数比低量蔬菜残株（22500 kg/hm2）、生物菌肥（75 kg/hm2）和对照分别增加26.29%、37.87%、49.36%。低量蔬菜残株与生物菌肥对土壤酶活性、速效养分含量的提高有明显的协同作用;低量蔬菜残株与生物菌肥共同处理的土壤磷酸酶活性分别比单一低量蔬菜残株、生物菌肥处理增加40.35%、82.82%,有机质含量分别升高19.28%、41.94%,速效钾含量增加20.57%、92.97%。     

控制土壤发育过程的科学原理——(全苏土壤微生物学问题会议总结)

微生物在土壤形成中起着巨大的作用。微生物在土壤过程中的意义经常在В.В.杜库查耶夫,П.А.考斯托契夫及B.P.威廉姆斯的土壤学经典著作中着重指出。B.P.威廉姆斯特别深堪地发展了关于生物在土壤中的作用的概念、土壤形成过程的趋向是与居住在一定的植物社会中的某种微生物类群的活动相联系的。草田轮栽的理论即为 B.P.威廉姆斯广泛地考虑到微生物学因素的作用而制订成的。Т.Д.李森科院士对 B.P.威廉姆斯的观点加以很高的评价。他指出,为腐朽     

耕作方式对农田土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响

【[目的 ]】耕作措施对土壤健康和作物营养品质提升具有关键作用,明确不同耕作方式对土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响,为集约化农田可持续管理提供理论依据。【[方法 ]】田间试验自2012年起在山东德州进行,供试土壤为潮土,种植制度为小麦–玉米轮作。设置4种耕作模式处理：传统耕作、旋耕、休耕和免耕。2020年,采集0—20 cm土层土样分析土壤物理、化学性质和细菌群落结构,采集小麦籽粒样品分析其营养品质。【[结果 ]】与传统耕作相比,免耕、休耕和旋耕处理显著提高了土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有机质、全氮及有效磷含量,休耕还显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度。免耕、休耕和旋耕处理显著提高土壤微生物量碳、氮含量以及土壤细菌群落多样性指数,休耕及免耕处理提高土壤厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度。从营养品质变化来看,休耕显著提高小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素的含量,旋耕和免耕显著增加小麦籽粒蛋白质含量,除天冬氨酸外,其他16种氨基酸组分变化趋势与氨基酸总量变化基本一致。Pe...     

基于土壤微生物学指标的城市绿地土壤健康质量评价初探——以上海市为例

城市生态环境的不断改善对城市绿地土壤质量提出了更高的标准,除土壤养分、土壤污染等问题以外,土壤的生物多样性、生物活性等土壤健康质量问题越来越受到重视.然而,目前还未形成公认或统一的土壤健康质量评价指标体系和定量化的综合评价方法.以上海市绿地表层土壤(0～20 cm)为研究对象,利用主成分分析和Pearson相关性分析对...     

西藏主要农区农田土壤肥力状况研究

西藏由于其特殊的地理位置、气候类型和地质历史以及耕作习惯,使其具有特殊的土壤特征。在2002~2004年间,我们对西藏主要农业区的林芝、拉萨、日喀则、山南等4地(市)的农田土壤进行了采样分析,分析结果显示:4地(市)农田土壤酸碱性由弱酸性至弱碱性(pH6.5~9.0);养分的基本状况是有机质含量在5~50g/kg之间,变幅较大,N素少(全N0.2~2g/kg,速效N20~80mg/kg),P素缺(全P0.22~1.42g/kg,速效P1~133mg/kg),K素(全K1.9~12.2g/kg,速效K80~1290mg/kg)和微量元素比较丰富(Cu10~443mg/kg,Zn47~266mg/kg,Fe1880~7550mg/kg,Mo0.2~6.6mg/kg,Mn196~736mg/kg,B0.5~138mg/kg)。     

