稻田土壤微生物数量和酶活性对水碳调控的响应

为探究水碳调控稻田土壤微生物数量和酶活性变化,基于田间与室内试验,研究不同水碳处理稻田土壤微生物数量、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性随土层深度的变化规律。结果表明,土壤过氧化氢酶活性随土层深度的增加呈现先增后减的趋势,土壤微生物数量和蔗糖酶活性随土层的加深而逐渐减小。与常规肥管理相比,有机肥施用和秸秆还田对稻田土壤过氧化氢酶活性无显著影响,而对土壤微生物数量和蔗糖酶活性影响较大。与淹水灌溉相比,控制灌溉提高了土壤过氧化氢酶活性,不同施肥管理条件下,控制灌溉对稻田土壤微生物数量和蔗糖酶活性的影响不一致。控制灌溉和有机肥施用、秸秆还田联合调控总体提高了稻田土壤微生物数量、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,且控制灌溉与有机肥施用结合效果更加明显。控制灌溉和有机肥施用、秸秆还田联合调控稻田0~40 cm土层土壤菌落数均值分别增加了1.73×10⁵~3.83×10⁵和2.33×10⁴~2.43×10⁵,土壤过氧化氢酶活性分别增加了1.82%~4.14%和2.95%~5.66%,土壤蔗糖酶活性分别增加了30.47%~64.25%和-25.04%~20.98%。     

污水灌溉对小麦土壤微生物区系的影响

采用沙颍河污水,以清污水比1∶1、2∶1、3∶1分别灌溉盆栽小麦,对土壤中各种微生物数量的变化情况进行研究。沙颍河污水灌溉盆栽小麦对土壤微生物数量影响明显。污水浓度高时,会刺激土壤中真菌、氨化细菌、反硝化细菌的繁殖。随着污水浓度的不断减小,细菌、放线菌、纤维素分解菌、硝化细菌、亚硝化细菌、固氮菌的数量均呈现先增加后减少的变化规律。当污水浓度适当时,污水中的营养成分可以被微生物利用,刺激其生长繁殖。综合考虑各种微生物对小麦的不同影响,污水灌溉浓度清污水比以控制在1~2∶1为最佳。     

不同土壤耕作方式下稻田土壤微生物多样性研究进展

土壤耕作方式是影响土壤环境和质量重要的因素；土壤微生物是土壤重要的组成部分,是有机质分解营养转化中最活跃的部分。目前,前人开展了不同土壤耕作方式对稻田耕层土壤微生物影响的研究,但是因为土壤类型、气候、田间管理措施等因素的影响,其研究结论各异。为深入了解不同土壤耕作方式下土壤微生物的变化情况,本文系统分析了前人在免耕、旋耕、翻耕等不同耕作方式对土壤微生物影响的研究进展。结果表明：(1)免耕处理下土壤微生物生物量碳、氮含量高于翻耕和旋耕,土壤微生物生物量随着土壤深度的增加而减少。(2)不同耕作处理间微生物数量及酶活性均存在着显著差异,微生物数量及酶活性均随土壤深度、季节变化、耕作年限等变化而改变,微生物数量总体趋势呈现细菌>放线菌>真菌数量。(3)保护性耕作下土壤微生物多样性高于翻耕、旋耕等耕作处理且土壤微生物多样性随着土壤深度增加呈下降的变化趋势。总的来说,本文总结了目前不同土壤耕作方式下土壤微生物的研究进展,并深入分析了对所出现差异的原因,其结果对今后进一步研究我国南方双季稻田根际土壤微生物的变化规律提供参考依据,为完善我国南方双季稻田土壤耕作方式、保护稻田生态环境提供理论依据。     

