施肥处理对黄土丘陵区农田土壤酶活性和水溶性有机碳、氮的影响

为了评估长期施肥处理对黄土丘陵区川地农田土壤酶活性以及水溶性碳、氮的影响,以黄土高原安塞站川地农田定位试验样地为研究对象,分析了以土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的酶活性和单位有机碳酶活性作为评价微生物活性新途径的可行性,以及土壤水溶性有机碳、总氮和水溶性碳氮比的变化特征.试验共设九个处理,分别为N(氮肥)、P(磷肥)、M(有机肥,羊粪)、N+P、N+M、P+M、N+P+M,另加空白对照CK(不施肥)和裸地BL(无作物,不施肥).试验结果表明,除了过氧化氢酶,其他三种土壤酶活性都是表层高于下层,而且有机肥参与的处理土壤酶活性要显著高于化肥处理.初步分析发现有机质含量越高,单位有机碳酶活性值越低.长期施用有机肥,可显著提高土壤中水溶性有机碳和水溶性氮的含量,WSOC/WSTN对于不同施肥处理的响应要比C/N更为敏感.相关分析表明,水溶性有机碳、水溶性氮和有机质、全氮、碱解氮与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶三种酶都达到极显著相关关系,与过氧化氢酶未达到显著相关.总体研究发现,施化肥并不能显著影响土壤酶活性,但有机肥能显著提高土壤酶活性及水溶性碳、氮含量,施肥方式的差异影响着土壤酶活性;单位有机碳酶活性的响应规律和传统酶活性的规律并不一致,其机理还需进一步研究.     

城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化和酶活性变化

作者研究了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化过程动态,为正确认识城市土壤有机碳稳定机制.制定科学的养分管理措施及深入了解和评价城市土壤的功能特性和生态环境效应有重要的科学参考意义.采用室内恒温培养法观测了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化的过程动态和酶活性变化.结果表明:不同功能区土壤酶活性差异显著,脲酶:公园>学校>居民区>工厂>道路;磷酸酶:公园>工厂>学校>居民区>道路;转化酶:居民区>公园>工厂>道路>学校;但不同功能区土壤有机碳矿化过程动态表现出相同规律.在培养前期有机碳矿化速率迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期保持相对稳定的趋势,有机碳矿化与培养时间符合对数关系;整个培养期内,土壤有机碳矿化速率及累计矿化量公园>工厂>道路>学校>居民区.统计分析表明,土壤有机碳矿化速率与土壤有机碳,水溶性有机碳以及微生物生物量碳含量显著相关,相关系数分别为0.850、0.689、0.485;土壤酶与土壤有机碳矿化没有直接的相关性.但脲酶、转化酶与土壤微生物生物量碳之间相关系数分别为0.606和0.642,间接影响土壤有机碳的矿化.     

冻融作用对石油污染土壤酶活性和水溶性碳的影响

通过现场采样调查及室内分析测试,研究了石油污染土壤经过10个冻融循环和恒温处理后,土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性、土壤呼吸速率、水溶性有机碳及微生物量碳的变化特征.结果表明,冻融作用对中重度污染土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性有促进作用,过氧化氢酶活性提高6.64%,脲酶活性增加41.11%,但对土壤微生物量碳影响不大;水溶性有机碳受冻融作用影响较大,其比恒温处理提高67.04 mg·kg-1,且土壤中总石油烃含量越高,水溶性有机碳变化越大;中重度石油污染土壤经过冻融处理后,其石油烃含量较之恒温处理减少明显,两种不同处理的差值达290.268 mg·kg-1,而对于高度石油污染土壤来说,冻融作用则可能不利于石油烃的降解.     

