日光温室不同蔬菜轮作体系对土壤环境的影响

在有机栽培条件下,研究了以番茄为后茬作物的不同蔬菜轮作体系对土壤化学指标,土壤微生物和土壤线虫的影响。结果表明:经过一年的轮作后,各处理土壤的pH值均有所下降,EC值变化不大。除了对照的有效磷含量降低以外,其他轮作体系土壤有机质和速效养分含量与基础土样相比都有一定提高,其中葱-萝卜与番茄轮作处理积累的有机质和全氮最多,花椰菜与番茄轮作处理的速效养分含量最高。对照的土壤细菌数、固氮菌数、放线菌数量与基础土壤相比显著降低,而真菌数量明显增加。每个处理的土壤线虫总数均比基础土样增加,其中菊花处理的土壤线虫总数最多,根结线虫最少。     

引入豆科作物的轮作模式对设施蔬菜土壤微生物群落组成的影响

基于豆科作物养分减投的轮作模式有助于在保障高产的基础上实现农业面源污染防控,为了探讨引入豆科蔬菜的轮作模式对土壤微生物群落的影响,采集定位试验3种轮作模式:西红柿-甜瓜、豆角-甜瓜、西红柿-豆角土壤样品,利用MiSeq高通量测序分析不同轮作模式下土壤微生物多样性、群落组成和结构差异,并结合土壤性质等环境因子探讨影响设施...     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

甘薯轮作与间作对根际土壤微生物群落的影响

为揭示土壤微生物群落对甘薯不同种植制度的响应机制,通过田间定位试验,设置甘薯连作、甘薯–小麦轮作、甘薯–玉米间作3个处理,采用磷脂脂肪酸（PLFA）和生态板（BIOLOG ECO）技术手段,研究了轮作与间作对甘薯根际土壤微生物群落结构、碳源利用能力的影响。结果表明,与甘薯连作处理相比,轮作与间作改变了土壤微生物主要类别的PLFA生物量,甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作处理的细菌含量分别显著（P<0.05）增加21.82%和38.77%,放线菌含量分别显著增加6.98%和12.77%,革兰氏阳性菌生物量分别显著增加28.60%和63.44%,革兰氏阴性菌生物量分别显著增加18.21%和22.29%,真菌含量分别显著降低16.60%和13.03%;随着培养时间的延长,甘薯–玉米间作处理的平均颜色变化率（AWCD值）显著高于其他2个处理,甘薯–玉米间作处理对羧酸类化合物、多聚化合物、碳水化合物、氨基酸化合物和胺类化合物的利用能力较甘薯连作处理分别显著增加17.28%、14.67%、54.17%、36.62%和20.00%;冗余分析（RDA）结果表明,土壤微生物群落结构及功能多样性的变化受多种因素共同影响,土壤速效钾和全氮为主要驱动因子;甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作在一定程度上均可优化土壤微生物群落结构,提升微生物功能多样性,其中甘薯–玉米间作处理效果较好。     

金钱草——水稻轮作对土壤微生物群落结构的影响

通过分析金钱草—水稻水旱轮作模式对金钱草土壤微生物群落的影响,为中药金钱草的高效、高产栽培和持续种植提供理论依据。采用高通量测序技术,分析金钱草—水稻轮作对土壤微生物群落的组成和多样性差异。结果表明：土壤细菌OTU数量在金钱草水稻轮作前后无显著差异,真菌OUT数量显著减少;细菌的多样性和丰富度在轮作前后无显著性变化,真菌多样性无显著性变化,但丰富度显著降低。在门水平上,供试土壤共检测出22个细菌门,包括变形菌门、酸杆菌门、放线菌门等,共检测出8个真菌门,主要有子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和罗泽洛菌门等;除酸杆菌门相对丰富度在水稻轮作后显著增加外,其他细菌门和真菌门相对丰富度都呈现减少趋势。金钱草-水稻轮种能减少土壤微生物相对丰富度,特别是真菌的相对丰富度显著减少,作物连作过程会使土壤微生物动态演替表现出真菌数量增加的趋势,以期为进一步研究金钱草连续种植下的连作障碍和降低病害研究提供一定理论依据。     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

