不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式（翻耕、旋耕、免耕）对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕 > 翻耕 > 旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤养分（有机碳、全氮含量）和有效养分（有效磷、铵态氮和硝态氮）均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）;与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌）均有明显的增加,大致表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕。土壤微生物活度的变化范围为0.38~0.69,依次表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。     

长期施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响

通过长期田间试验,研究了白浆土耕种18年后施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响。结果表明:无论轮作还是连作施肥,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性均有不同程度提高,施用厩肥尤为明显,OM处理的脲酶活性最大,与CF、CK处理间差异显著,轮作的土壤脲酶活性和中性磷酸酶活性均高于连作;深松处理配施化肥可以提高白浆土的蔗糖酶和脲酶活性,且轮作影响大于连作。     

黑土酶活性的剖面分布及其对养分的评价

在黑龙江省内选取9个典型黑土剖面,研究其土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的剖面分布规律。结果表明：在0-40 cm土层中,黑土5种酶活性都随土壤层次的加深而下降,而在40cm以下的土层中,过氧化氢酶、硝酸还原酶、转化酶活性不再降低,趋于稳定或略有升高,磷酸酶和脲酶活性却急剧降低,甚至没有酶活性;相关分析表明,土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、硝酸还原酶活性和土壤全氮、速效氮、全磷、全钾、全碳含量及C/N显著相关,土壤转化酶活性和土壤全氮、速效氮、全钾、速效钾、全碳含量显著相关,主成分分析结果显示在第一主成分中,土壤磷酸酶、脲酶活性占有较大比例,可以用来作为土壤氮素、全量磷分和全量碳分的指示指标。     

长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性及土壤养分的影响

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对照相比,各施肥处理均可显著增加黑土和暗棕壤有机质和氮磷钾养分含量,提高土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,其中以化肥配施有机肥效果最为明显。土壤酶活性与土壤养分之间有很好的相关性,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著相关,黑土对施肥比暗棕壤对施肥更敏感。对不同土壤长期化肥配施有机肥均可为作物生长创造良好的土壤环境。     

典型黑土区农业流域土壤侵蚀-沉积对土壤养分和酶活性的影响

研究农业流域土壤侵蚀—沉积对土壤养分和酶活性的影响可为土壤侵蚀退化评价提供重要科学依据。选择典型薄层黑土区的宾州河流域为研究区,在流域上游、中游和下游各选取2个代表性坡面,基于¹³⁷Cs示踪技术估算土壤侵蚀—沉积速率,分析流域和坡面尺度土壤侵蚀—沉积对土壤养分(有机质、全氮和速效磷)和土壤酶活性(转化酶、脲酶和碱性磷酸酶)的影响。结果表明:(1)土壤侵蚀速率在流域上游最大,分别是流域中游和下游的1.9,11.2倍;坡面尺度上土壤侵蚀速率在坡中部最大,分别是坡上部和坡下部的1.3~2.6,2.8~12.2倍。(2)在流域尺度上,土壤有机质空间分布与土壤侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势,土壤全氮和速效磷含量在流域下游皆大于流域中游;坡面尺度上土壤有机质、速效磷含量、转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均表现为坡下部>坡中部,说明农地土壤侵蚀降低土壤养分含量和酶活性。(3)流域沉积区土壤沉积速率对土壤有机质、速效磷含量、脲酶和碱性磷酸酶活性有显著影响。(4)土壤有机质和速效磷含量对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性有显著影响,表明土壤侵蚀—沉积引起的土壤养分再分布是造成土壤酶活性空间分异的重要原因。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响

为探索不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响,在水稻抽穗期、灌浆期、成熟期,对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性进行测定。试验共设置6个处理,分别为：免耕+全量秸秆还田（NTS）、麦耕稻免+半还田（RT1）、麦免稻耕+半还田（RT2）、翻耕+全量还田（CTS）、少耕+半还田（MTS）、连耕+不还田（CT）。结果表明：（1）各处理的土壤酶活性均随土壤深度的增加而下降;（2）土壤酶在不同时期活性差异显著,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性在3个时期先减后增,脲酶和蔗糖酶活性则与之相反;（3）在0～7和7～14 cm土层中,NTS处理土壤酶活性最高,显著高于其他处理,与CT处理相比,抽穗期NTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性在0～7 cm土层分别提高了121.38%、57.44%、63.37%、80.92%,在7～14 cm土层分别提高了130.42%、40.61%、52.40%、85.23%,在14～21 cm土层中,不同耕作方式对土壤酶活性无显著影响,秸秆还田处理下的土壤酶活性>秸秆不还田处理,与CT处理相比,抽穗期CTS处理过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶...     