雷竹土壤水溶性有机碳及其与重金属的关系

为了解高效栽培雷竹林地土壤水溶性有机碳 (WSOC)状况 ,在浙江省雷竹主产区采集了土壤样品进行分析。结果表明 :高效栽培雷竹林土壤WSOC含量范围为 ( 0 1 5 5 0±0 0 0 5 3)g·kg-1( 2 5℃提取 )和 ( 0 2 2 2 0± 0 0 0 63)g·kg-1( 1 0 0℃提取 ) ,雷竹林土壤WSOC含量和WSOC占土壤有机碳总量 (TOC)的比例均明显高于立地条件相同的板栗林土壤和茶园土壤。雷竹林地增温覆盖措施增加了土壤WSOC的量 ,连续覆盖 5a的土壤WSOC比覆盖 1a的增加了 1倍。雷竹林土壤WSOC与土壤TOC、全氮、水解氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蔗糖酶活性及有效镉、钴、镍、铅、锌含量均有显著 (P <0 0 5 )或极显著(P <0 0 1 )相关性 ,说明土壤水溶性有机质含量与土壤质量密切相关。表 3参 1 7     

黄山不同海拔植被带土壤活性有机碳、氮及其与酶活性的关系

以黄山海拔870~1 760 m的常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林Ⅰ和Ⅱ以及高山草甸4种不同海拔植被带的土壤为研究对象,分析土壤碳氮及其活性组分的分布特征,并结合土壤酶活性、pH值及林下植被多样性等因子进行相关分析。结果表明:不同海拔植被带土壤微生物生物量碳（MBC）、溶解性有机碳（DOC）及全氮（TN）、微生物生物量氮（MBN）质量分数存在显著差异（P < 0.01）。不同植被带土壤微生物熵（MBC/TOC）、DOC/TOC存在显著差异（P < 0.01）,且总体上随着海拔升高而增加;高山草甸的土壤MBN/TN（5.79%）显著高于其他植被带（P < 0.05）。土壤脲酶活性总体上随着海拔升高而减弱,而β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶活性总体上随海拔升高呈增强趋势。Pearson相关及冗余分析表明:土壤活性有机碳、氮组分不仅依赖于土壤总有机碳（TOC）和TN,而且与土壤酶活性和pH值密切相关。溶解性有机氮（DON）对黄山土壤酶分布影响显著（蒙特卡罗检验,P=0.006）。综上所述,黄山森林土壤活性有机碳氮组分与植被类型直接或间接相关,且极大影响土壤酶活性。     

不同施肥条件下雷竹林水溶性有机碳氮的流失特征

通过建立径流场和土壤渗漏水收集装置,研究了不同施肥(常规施肥、减量施肥、微生物肥和不施肥)条件下雷竹林径流和渗漏水中水溶性有机碳(WSOC)和水溶性有机氮(WSON)的流失规律。结果表明:雷竹林地表径流(土壤渗滤)水量与降雨量之间呈极显著正相关(P0.01),WSOC、WSON的流失以渗滤迁移为主,分别占流失总量的97%和94%左右。不同施肥雷竹林WSOC流失量的大小顺序表现为常规施肥(66.66 kg·hm-2)微生物肥(63.66 kg·hm-2)减量施肥(61.06 kg·hm-2)不施肥(56.58 kg·hm-2),WSON的流失量则表现为常规施肥(37.48 kg·hm-2)减量施肥(24.40 kg·hm-2)微生物肥(21.41 kg·hm-2)不施肥(17.38 kg·hm-2)。与常规施肥相比,微生物肥和氮肥减量40%的雷竹林地WSOC、WSON流失量分别减少4.5%、8.4%和42.9%、34.9%;不同施肥雷竹林地表径流、土壤渗滤中WSON流失量分别占总氮流失量的49.2%~52.7%和26.6%~35.9%。     

外源有机碳对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

试验设置2%木本泥炭(M1)、2%草本泥炭(M2)和2%褐煤(M3)3个处理,对植烟土壤的活性有机碳、碳库管理指数和酶活性进行了考察。结果表明:施用外源有机碳可以提高土壤活性有机碳(LOC)、高活性有机碳(HLOC)和碳库管理指数(CMI),提升幅度为木本泥炭褐煤草木泥炭;施用外源有机碳后,植烟土壤的过氧化氢酶活性均无显著变化,施用木本泥炭12个月后,土壤蔗糖酶活性降低了54.6%,脲酶活性升高了25.9%,而草本泥炭和褐煤处理的土壤蔗糖酶和脲酶活性变化不大。     