不同类型土壤种植辣椒前后微生物多样性比较

旨在通过研究种植辣椒后的不同类型土壤根际微生物的群落结构变化特征,探索适合辣椒种植的微生物群落结构与土壤类型。以辣椒自交系SJ11-3为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台对其种植前后不同类型土壤（包括潮土、稻田土和黄棕土）根际微生物进行测序和生物信息学分析,研究土壤细菌16S rRNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性及微生物群落结构。结果表明,种植前土壤中共获得2253个细菌分类操作单元(OTU)和775个真菌OTU,种植后土壤中共获得2353个细菌OTU和877个真菌OTU。辣椒种植会使不同类型土壤中细菌和真菌的OTU数量有所上升,且潮土中特有的OTU在种植辣椒前后均明显高于稻田土和黄棕土。同时研究发现,辣椒种植后Rhodanobacter、Gemmatimonas、Bradyrhizobium、Sphingomonas等细菌和Fusarium、Penicillium等真菌在不同类型土壤中相对丰度均显著升高。另外群落物种丰富度指数（ACE和Chao1指数）和群落多样性指数（Shannon和Simpson指数）分析发现,种植辣椒会使潮土、稻田土和黄棕土中真菌Shannon指数显著升高,而Simpson指数显著降低,物种多样性显著上升;细菌多样性则无显著变化。种植辣椒对潮土、稻田土和黄棕土中微生物多样性的变化均会产生重要影响,改变土壤微生物的丰富度及OTU类型。潮土在种植辣椒后微生物群落结构较为健康,未发现有大量病原菌富集,但稻田土和黄棕土则更容易造成病原菌的富集,因此推荐潮土为辣椒种植的适宜土壤。     

干湿交替灌溉对水稻产量、品质和土壤生物学性状的影响

干湿交替灌溉是一项重要的水稻高产节水栽培技术。干湿交替改变了稻田土壤水分状况,从而会引起稻田土壤理化和生物学性状的改变,并直接或间接影响水稻的生长发育和产量形成。综述干湿交替灌溉对水稻产量、品质以及稻田土壤呼吸、土壤酶活性和微生物等生物学性状的影响,并提出未来干湿交替灌溉条件下稻田土壤生物学性状的研究重点,以期为水稻高产节水栽培和稻田土壤的定向调控提供理论依据。     

草海湿地黑色沼泽土不同利用方式可培养微生物的多样性研究

为探究草海缓冲区土壤微生物的变化,对不同土地利用方式下可培养土壤微生物分布与土壤理化性质做相应的调查研究,结果表明：（1）不同土地利用方式对土壤微生物数量的影响显著,白菜、芦苇细菌数量极显著低于其他3种,白菜地放线菌数量最高,玉米地的真菌数量最高,草地氨化细菌的数量最高,桃树固氮菌的数量最高,玉米纤维素分解菌的数量最高,白菜无机磷细菌的数量最高;（2）土壤理化性质对微生物的影响不同,有机质、全氮和碱解氮与真菌和纤维素分解菌的数量和组成显著正相关,有机质和全氮却与放线菌和无机磷细菌的数量和组成呈显著负相关。综合考虑不同利用方式土壤微生物数量及土壤营养状况,桃树更适宜于在草海黑色沼泽土区域种植。     

水稻超高产经营模式下土壤微生物学特性的研究

为了从土壤微生物学特性的角度初步揭示水稻超高产栽培模式的高产机理,对福建省尤溪县超高产示范田的土壤微生物学特性和酶活性进行研究。结果表明,超高产栽培模式和常规栽培模式相比较,前者的水稻田土壤中的细菌、真菌、放线菌、固氮菌种群数量均获得较高水平。尤以10月11日（烤田之后）取样的差异最为明显,分别比CK高出5.65、4.96、3.13、15.6倍。而且氨化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌分别高56.7、10.90、4.23、7.02倍。土壤酶活性总体差异显著,其中差异明显的是蛋白酶和脲酶。说明超高产栽培模式更加有利于改善土壤通气性,增加稻田土壤微生物数量和提高微生物学活性。     

不同施肥模式下稻田土壤氮组分及微生物多样性研究进展

有机氮是土壤中氮的主要存在形式,土壤氮矿化、氮素有效性与有机氮组分关系密切,明确土壤有机氮组分对氮矿化的贡献,有利于为采用科学合理的田间管理措施提供理论依据。不同的施肥模式是影响稻田土壤氮组分及微生物多样性较为关键的因素之一。因此,本文从不同施肥方式对稻田土壤氮素形态和矿化作用特征、土壤氨氧化菌和硝化及反硝化菌群功能基因数量变化、土壤氮素转化微生物活性和胞外酶、土壤氮素转化微生物群落结构多样性等方面展开了相应的讨论,提出有机无机肥配施有利于提高稻田土壤有机氮组分的微生物利用性、土壤的氮供给,采用有机无机肥配施是提高稻田土壤肥力的有效管理措施。     