不同耕作方式下黑土区农田中小型土壤动物群落特征

[目的]研究中小型土壤动物群落组成、多样性、动态特征及垂直分布情况,反映土壤环境状况,为探索黑土区农田适宜的耕作方式提供参考依据。[方法]采用改良干漏斗(modified tullgren)法分离中小型土壤动物,分析比较了不同耕作方式下中小型土壤动物的群落结构及分布特征。[结果]从研究样地共捕获中小型土壤动物3 749只,隶属47个类群。其中四奥甲螨科(Quadroppiidae)和等节■科(Isotomidae)为试验区的优势类群。3种耕作方式下,0—10 cm土层中小型土壤动物个体数占总个体数的71%,在垂直分布上具有明显的表聚性。深松处理下中小型土壤动物个体数最多(1 671),CK处理下类群数最多(41)。CK处理下中小型土壤动物多样性指数和丰富度指数最高,分别为(2.81)和(3.81);深松处理下中小型土壤动物优势度指数最高(0.15)。不同耕作方式下土壤渗透总量表现为深松CK免耕;土壤含水量和土壤温度表现为深松免耕CK;土壤容重表现为免耕CK深松。中小型土壤动物个体数与土壤容重呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物丰富度指数与土壤有机质呈显著正相关(p0.05);中小型土壤动物均匀度指数与土壤渗透总量呈极显著正相关(p0.01)。[结论]耕作方式对中小型土壤动物的群落结构有明显的影响,深松耕作后显著提高中小型土壤动物个体数,能够有效改善土壤环境,比免耕和传统耕作更有利于中小型土壤动物的生存与繁殖。     

不同耕作方式对旱地土壤酶活性动态的影响

结合中长期田间定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)以及秸秆还田(TS)处理下春小麦生长期内土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶等活性的动态变化趋势。结果表明:(1)各种酶的活性随着小麦生育期的变化呈现出明显的规律性变化,并且四种耕作方式下各种酶活性的变化趋势基本一致。土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现先上升,在灌浆期出现峰值后逐渐下降的变化规律。土壤脲酶和碱性磷酸酶活性呈现先上升,在拔节期出现峰值后逐渐下降,而在灌浆期到收获后又处于回升阶段。(2)在春小麦的各生育期:与T相比较,NT、NTS以及TS处理均可使土壤酶活性增加。     

东北农田黑土土壤酶活性与理化性质的关系研究

黑土是保证我国粮食安全的最重要的土壤资源之一,主要分布在我国的东北地区。为了调查我国黑土区土壤理化性状、土壤酶活性及两者间相互关系,我们从黑土区不同纬度农田采集了26个土壤样品,分析其土壤酶活性与微生物量碳（SMBC）及其它土壤理化性状的关系。结果发现,黑龙江北安黑土土壤全碳、全氮、全磷、碱解氮、SMBC、过氧化氢酶、脲酶及转化酶活性最大;简单相关分析发现,过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶及转化酶均与土壤全氮、全碳及SMBC呈极显著正相关;通径分析表明,全氮是影响该土壤区土壤酶活性的主导因子,pH值是通过直接作用或间接作用影响过氧化氢酶活性的另一主导理化因子,全氮是脲酶活性的主导因子,碱解氮、全碳、全氮是磷酸酶活性的主导因子,全氮和pH值是影响转化酶的两大主导理化因子。     