大兴安岭火烧迹地土壤微生物生物量及酶活性研究

本文采用熏蒸法和土壤酶活性测定法,研究了内蒙古大兴安岭不同火烧迹地土壤微生物生物量碳氮和酶活性的变化特征。结果表明:与对照(未过火的)相比,火烧后不同年份的火烧迹地土壤微生物生物量碳氮、土壤脲酶活性和土壤蔗糖酶活性均极显著下降。除了土壤脲酶活性外,轻重度火烧迹地2003年显著或极显著高于2008年和2012年。随着火烧后恢复年限的增长,土壤微生物生物量碳氮、土壤脲酶活性和土壤蔗糖酶活性均有所提高,经过大约10a的恢复,可达到了未过火对照组水平,相比之下土壤过氧化氢酶活性恢复的较快。该结果揭示了大兴安岭火烧迹地恢复过程中土壤质量状况的动态变化,为森林生态系统的科学管理和森林更新提供了理论依据。     

嫁接不同文冠果品种根际土壤的微生物生物量及酶活性

文冠果是重要的园林绿化和生物质能源植物,但大多处于野生和半野生状态,且产量较低。嫁接不仅可提高植物的产量、改良植物抗逆性能性状,也可影响根际土壤性质。目前对文冠果的大量研究主要集中在嫁接技术方面,但嫁接对土壤性质的影响鲜有报道。为探讨嫁接对土壤生物学性质变化的影响,比较了文冠果嫁接和未嫁接处理后根际土壤微生物生物量及酶活性的变化。在嫁接处理中,以北京昌平文冠果做砧木,分别采用辽宁阜新白花古树(LFB)、辽宁建平白花古树(LJB)、内蒙古赤峰红花古树(NCH)和内蒙古实生红花苗(NSH)4种不同品种的接穗进行嫁接。结果表明,与未嫁接的北京昌平文冠果(CK)相比,嫁接LFB、LJB、NCH和NSH 接穗1年后根际土壤的微生物生物量碳分别显著提高了62%、45%、91%和40%;而嫁接NCH、LFB和NSH的根际土壤微生物生物量氮比未嫁接的CK分别提高了140%、107%和56%。采用LFB和NCH嫁接可显著提高β-糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶和磷酸酶的活性,但显著降低了酚氧化酶的活性。β-糖苷酶、几丁质酶和亮氨酸肽酶活性的变化与微生物生物量、土壤溶解性有机碳和有机氮溶解性呈显著正相关。综合来看,采用辽宁阜新白花和内蒙古赤峰红花古树接穗嫁接北京昌平文冠果有利于根际土壤微生物生物量及酶活性的提高。      

疏勒河流域不同植被类型土壤酶活性动态变化

以疏勒河流域中游玉门饮马农场不同植被类型（白刺、小麦、苜蓿、孜然和茴香）土壤为研究对象,以荒地为对照,探讨疏勒河流域绿洲荒漠过渡带不同植被类型条件下土壤酶活性季节变化特征。结果表明：不同植被类型显著提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、硝酸还原酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性,且0～20 cm土层高于20～40 cm土层。其中苜蓿地土壤脲酶和硝酸还原酶含量最高,其平均值比对照分别增加了77.88%和156.94%;孜然地碱性磷酸酶含量最高,平均是对照的4.43倍;小麦地脱氢酶和过氧化氢酶活性最高,其平均值比对照分别提高了112.72%和51.00%。土壤脱氢酶活性与土壤磷酸酶、过氧化氢酶之间呈显著、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。5种植被类型土壤酶活性存在差异,但因季节因素的影响,很难确定哪种植被类型对土壤酶活性的影响最大。     