为揭示植物与土壤微生物之间互作关系的途径与机制,综述了根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物的影响这2个方面的研究进展,主要分述了根际促生微生物PGPM对植物生长发育的促进作用;生防微生物BCA对植物生长发育的促进作用;根系分泌物的组成;根系分泌物的功能;根系分泌物影响土壤微生物的途径等方面的内容。指出植物与土壤微生物之间互作关系机理的研究还不够深入,对PGPM菌株的筛选和适应能力的研究,生防微生物的生态适应性及对靶标病原菌的作用机制研究,对根系分泌的分离鉴定方法的优化及化感作用途径等需要更深入探究。今后应加大现代分子生物学技术在相关研究中的应用,将分子生物学技术与传统培养方法相结合,进一步揭示植物与土壤微生物之间的互作关系。     

春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

为分析春季不同时间稻虾田微生物群落的构成,采用Illumina Miseq高通量测序技术对克氏原螯虾肠道及养殖环境细菌群落组成进行分析。结果显示,所有样品共检测得到16966个分类操作单元(operational taxonomic units,OTUs),4月底泥样本OTUs最多为3677,虾肠道最少为757。Alpha多样性分析显示,底泥菌群丰度和多样性较高;稻虾轮作系统中优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。4—5月所有样品中的优势类群均为变形菌门,6月克氏原螯虾肠道的优势类群为厚壁菌门。放线菌门在水体中的占比高于肠道和底泥。主坐标分析(PCoA)和样品层级聚类分析(UPGMA)发现,不同月份的底泥和水体菌群按物种聚类到一起,但6月的克氏原螯虾肠道与底泥菌群相似度较高。综合分析,春季稻虾轮作系统中,克氏原螯虾肠道菌群组成与外界养殖环境存在相关性,不同月份各样品菌群的多样性和组成虽有差异但相对稳定。     

基于土壤微生物的碳氮互作效应综述

土壤微生物在养分循环中起着至关重要的作用,可为陆地生态系统能量流动提供动力。碳(C)、氮(N)元素是构成生物基本骨架和能量代谢最基本的元素,其循环关系到生物生长和生态系统的稳定性。在陆地生态系统中,土壤微生物C、N元素有着明显的相互作用,环境中C、N浓度的变化会促使其发生变化,进而导致微生物群落结构和生物功能改变。笔者从CO2浓度升高、黑碳添加和N沉降加剧出发,总结了环境条件变化对微生物C、N的影响;分析了现实环境背景下土壤微生物C、N的相互作用,探讨微生物C、N的内在联系,为微生物C、N耦合及生态系统C、N耦合提供参考依据。并提出,今后在气候变化对土壤微生物影响的研究中,应当根据地域和时空的差异建立多个研究模型,深入研究微生物C、N与环境中C、N的关系,注重生态系统C、N耦合的同时,也要注重微生物与其他生物之间,特别是与植物之间的C、N耦合。     

灵芝—水稻轮作体系中土壤微生物群落的演替

灵芝是一种优秀的传统中药材,在亚洲等地区一直具有巨大的市场需求。但传统的集约式栽培流程导致灵芝产量和品质低下,而水旱轮作则被认为是一种切实有效的可持续农业措施,但灵芝—水稻轮作方面的研究却极其稀少。为探讨灵芝—水稻轮作不同阶段土壤微生物群落的演替规律,采用了高通量测序对不同阶段(DAF,L₁和L₂)土壤细菌与真菌群落结构进行分析。结果表明：自DAF到L₂,细菌的丰富度及多样性指标逐渐降低,真菌的丰富度多样性指标先下降随后上升。灵芝—水稻轮作对细菌与真菌群落结构有显著影响,DAF的罗河杆菌属与芽单胞菌属的相对丰度显著高于L₁与L₂;而MND1属、大肠杆菌志贺菌、Dongia属、链霉菌属、Ellin6067属相对丰度显著低于L₁或L₂。而在真菌属水平,L₁的小脆柄菇属的相对丰度显著高于DAF与L₂,而被孢霉属则相反。相关性分析表明大多数的土壤化学养分与真菌的多样性指标显著负相关,而与细菌丰富度、...     