南疆枣树￣棉花间作对土壤微生物区系及代谢熵的影响

通过大田试验和实验室测定,研究南疆枣树-棉花间作对土壤微生物性状的影响。在阿克苏地区阿瓦提县巴格托拉克乡采集枣树￣棉花间作、纯枣林及单作棉田土样,测定比较细菌、放线菌和真菌三大类群微生物及氮素生理群菌群数量、微生物代谢熵的变化特征。结果表明,不同种植模式土壤微生物数量分布有明显差异。枣树￣棉花间作土壤细菌、放线菌、真菌和微生物总数总体呈现出显著低于单作棉田,降低幅度最大的位点在西侧冠下区(W80);较纯枣林增加,增加幅度最大的是东侧冠下区(E80)。枣树-棉花间作系统比单作棉田土壤氨化细菌、硝化细菌数量有较大提高,反硝化细菌数量明显下降,氨化细菌、反硝化细菌相比纯枣林均为增加。间作系统内在枣树行的东、西两侧冠下区与近冠区及L1(0~20 cm)、L2(20~40 cm)及L3(40~60 cm)各层次土壤中的微生物数量都呈现出较大差异,具有明显的水平和垂直方向空间变异性。不同种植模式下土壤微生物代谢熵(q CO2)依次为纯枣林枣树￣棉花间作单作棉花。不同种植模式下土壤微生物Shannon多样性、均匀度指数与微生物数量具有相似的变化特性。相关性分析表明,有机碳、全氮、碱解氮含量及p H与微生物多样性呈极显著正相关(P0.01),与代谢熵则呈极显著负相关。研究结果证明,微生物群落多样性及代谢熵对间作种植模式响应灵敏,反映出枣树和棉花间作系统地下部分存在明显的竞争作用,影响土壤微生物的群落。     

长期施肥大麦生育期双季稻田土壤微生物和酶活性动态变化特征

施肥与土壤微生物和酶活性关系密切,为探明大麦-双季稻三熟制种植模式下不同施肥处理对大麦(Hordaum vulgare L.)各个生育时期稻田土壤微生物和酶活性的影响,本研究以湖南宁乡长期定位试验为平台,分析了5种施肥处理之间[化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM1)、60%有机肥+40%化肥(OM2)和无肥(CK)]稻田土壤微生物和酶活性动态变化特征。大麦各主要生育时期,长期施肥促进了部分生理功能土壤微生物数量。土壤甲烷细菌和甲烷氧化菌数量均以OM2和OM1处理最高,均显著高于其他处理(P0.05);各施肥处理土壤硝化细菌和反硝化细菌数量大小顺序分别表现为OM2OM1RFMFCK和OM2OM1CKRFMF;固氮菌和氨化细菌数量均表现为OM1OM2RFMFCK;纤维素分解菌数量表现为OM1MFOM2RFCK。大麦各个主要生育时期,施肥显著提高了土壤酶的活性,各施肥处理土壤脲酶活性大小顺序表现为RFOM2OM1MFCK;过氧化氢酶活性以OM2处理为最高,与RF、MF和CK处理的差异达显著水平(P0.05);OM2处理的蔗糖酶和脱氢酶活性均为最高,均显著高于CK处理(P0.05);纤维素酶活性均以RF处理最高,均显著高于MF和CK处理(P0.05)。长期施肥促进了部分生理功能土壤微生物数量和土壤酶活性,其中以有机无机肥配施效果最为明显。     

不同耗水强度下节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度关系研究

为了探索基于土壤非饱和层厚度指导水稻节水灌溉的可能性,研究节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度的关系非常必要。本文通过设计盆栽试验,针对不同耗水强度开展连续观测,根据实时观测的土壤含水率与非饱和土层厚度,建立起两者之间的定量关系。结果表明：稻田日耗水强度越大,其非饱和土层厚度随时间增加的速率越大,达到最大值所需的时间越短。非饱和土层随时间增加时对应的土壤含水率则随时间下降,两者之间成负相关关系。通过建立土壤含水率与非饱和土层厚度的二次抛物线关系,结果显示将非饱和土层厚度作为水分控制指标指导灌溉精度高、切实可行。最后,将土壤含水率与非饱和土层厚度关系曲线运用到水稻控制灌溉的实践中,推算出土壤含水量下限对应的非饱和土层厚度值,确定以非饱和土层厚度为指标的控制灌溉方法,为黑龙江地区水稻节水灌溉管理技术提供参考,为下一步的水分运动模型率定及模拟更多土质和更多耗水情形下的土壤水分提供依据。     