不同水分处理对华中地区稻田土壤酶活性的影响

为探究不同水分处理对土壤碳转化相关酶活性的影响,以湖北咸宁和湖南长沙的稻田土为研究对象,通过室内培养试验,研究了4种土壤含水率,即40%、70%、100%和200%田间持水量(WHC)下土壤过氧化物酶、酚氧化酶活性以及酚类物质和可溶性有机碳(DOC)含量的变化。结果表明:咸宁土壤的酶活性高于长沙土壤,两种土壤酚氧化酶活性和过氧化物酶活性均随水分含量的增加而增加,土壤酚类物质含量随培养时间总体呈动态平衡,在40%WHC下最高,而在200%WHC下最低;土壤DOC含量在较高(100%WHC、200%WHC)含水率下较高,而在较低(40%WHC、70%WHC)含水率下较低。酚氧化酶活性在培养前期较低,在培养的第5~15 d较高,咸宁水稻土最高值为260.76nmol·g^-1·h^-1,长沙水稻土为107.10 nmol·g^-1·h^-1。较高水分处理(200%WHC)下,过氧化物酶活性在培养后期活性较高,最高值达到929.66 nmol·g^-1·h^-1。相关性分析表明,DOC含量与过氧化物酶活性、酚氧化酶活性、含水率呈极显著正相关,结果表明有机质含量高的土壤酚氧化酶活性、过氧化物酶活性、酚类物质含量均显著高于有机质低的土壤。较高含水率(100%WHC、200%WHC)可显著提高土壤的酚氧化酶活性和过氧化物酶活性,且在较高含水率条件下土壤酚类物质含量和DOC含量均较高。     

黄土高原不同土地利用方式对土壤养分与酶活性的影响

为了研究吴旗县不同土地利用方式对土壤养分以及酶活性的影响,对农耕地、天然草地、人工草地、灌木林地和乔木林地5种土地利用方式的土壤进行了调查、样品测定和分析。结果表明,天然草地和乔木林地0~20cm表层土壤有机质增长率均较大,为36.11%和32.96%,二者碱解氮含量也较高,分别为66.88和69.37 mg/kg;乔木林地和灌木林地0~20 cm表层土壤有效磷含量均高于天然草地和人工草地,乔木林地速效钾含量最高。乔木林地0~20 cm土层土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶3种水解酶活性均高于其他4种土地利用方式,0~20 cm土层土壤酶活性均高于20~40 cm土层,表明人工种植乔木林可以使土壤水解酶活性增强,尤其表现在表层土壤。总之,乔木林对土壤有机质和养分、酶活性的增强效应最为明显。     

秦岭火地塘林区3种土地利用类型的土壤潜在水源涵养功能评价

为了研究秦岭火地塘林区松栎混交林土壤的潜在水源涵养功能,以荒草地和农用地2种土地利用类型作为对照,于2011年5月在3种土地利用类型的样地上挖掘土壤剖面,并对其土壤物理性质和蓄水、入渗能力进行了分析,最后运用坐标综合评定法首次对该地区3种土地利用类型的土壤潜在水源涵养能力进行定量评价。结果表明:3种土地利用类型的土壤密度由大到小为荒草地(1.25 g/cm3)＞农用地(1.22 g/cm3)＞松栎混交林地(0.82 g/cm3),土壤总孔隙度由大到小为松栎混交林地(87.40%)＞荒草地(45.87%)＞农用地(38.95%);松栎混交林地土壤的蓄水性能和渗透性能最好,农用地最差。运用坐标综合评定法对3种土地利用类型进行评价,结果表明:松栎混交林地土壤的潜在水源涵养功能最佳(0.00),农用地土壤的潜在水源涵养功能最差(1.10),建议在该地区继续实施退耕还林以提高土壤的水源涵养能力。本研究为认识和综合评价火地塘林区松栎混交林的生态服务功能积累了基础资料,从而为南水北调中线工程的水源保障措施提供了一定的理论基础。      