土壤微生物在促进植物生长方面的作用

土壤微生物与植物的根系形成一个稳定的动态系统,在这个系统中它们之间相互作用,相互影响。植物的根系为土壤微生物提供养分,土壤微生物反过来也促进了植物根系的发育,从而促进了植物的生长,从而促进了植物的生长。本文就土壤微生物生长特性,从7个方面阐述了土壤微生物对植物的促进作用。     

鼎湖山土壤有机质深度分布的剖面演化机制

根据鼎湖山森林植被带(SL)、灌丛—草甸过渡带土壤剖面(GC)有机质含量,有机质Δ14C、δ13C值,土壤粘粒含量及孢粉分析结果,研究华南亚热带山地土壤有机质深度分布特征的成因机制。结果表明土壤有机质的深度分布特征与土壤剖面的发育过程密切相关,随深度增大,有机质的来源数量不断减少,而成土时间增加,分解作用导致的有机质含量降低幅度增大,有机质含量不断减少。土壤有机质14C表观年龄随深度增加,土壤有机质δ13C值与有机质含量的深度变化具有明显对应关系,这些都是土壤剖面发育过程中有机质不同更新周期组分呈规律性分解的结果。粘粒的深度分布反映土壤剖面淋滤淀积的特点,表明土壤剖面经受了长期成土风化。土壤剖面的上述特征均为剖面发育过程中不断沉积、不断成土的结果,表明土壤剖面成土演化对于有机质深度分布具有显著制约。     

土壤特征微团聚体的组成比例与肥力评价

以棕壤为例研究了15对不同肥力水平的典型棕壤、棕壤型水稻土的特征微团聚体（＜10m和＞10m）的组成比例，结果表明该比例即微团聚体（＜10m）／微团聚体（＞10m）可成为土壤肥力水平的一个综合指标。以该指标为标准的典型棕壤和棕壤型水稻土肥、瘦地区分界数分别为0.25和0.35，小于此二值分别为各自肥地，反之亦反。土壤培肥措施可使肥、瘦地特征微团聚体的比例降低并提高土壤肥力水平或根本改变瘦地肥力实质。     

秸秆还田与化肥配合施用对土壤肥力的影响

以山东省齐河县低肥力潮土为供试土壤 ,15年盆栽土培定位试验结果表明 ,长期秸秆还田并配施适量的化肥 ,是培肥地力 ,提高产量的有效措施之一。在秸秆还田量分别为 2 2 5 0、45 0 0、675 0kghm- 2 范围内 ,土壤有机质积累量 ,速效氮磷钾的生物有效性 ,脲酶活性强度等指标与秸秆还田量呈极显著正相关 ,并与气候、作物生长季节、土壤质地等因素有关     

热带地区农场尺度土壤质量现状的系统评价

以我国热带地区海南儋州的农场为典型样区 ,按网格方法系统调查和采集了不同利用条件下的土壤剖面和表层样品。提出了一个系统的评价方法 ,将土壤质量划分为水分有效性、养分有效性和根系适应性这三个功能 ,确定了十项符合热带地区特点的土壤质量指标 ,建立各项功能和各项指标的权重。综合参考国内外研究结果 ,结合热带地区实际状况 ,建立标准评分方程 (SSF)对各项指标进行标准化。研究根据海南儋州样区土壤质量分析数据 ,在GIS支持下 ,采用系统评价模型对样区的土壤质量进行综合评价 ,并对农场尺度土壤质量的变异进行了分析。结果表明 ,系统评价模型可以在对土壤功能进行评价的基础上综合评价土壤质量 ,在GIS支持下可以方便有效的直观反映土壤质量的状况。研究区域土壤具有较好的水分供应性能 ,能够提供根系生长的适宜环境 ,存在的主要问题在于养分供应和保持能力较弱 ,但是在合理的管理措施下 ,土壤养分能够较快增加 ,土壤质量可以改善     