菌渣还田对菜地土壤理化性状、微生物及酶活性的影响研究

为了研究菌渣还田对土壤质量改善的效果和机制,为菌渣还田在农业生产上推广利用提供依据。本研究采用双孢蘑菇采收后菌渣直接还田,设计还田量为0(对照)、TMR(1/3还田)、SMR(1/2还田)和AMR(全部还田)4个处理,菌渣还田并种植2季茄子后测定土壤理化性状、微生物及酶活性的变化。结果表明:菌渣还田对土壤各个指标影响都较为明显,(1)菌渣还田改善土壤容重,提高土壤pH,减轻土壤连作障碍;(2)与对照相比,菌渣还田显著提高土壤有机质、氮、磷、钾含量,但是对土壤铵态氮含量则有显著降低作用;(3)菌渣还田能够增加土壤微生物群落的规模及土壤酶活性,有利于土壤质量的改善,同时还增强了土壤潜在的抑病能力。     

砂姜黑土区小麦玉米轮作制下有机肥适宜替代比例研究

以砂姜黑土区小麦玉米轮作制为研究对象,探讨不同有机肥替代化肥比例对小麦、玉米产量和土壤物理、化学性质的影响,为砂姜黑土区有机肥合理施用提供理论依据。2012—2020年,在安徽省蒙城县开展了定位试验,试验设置不施氮肥对照(CK)、常量化肥(F)、在常量化肥基础上有机肥氮替代20%化肥氮(F_0.8M_0.2)、在常量化肥基础上有机肥氮替代40%化肥氮(F_0.6M_0.4)、在常量化肥基础上有机肥氮替代60%化肥氮(F_0.4M_0.6)、在常量化肥基础上有机肥氮替代80%化肥氮(F_0.2M_0.8)、有机肥氮替代100%化肥氮(M)等7个处理,小区面积30 m²,重复3 次。结果表明：有机肥替代比例为20%时,小麦多年平均产量增加1.8%,玉米上有机肥替代比例为40%时,多年平均产量增加0.2%,随有机肥替代化肥比例的增加,作物产量有降低趋势。回归分析表明,小麦上有机肥替代比例为10.4%、玉米上为25.6%时可获得最高小麦、玉米产量。随着试验年限的延长,高比例有机替代处理小麦、玉米相对产量逐渐提高。有机肥替代化肥能提高土壤pH,能降低土壤容重。有机肥替代化肥可以提高土壤有机质和全氮含量,随着有机肥替代比例的增加,土壤有机质和全氮含量呈上升趋势;有机肥替代化肥对土壤有效磷和速效钾含量的影响受磷钾素投入量、作物产量、土壤中磷钾素的有效性等因素综合影响。砂姜黑土区小麦玉米轮作下,小麦季适宜的有机替代比例为20%,玉米上为40%,高于这一比例,小麦、玉米产量下降,随着试验年限的延长,有机肥残效迭加效应增加;有机肥替代部分化肥可以改善土壤生态环境,提高土壤有机质和全氮含量,提高土壤肥力水平;有机肥替代化肥作物的产量效应受有机肥替代比例、试验持续年限等众多因素的影响,只有通过连续多年的定位研究,才能得出适合区域的有机肥氮替代化肥氮的最佳比例。     

小麦秸秆全量还田下腐熟剂对下茬水稻产量及土壤的影响

旨在为稻麦轮作模式中秸秆全量还田提供有效配套措施,采用田间大区试验,开展了小麦秸秆全量还田配套腐熟剂研究。试验设3处理,分别为不施腐熟剂CK、施腐熟剂A和施腐熟剂B处理。结果显示腐熟剂A处理水稻比CK减产2.37%,B增产1.74%;A处理土壤速效NPK分别比CK增加了2.34mg/kg、1.00mg/kg和4.00mg/kg,铜、锌含量下降,砷含量上升3.03mg/kg;B处理速效NP分别比CK降低5.33mg/kg和6.47mg/kg,有机质减少3.66g/kg,铜、锌、砷含量均低于CK。腐熟剂A、B均可促进土壤微生物增殖,提升整体代谢活性,增加物种多样性指数;其中A处理细菌与真菌增加明显,而B对放线菌的促进更为明显。综合腐熟剂对水稻产量、土壤理化及微生物种群和代谢特征的影响,配套腐熟剂B更利于水稻产量和土壤健康。     