不同耕作和轮作方式下作物生育期内土壤酶活性的动态变化特征

采用大田试验研究了在秸秆还田的基础上免耕(5 cm)、旋耕(15 cm)、浅耕(22 cm)、深耕(32 cm)4种耕作方式以及在免耕基础上小麦-玉米、小麦-大豆、小麦-花生3种不同轮作方式对河南省褐潮土区作物主要生育时期土壤硝酸还原酶、脲酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶和酸性磷酸酶活性的动态变化特征.结果表明,作物主要生育时期内,不同耕作方式和轮作方式下的土壤酶活性变化趋势与作物的生长及需肥规律基本一致;不同耕作方式对土壤硝酸还原酶活性影响较大,免耕的酶活性最高;对土壤脲酶活性的影响在小麦生长前期不明显,在小麦灌浆期脲酶活性依次为:免耕>旋耕>浅耕>深耕:对磷酸酶活性影响不明显.不同作物对土壤酶活性影响不同,小麦-玉米的硝酸还原酶和脲酶活性较花生和大豆高,而3种磷酸酶在小麦-花生处理中更活跃.     

博斯腾湖西岸湖滨带土壤剖面盐分特征分析

以博斯腾湖西岸湖滨带为研究区,采集三个时期不同土壤剖面样品,结合样品实验分析,探究土壤盐分特征。研究结果表明：(1) 0～10 cm土层中平均盐分含量为3.919 g·kg^-1,土壤盐分表聚现象强烈; (2) 垂直方向上盐分离子中Mg²⁺变异系数为1.034,变化程度较大,HCO₃^-变异系数为0.080,变化程度较小; (3) 通过相关分析,硫酸盐与氯化物在表土中积聚强烈,其中SO₄^2-与Na⁺+K⁺之间相关系数为0.96,Cl^-与Mg²⁺相关系数为0.79;Cl^-和Na⁺+K⁺相关系数为0.72; (4) 通过对比柽柳剖面下土壤盐分含量,夏秋两个季节土壤剖面土壤盐分呈现明显的表聚现象,0～10 cm土层中盐分含量占总体的27.37%和21.88%,春季盐分在剖面上呈现强烈的底聚现象,90～100 cm土层盐分含量占总体的21.53%; (5) 对比不同植被下土壤盐分特征,裸地、草地、林地、耕地四种地表类型土壤中(Na⁺+K⁺)∶Mg²⁺∶Ca²⁺含量之比依次为85∶2.5∶1,16∶2.5∶1,9∶0.9∶1,10∶1.3∶1,裸地中Ca²⁺含量为0.104 g·kg^-1,明显高于其它植被类型中Ca²⁺含量;Na⁺+K⁺含量差异不大,平均含量为1.181 g·kg^-1;草地中Mg²⁺平均含量为0.081 g·kg^-1,是裸地中Mg²⁺含量的4.4倍。     

不同消毒方式对土壤酶活性及土传病原真菌消减的影响

为探究不同消毒方法对土壤环境的影响,本研究以北京昌平连作多年的草莓地为研究对象,通过设置田间试验对比物理防控方法活性炭+太阳辐射膜覆盖与化学熏蒸剂棉隆和氯化苦对土壤温度、养分和酶活性的影响及对土传病原真菌的消减效果。结果表明:高剂量活性炭+太阳辐射膜覆盖可使土壤表层温度迅速升高至50 ℃以上,在0~10 cm土层内对土传病原真菌镰刀菌和疫霉菌的减退率分别达90%和85%以上;活性炭的添加使土壤养分含量显著增加,同时激活土壤酶活性。然而,化学药剂棉隆和氯化苦熏蒸对镰刀菌和疫霉菌的减退率均达95%以上,但同时也降低了土壤养分含量和抑制了土壤酶活性。因此,活性炭+太阳辐射膜覆盖作为一种非化学土壤消毒方法,在改良土壤、连作地土传病原菌的防治具有较大的潜力,为实现连作草莓土传病害的绿色防控提供了新途径。     