典型黑土垄作区耕地沟蚀对土壤养分的影响研究

近年来东北黑土区沟蚀吞食耕地现象加剧,养分流失、耕地质量下降等问题凸显。以宾县的糖坊镇和三宝乡为研究区,综合"3S"技术和统计学的模型方法,对研究区沟蚀对土壤中有机质、全氮、全磷和速效钾含量的影响及不同垄向耕作下沟蚀对各养分的影响及差异展开研究。其中横垄种植指作物垄的方向和地块坡向方向成垂直的种植方式,顺垄种植是作物垄的方向和地块坡向方向平行的种植方式。结果表明:沟蚀对土壤养分含量影响较大,有机质和全氮含量较无侵蚀区分别减少33.43%和46.67%,速效钾与全磷含量则变化不明显,在沟蚀区进行秸秆覆盖能够有效减少土壤养分的流失。沟蚀在造成养分含量下降的同时,也影响了土壤的理化结构,降低了土壤中有机质和全氮含量之间的相关性。横垄沟蚀、顺垄沟蚀及无沟蚀对照组土壤有机质和全氮含量大小均表现为无沟蚀区顺垄沟蚀橫垄沟蚀。无侵蚀区土壤养分含量最高,沟蚀区顺垄耕作较横垄耕作更具保肥意义。     

黄河三角洲退化刺槐林地不同改造模式下土壤酶活性及养分特征

为探索黄河三角洲重度退化刺槐林不同改造模式的改良土壤效果,以改造后的棉田、纯林(白蜡林)、农林间作(白蜡+棉花)、混交林(白蜡+刺槐)为研究对象,未改造的重度退化刺槐林作为对照,分析比较不同改造模式下的土壤酶活性、养分特征及其相关关系。结果表明:4种改造模式对土壤养分含量和酶活性均有显著性差异,土壤剖面表层普遍高于20-40cm土层,农林间作与混交林在退化刺槐林土壤修复中具有较好的效果;棉田属于掠夺式的土地利用方式,虽能暂时提高表层土壤的养分,但不利于土壤的持续利用。磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶及过氧化物酶和土壤养分等具有较强的相关性,可用来指示该区域不同改造模式下土壤质量的变化特征。4种改造模式土壤酶指数从大到小依次为混交林、农林间作、纯林、棉田。从土壤酶活性和养分特征等改良土壤效应来看,混交林和农林间作改造模式较好,其次为纯林,棉田不宜作为长期营建方式。     

秸秆覆盖对东北黑土区土壤侵蚀及养分流失的影响

利用野外原位模拟降雨试验,研究了秸秆覆盖对东北黑土区坡面土壤侵蚀和养分流失的影响。试验处理包括1个施肥水平(纯N为150kg/hm2;纯P为75kg/hm2),3个秸秆覆盖度(翻耕裸露,低覆盖2kg/m2,高覆盖4kg/m2),1个降雨强度(90mm/h,降雨历时60min)和1个坡度(5°),试验小区长10m,宽1m。研究结果表明,低秸秆覆盖与翻耕裸露处理相比,坡面的径流量和侵蚀产沙量分别减少了87%和99.86%;在高秸秆覆盖条件下,坡面不产生径流。低秸秆覆盖条件下,径流中的NO3-—N和PO34-—P的浓度分别是翻耕裸露处理的5.52倍和4.25倍,但NO3-—N和PO34-—P的流失量与翻耕裸露处理基本相同。同样,低秆覆盖条件下侵蚀泥沙中NO3-—N和PO43-—P的含量分别是翻耕裸露处理的4.38倍和2.93倍,但NO3-—N和PO43-—P的流失量与翻耕裸露处理相比分别减少了99.3%和99.6%。因此,在东北黑土区选取适宜的秸秆覆盖量对保护耕地质量具有重要意义。     

种植年限对樱桃园土壤养分和酶活性的影响

为了探明天水地区长期种植果树对果园土壤肥力的影响,应用时空互代法,对不同种植年限的樱桃果园土壤养分和酶活性进行了研究。结果表明,随着种植年限的增加,土壤养分和酶活性(除多酚氧化酶)均可用二次函数进行拟合。不同种植年限间土壤养分含量和酶活性差异显著。土壤有机质、速效磷、脲酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性与种植年限之间存在显著或极显著相关关系。通过相关分析和通径分析发现,土壤酶活性与土壤养分之间呈显著或极显著相关关系。     