民勤绿洲边缘沙拐枣群落分布与土壤理化因子关系研究

在全球气候和土地利用变化背景下,及时了解植被和土壤环境在特定区域的关系有助于预测植被群落的演替变化。在野外调查取样与室内分析的基础上,采用经典统计学和冗余分析的方法,研究了民勤绿洲边缘沙拐枣群落空间分布与土壤理化性质的相互关系。结果表明：民勤绿洲边缘沙拐枣群落出现14种植物,分属7科14属,物种组成贫乏,科属组成较为分散,结构简单。除了pH和电导率之外,沙拐枣群落土壤其他因子在各样带之间差异不显著。整体上看,沙拐枣群落生境土壤水分条件差,养分贫瘠,以粗化呈弱碱性的风沙土为主。冗余分析表明,电导率和pH对沙拐枣群落空间分布有显著的影响。沙拐枣是干旱区优良的固沙造林树种,建议在选择造林地时要考虑土壤盐碱性的影响。     

大青山不同树种土壤微生物数量及酶活性研究

为了揭示随海拔梯度变化对3 种乡土抗旱树种土壤微生物数量及酶活性的影响,并为准确评估不同树种在大青山山地生态系统中的作用及合理利用提供理论依据。采用传统的平板菌落技术法和 96 微孔板荧光法测定并分析其根围土壤微生物数量和酶活性。结果表明：3 种树种的微生物数量均表现为细菌＞放线菌＞真菌,但是不同菌群数量之间均存在显著差异(P＜0.05)。3 种树种根围土壤的蛋白酶、N-乙酰葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、过氧化物酶酶活性均随海拔的升高呈现下降的趋势。相关性分析表明：不同树种的土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤的理化性质之间存在一定的相关性。这对改良土壤、植树造林及保护内蒙古大青山自然保护区生态系统提供了理论依据。     

再生水灌溉对作物及土壤安全性影响研究进展

中国水资源供需矛盾突出,农业灌溉用水尤为紧张,合理利用再生水进行农田灌溉是未来农业灌溉发展的趋势。再生水既是水源、肥源也是污染源,若使用不当会对作物和土壤造成负面影响。在对国内外相关资料进行分析的基础上,从作物生理生长、土壤理化性质、重金属污染、卫生学指标四个方面,对国内外再生水灌溉的研究现状进行了总结分析。研究发现,再生水灌溉研究主要存在三个方面的问题：国内大部分再生水灌溉试验周期短,缺乏长期观测;新型灌水技术和灌溉方式在再生水灌溉上的应用较少;关于再生水灌溉对土壤病原菌污染方面的研究较少。建议加强长期再生水灌溉试验、再生水灌溉下不同灌溉方式和灌水技术以及不同灌溉方式下再生水灌溉对土壤病原菌和重金属分布特征和累积规律的研究工作。     

不同轮作方式对土壤微生物量及酶活性的影响

[目的]为了探究不同轮作模式对阴山北麓土壤微生物量和土壤酶活性的影响,筛选适合阴山北麓的轮作模式,[方法]本试验设计了6种轮作模式、3种连作处理及休闲,共10个处理,研究对土壤生物学性状的影响。[结果]结果表明：2015年,轮作处理的土壤微生物量碳含量均显著高于较连作处理,且S2、S6、S4轮作模式较好,而2016年以S2、S3、S4模式较好;微生物量氮的变化2015年以S1、S4模式较好,而2016年以S4模式下的土壤微生物量氮含量显著高于其他处理(p＜0.05)。土壤过氧化氢酶活性的变化表现为2016年均低于2015年,且2015年以S2、S4、S5模式较好,2016年以S3、S4、S5模式表现较好;土壤脲酶和蔗糖酶活性的变化在2015年均以S1、S2、S4模式较好,而2016年以S4、S5模式好,且较2015年高,分别提高了24.53%、23.30%、21.23%、19.29%。2015年土壤微生物量的变化与脲酶活性呈显著相关,2016年土壤微生物量变化与土壤酶活性的相关性不显著。[结论]本试验中得出燕麦苜蓿混作(1年)、苜蓿(1年)、马铃薯(3年)种植模式能提高土壤微生物量及土壤酶活性。     