生物炭对山西雨养旱地土壤肥力与酶活性的影响

[目的]为促进生物炭在旱地农业上的研究及应用。[方法]本研究采用夏玉米(Zea mays L.)大田试验,设置4个处理:1)对照(CK);2)常规施肥(N);3)常规施肥+秸秆炭(5t·hm~(-2))(B1);4)常规施肥+生物炭(10t·hm~(-2))(B2),以探究不同用量生物炭对山西雨养旱地土壤肥力与酶活性的影响。[结果]生物炭显著提高了有机碳、速效氮、速效磷、速效钾的养分含量及蔗糖酶、脲酶的活性,且土壤有机碳及速效养分含量随着生物炭用量的增加而增加。与对照相比,生物炭处理(B1、B2)分别显著提高山西雨养旱地土壤有机碳、速效氮、速效磷与速效钾含量52.76%~105.52%、37.79%~75.54%、76.10%~122.67%、40.27%~82.55%。与对照相比,生物炭处理(B1、B2)分别提高了蔗糖酶和脲酶活性56.72%~90.96%、170.59%~182.35%。对于蔗糖酶活性而言,B2提高效果更显著,但对于脲酶活性,B1和B2处理间无显著差异。与对照相比,虽然生物炭处理(B1、B2)分别提高过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性2.83%~4.25%和45.10%~50.98%,但这两种酶活性与对照差异并不显著。添加生物炭后夏玉米株高、叶长有一定增加的趋势,百粒重在5t·hm~(-2)生物炭用量时显著增加了14.82%,茎粗和叶宽在10t·hm~(-2)生物炭用量时分别显著增加了21.81%、34.04%。[结论]总的来说,生物炭对旱地土壤肥力、酶活性及作物生长有一定的积极作用。     

东洞庭湖湖滨带土壤重金属健康风险评价

以东洞庭湖湖滨带为研究区域,系统调查分析其土壤中的重金属污染状况,并进行致癌风险评价和非致癌风险评价。东洞庭湖湖滨带土壤中的重金属As、Hg、Cd、Cu、Zn、Ni、Cr的平均含量分别为19.31、0.0113、0.989、50.29、125.7、43.9和93.36 mg/kg,已全部超过了洞庭湖背景值,其中As、Hg和Cd的最大含量分别已超过洞庭湖背景值的5倍、5倍和20倍之多,说明东洞庭湖湖滨带土壤已经受到一定程度的重金属污染。致癌风险评价结果表明,As为当地主要的致癌物,Cd属于安全的范围,叠加后的致癌总风险指数平均值成人的为1.6810-5,儿童的为1.0410-6,在鹿角港口区、岳阳市区和城陵矶港口区相对较高,是平均值的1.3至2.6倍。非致癌风险评价结果显示,Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni的非致癌风险指数均远小于1,不会对当地居民健康构成威胁。叠加后的非致癌总风险指数平均值成人的为1.7910-1,儿童的为1.0910-2,在漉湖芦苇场、团州农场、君山旅游区较高。     

北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响

土壤螨群落与土壤健康状况密切相关,农业土地利用方式会影响土壤螨的生存环境,进而影响螨的群落分布。在北方传统农业区研究了小麦玉米常规轮作农田,1年温室蔬菜大棚、4年温室蔬菜大棚和4年露天菜地下土壤主要理化指标和螨群落结构。研究结果表明露天菜地和温室大棚的利用方式均会提高土壤碱解氮和有机质含量,同时温室大棚的长期利用会增加土壤有效磷含量。螨群落分析显示常规农田中甲螨亚目为优势类群;常规农田转变为温室大棚后,由于施肥造成土壤营养物质含量增加,以及人类对土壤扰动程度的提高,无气门亚目取代甲螨亚目成为温室内螨优势类群。但随着温室年限的延长,螨多样性和粉螨科丰度都要有所下降,这可能是磷累积和强扰动效应的共同后果。常规农田转变为露天菜地后,加强的人类扰动也会降低甲螨亚目丰度,但与温室螨群落相比,4个亚目分布要相对均匀。温室在3种土地利用类型中对土壤螨的负面影响最为明显,从土壤功能的自我维持和修复方面来讲是十分不利的,温室内土壤生物多样性的保护尤其值得人们关注和重视。