黑土区典型坡耕地土壤酶活性空间分布特征研究

基于对松花江流域东山沟小流域坡耕地表层0-20 cm土壤酶活性和养分含量分析,研究了东北黑土区典型坡耕地土壤酶活性空间分布特征及其影响因素.结果表明,小流域下游的土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶活性均高于流域上游和中游;坡面侵蚀区3种土壤酶活性均低于坡面沉积区;土壤酶活性沿坡长分布呈现坡顶较高—坡中低—坡下高的变化趋势,与坡面土壤侵蚀强度相对应.3种土壤酶活性之间呈极显著相关关系.土壤酶活性空间分布特点与土壤侵蚀强度空间分布趋势呈现相一致的规律,表明土壤侵蚀降低了土壤酶活性.     

东北黑土旱田改稻田对土壤团聚体微生物群落功能多样性的影响

为了解东北黑土旱田改种稻田后土壤团聚体中微生物群落功能多样性的变化,将东北黑土旱田(种植玉米为主)改种为稻田(简称"旱改稻"),采用Biolog-Eco微平板技术,研究了"旱改稻"后不同粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及其对碳源利用能力的变化。结果表明,"旱改稻"显著增加了黑土土壤水稳性微团聚体数量,增加了不同粒径土壤团聚体内有机碳(SOC)的含量。旱田和稻田不同粒径土壤团聚体内的土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)表现为旱田淤泥+粘土>旱田大团聚体>旱田微团聚体>稻田大团聚体>稻田淤泥+粘土>稻田微团聚体。"旱改稻"明显降低了各粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及碳源利用能力,尤其对氨基酸与碳水化合物最为明显。主成分分析结果表明,旱田和稻田不同粒径土壤团聚体微生物群落功能多样性差异显著。综上,"旱改稻"明显改变了黑土土壤团聚体微生物群落功能多样性,降低了以碳源为底物的土壤微生物代谢活性。本研究结果为东北黑土区土壤可持续利用提供了理论参考。     

耕作模式对棕壤酶活性的影响研究

为研究翻耕、旋耕、免耕对作物根系生长影响的机理,以耕层棕壤(0-20cm)和犁底层棕壤(20-40cm)为试验材料,采用盆栽的方法模拟了不同耕作模式及容重,并研究了这些条件对土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性的影响。结果表明:中、下层不同土样及不同容重对土壤酶活性均有显著影响(P<0.01)。与1.2g/cm3容重相比,容重为1.4g/cm3和1.6g/cm3的土壤分别在不同程度上降低了土壤酶的活性,中、下层容重变化对表层酶活性影响相对较小,但中层受下层容重变化影响较大,容重由1.4g/cm3升到1.6g/cm3时酶活性下降尤为明显。多数情况下,模拟保护性耕作的土壤多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶、转化酶活性在对应土层与生育期总比模拟翻耕的高,模拟翻耕土壤处理的中、下层土壤过氧化氢酶活性明显高于保护性耕作处理的酶活性。     

东北黑土区不同地形垄向坡度的相对水土保持效益研究

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作措施,具有一定的水土保持效益,但几乎没有学者对其进行研究。探讨黑土区不同地形垄作方向在空间上的分布规律及其具有的水土保持效益具有重要研究价值。以黑龙江省宾县为研究区,用分层抽样的方法提取168个野外调查单元并进行实地填图调查,根据坡度因子和垄向坡度计算公式,利用ArcMAP、SPSS和Excel等软件进行了室内数据分析统计,结果表明:平原区、丘陵区、山区的平均地面坡度分别为1.92°,6.20°,8.27°;平均垄向坡度分别为1.33°,4.52°,6.45°,分别为平均地面坡度的70%,73%,78%;垄作坡度引起的平均土壤流失相对量分别为地面坡度的55%,69%,67%,垄作的相对水土保持效益明显。在此基础上,对垄作现状的原因进行了分析,并提出一些改进措施。研究成果有助于了解东北黑土区不同地形耕地垄作方向的分布情况及其水土保持效益状况,对当地水土保持措施的布设也具有重要的指导意义。