红壤地区杉木人工林土壤肥力质量性状的演变

通过在江西省红壤地区主要林区的铜鼓县和德兴县选择不同林龄（1～28年）的杉木人工林样地采用随机网格法对土壤分层取样，并对土壤样品进行分析后的研究结果表明，从造林阶段到5～8年的幼林期，包括林地凋落物层、土层厚度、有机质、全N、CEC、BS、pH和速效N、P、K在内的林地主要土壤质量性状大幅度退化。随着树龄的增大，林地土壤质量性状开始缓慢恢复。但是，即使杉木人工林进入了主伐期，土壤质量性状的恢复程度仍选低于其初始水平。     

固碳土壤学的核心科学问题与研究进展

土壤碳固定是当前有关陆地生态系统碳循环与全球变化的地球表层过程研究的重要优先领域。国际社会对全球农业温室气体减排的需求，驱动着土壤学对土壤固碳容量与潜力、固碳与减排的过程与机理的前沿探索，并越来越呈现为一个独特的土壤学新兴分支学科——固碳土壤学（SoilScience of C Sequestration）。本文围绕固碳土壤学的基本科学问题，回顾了最近10多年来，特别是最近5年来国内外关于土壤固碳研究的主要进展，讨论了固碳土壤学中的核心科学问题是土壤固碳容量与固碳作用的机理，论述了土壤物理保护、碳化学结合与碳化学转化稳定与固碳容量及稳定化的关系，提出了土壤-植物（作物）-微生物相互作用是当前固碳土壤学的前沿领域和深化方向，并结合国内对水稻土固碳的研究进展，提出了固碳土壤学的概念性框架，认为我国亟待加强固碳土壤学研究，深入探索我国农业经营管理特色下土壤固碳容量、过程、机理，丰富和发展农业土壤碳循环理论，并服务于全球变化生物学和国家碳管理。     

蚓粪施用方式对不同品种番茄生长和土壤肥力的影响

肥料的施用方式会影响有机肥料的分解和养分释放过程,且不同作物品种在养分需求方面也各有差异。蚓粪是一种能够改善土壤和促进植物生长的新型替代肥料。采用盆栽试验研究了蚓粪施用方式对不同番茄品种生长和土壤肥力的影响,盆栽试验设置为:两个番茄品种:金棚三号和艾瑞尔;4种施肥方式:单施化肥(CF);蚓粪表施(VS),即蚓粪与盆钵上部8 cm厚土壤混施;蚓粪中施(VL),即蚓粪均匀平铺紧邻8 cm处下方;蚓粪全土混施(VM),即蚓粪与所有土壤混合。结果表明:相比全土混施,蚓粪表施和中施更能增加番茄的茎叶生物量并且促进其对氮、钾的吸收;与单施化肥相比,蚓粪的效果更依赖于施用方式,蚓粪表施和全土混施比中施更能提高土壤pH和有机碳含量。在盛花期,无论番茄品种,土壤有效磷、速效钾含量都在蚓粪表施时最高;而在收获期,蚓粪表施和全土混施的有效磷含量高于中施处理。相比蚓粪中施和全土混施,表施降低了艾瑞尔的土壤矿质氮含量。总之,蚓粪的集中施用如表施和中施,能促进番茄生长及养分吸收,并且在不同品种之间效应一致。     

西藏中部退化农田土壤肥力的变化特征及其重建

通过田间定位试验 ,就西藏中部退化土壤化学和生物学肥力的变化等进行了研究。结果表明 ,无肥状态下土壤养分的变化具有极大的不平衡性 ,不同土层全钾、有效钾的下降速率均甚显著。有机肥 ,特别是有机—无机肥在促进土壤细菌繁殖和土壤有机质形成、改善腐殖质结构等方面具有显著作用 ,CEC、交换性盐基总量以及土壤氮、磷库容及其有效性亦呈明显提高 ,全钾、有效钾的亏缺程度逐渐下降 ,土壤氮、磷、钾的年均平衡量与其年均变化量间均呈不同程度的正相关 ,但土壤微生物区系仍处于极不协调的状态。在有机肥持续投入的基础上 ,增施氮肥、适施磷肥、重施钾肥对退化土壤的肥力恢复与重建具有重要作用