4种周年轮作模式对耕作层土壤微生物的影响

为明确不同轮作模式下耕作层土壤微生物群落的变化,揭示水旱轮作有益于蔬菜可持续生产的潜在机理。本文设计4种常见的轮作模式,在同一地理区域固定试验田块进行长期轮作试验,并利用高通量测序技术测定土壤中真菌的ITS1区域序列和细菌的16S rDNA的V3-V4可变区序列,进行土壤微生物多样性分析。结果表明：Alpha多样性分析表明,在4种周年轮作模式下,耕作层土壤真菌群落多样性发生了显著变化,水旱轮作模式(SH)的Shannon指数显著高于嫁接模式(JJ)和蔬菜轮作LZ模式(LZ)的,而与蔬菜轮作LD模式(LD)的无显著差异。耕作层土壤细菌群落多样性和丰富度均发生显著变化,SH模式的Shannon指数和ACE指数均显著高于LD模式的,且SH模式的Shannon指数显著高于其他模式的。主坐标分析表明,4种周年轮作模式间,耕作层土壤微生物群落发生显著分化,SH模式和LZ模式均各自成组,JJ模式与LD模式聚为一组。组间物种差异显著性分析表明,SH模式有7个属真菌和26个属细菌的丰富度显著高于其他模式的,LD和LZ模式分别有4个属真菌和7个属细菌的丰富度显著高于其他模式的,JJ模式只有1个属细菌的丰富度显著高于其他模式的。不同轮作模式长期周年轮作下耕作层土壤微生物群落发生了显著变化。长期水旱轮作提高了土壤微生物群落多样性,增加了有益菌种类和相对丰度,更有利于蔬菜可持续生产。     

塔里木河上游不同林地土壤养分和微生物 以及酶活性变化初探

对塔里木河上游果林地和胡杨林地土壤养分、微生物数量和酶的活性变化进行了研究。结果表明：4种特色果林地的土壤养分、微生物的数量、土壤酶活性均高于胡杨林，而胡杨林的耐盐性最强。5种林地土壤微生物的数量，从4~8月不断上升，8月份达峰值，且以细菌占绝对优势。土壤中脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性从4~10月逐渐上升，表现为“秋高型”，10月达峰值，而转化酶活性则相反，表现为“春高型”，峰值出现在4月。土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

不同栽培和灌溉方式对冷浸田障碍因子及水稻产量的影响

为了消减冷浸型中低产田长期浸渍、泥温低、结构差、还原性物质毒害、有效养分低等障碍因子,通过田间小区试验和动态取样与室内测定,研究了不同栽培和灌溉方式对冷浸田障碍因子及水稻产量的影响。结果表明：与常规灌溉方式比较,起垄栽培结合湿润灌溉方式增加了晴朗天气条件下冷浸田土壤温度,土壤气相比例提高3 倍,土壤液相比例减少20%,土壤活性还原物质含量降低了21.9%,土壤细菌数和微生物活性分别提高128.7%和3.8%,土壤排水通气性增强,还原性物质毒害减轻,土壤有效养分提升,为微生物活动创造了优良的条件,最终使早稻增产10.8%。起垄栽培结合湿润灌溉方式是适合于冷浸田早稻增产的农水管理措施。     

再生水灌溉对土壤氮素与生物有效性影响的研究进展

随着中国水资源短缺状况的不断加剧,农业用水矛盾日益突出,再生水作为有效的水资源,受到广泛的关注。由于目前农业上普遍存在氮肥施用过量,而再生水中含有丰富的氮素,因此再生水灌溉适宜的水肥模式日益受到关注。土壤生物活性与氮素水平是评价再生水灌溉对环境安全效应的重要指标,笔者在概述国内外再生水灌溉研究现状的基础上,总结了再生水灌溉对土壤氮素生物有效性、相关土壤微生物及土壤酶活性的影响研究进展,并对未来再生水灌溉的研究发展趋势进行了展望：探明长期再生水灌溉和不同施肥水平对土壤微生物与碳、氮循环影响;加强长期再生水灌溉和不同施肥水平对土壤微生物与土壤碳库、氮库与养分交互作用综合影响研究;重视再生水灌溉下污染物监测与去除技术研究,建立建全规范的再生水监管体系和再生水安全灌溉制度、灌溉技术;进行再生水灌溉对作物-土壤-地下水环境影响的长期定位监测与评价。