沼液施用量对小麦产量及土壤理化性质的影响

为给沼液循环利用提供科学理论依据,以‘扬麦16’为材料,研究了沼液施用量对小麦群体质量、产量及土壤理化性质的影响。结果表明,与对照处理（不施沼液CK）相比,施用沼液能增加小麦分蘖数和分蘖成穗率,随着沼液施用量的增加SPAD值、叶面积指数、干物质积累量也相应提高;施用沼液处理土壤容重下降,孔隙度增加,其中TR5（基肥60000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）和TR6（75000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）处理土壤容重达到了1.0 g/cm3以下。施用沼液可明显提高土壤氮磷钾含量,最大增幅分别为15.3%（全氮）、34.5%（有效磷）、16.2%（缓效钾）;施用沼液处理均较对照增产,且差异达极显著水平,其中TR5（基肥60000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）处理小麦产量最高,达6525.00 kg/hm²,比对照产量高6.5%。沼液施用量以60000~75000 kg/hm²之间效果较佳。     

秸秆覆盖对土壤理化性状、微生物及生态环境的影响

研究表明,相对秸秆焚烧,秸秆还田不但可以减少大气污染,更重要的是秸秆还田可以有效调节土壤水、肥、气、热,提高土壤孔隙度、提高水分渗透率、增加土壤水稳性团聚体含量、提高土壤有机质、提高土壤有效养分（N、P、K等）、提高土壤微生物生物量、增强各种土壤酶的活性,同时还可以有效降低各种重金属对土壤的污染;从经济效益来讲,还可以提高作物的产量。总之,秸秆还田可以使生态、社会和经济效益显著提高,是农业持续发展的有效措施和途径之一。     

Erhaltung der Ertragsfähigkeit des Bodens auf lange Sicht unter dem Einfluß von Fruchtfolgegestaltung, Düngung und Herbizideinsatz

Impact of crop rotation, fertilizer treatments and herbicidal applications on the long term maintenance of soil fertility
V. Comparative studies regarding chemical and physical factors of the yield potential of a soil over a ten year experimental period
In order to examine the influence of different crop management practices such as crop rotation, fertilizer treatments and herbicide applications on the yield potential of a soil, the Crop Science Department of the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zurich) conducted a long term field experiment commencing 1973. The experimental location was at the Swiss Federal Research Station for Farm Management and Agricultural Engeneering at Tanikon/TG (northeastern Switzerland).
After the ten year period, chemical and physical soil properties were not found to be substantially affected by the various experimental treatments. Organic carbon and total nitrogen were more influenced by fertilizer treatments than by crop rotation and herbicide applications. Both cation exchange capacity and pH proved to be fairly stable values.
Aggregate stability and organic matter exhibited similar profiles, although soil bulk density was affected by crop rotation. The volume of large and medium sized pores was similarly affected in that the corn-dominated crop rotation resulted in a quantifiable impact upon soil compaction.
Depending upon weed control efficiency, the grain yields of the winter wheat test crop clearly exhibited the effects of crop rotation whereas the lowest yields resulted from the corn-dominated crop rotation.     

Erhaltung der Ertragsfähigkeit des Bodens auf lange Sicht unter dem Einfluß von Fruchtfolgegestaltung, Düngung und Herbizideinsatz

Impact of crop rotation, fertilizer treatments, and herbicidal applications on the long term maintenance of soil fertility
VI. Examination of progressive differences regarding chemical and physical factors of the yield potential of a soil conducted over the period 1973 through to 1983
In order to investigate the influence of different crop management practices such as crop rotation, fertilizer treatments, and herbicide applications on the yield potential of a soil, the Crop Science Department of the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich) conducted a long term field experiment commencing 1973. The experimental location was at the Swiss Federal Research Station for Farm Management and Agricultural Engineering at Tänikon/TG (northeastern Switzerland).
Over ten years of research it was found that chemical and physical soil properties had, in general, been only marginally affected by the different experimental treatments. However, consistent studies have shown that certain trends regarding specific factors of greater importance have emerged, which were not observed during the first five year period. Should they persist, the yield potential of the soil could be substantially affected in the long run.
Soil reaction, organic carbon content, cation exchange capacity, and aggregate stability have proven to be relatively stable values. Changes of greater significance were evidenced regarding the character of the air-water regime, a factor of particular importance for this site. Obviously, crop rotation had a marked impact on soil compaction. Therefore under local research conditions, the yield potential of the soil will, in the short term, be most likely endangered by structural soil changes.