不同土地利用方式对三江平原湿地土壤酶分布特征及相关肥力因子的影响

以中国科学院三江平原湿地生态试验站为对象,研究了不同利用方式(湿地草甸、旱田系统、退耕成草、退耕成林)对土壤酶分布特征及相关肥力因子的影响.结果表明:土壤利用方式不同,土壤酶活性(转化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶)、有机碳含量和土壤养分含量有较大差异.未开垦的湿地草甸,土壤酶活性、有机碳和土壤养分含量均为最高,开垦20年后,上述各种指标含量均有较大幅度降低;由耕地恢复为湿地后,土壤酶活性、有机碳和土壤养分含量有较大幅度的回升,而耕地恢复为林地后,上述各种成分也有不同程度地增加.因此,要保持三江平原湿地较高的土壤肥力和生物学特性,维持三江平原湿地土壤有机碳库稳定,对已开垦湿地进行部分退耕还湿势在必行.     

新疆艾比湖地区不同土地利用方式土壤养分、酶活性及微生物特性研究

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值,通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了不同土地利用方式土壤酶活性及微生物特性(土壤微生物量和微生物数量)。结果表明:新疆艾比湖不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,黏粒含量占主导地位,粗砂粒含量相对较低,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,不同土地利用方式下土壤养分(有机碳、全氮、全磷)和有效养分(有效磷、有效氮、有效钾、有效锌、有效铁含量)均呈现出一致性规律,大致表现为林地草地耕地未利用地,土壤全磷在不同土地利用方式下差异均不显著(p0.05);与耕地相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌),土壤酶活性(土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性)均有明显的增加,大致表现为:林地草地耕地未利用地;相关性分析表明,土壤微生物量碳和氮、细菌、放线菌和真菌数量、蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和磷酸酶活性均呈显著或者极显著的负相关(p0.05,p0.01);土壤有机质和全氮与蔗糖酶、脱氢酶、磷酸酶和细菌数量呈极显著正相关(p0.01),土壤有效养分与土壤微生物量碳、细菌数量和蔗糖酶活性呈显著或极显著正相关(p0.05,p0.01),说明土壤微生物量碳仍是有效养分的主要来源,其中土壤容重对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为负,土壤养分对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为正,这是造成不同土地利用方式土壤微生物量、微生物数量和酶活性差异的重要原因,其中有机质和全氮是土壤微生物量、微生物数量和酶活性的主要养分来源。     

有机和常规生产施肥方式对棕壤微生物生物量和酶活性的影响

以棕壤为研究对象,设不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥与有机肥1∶3配施(F1M3)、化肥与有机肥3∶1配施(F3M1)、单施有机肥(M)共5个处理,探讨有机和常规生产施肥方式对土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物量磷(SMBP)和土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性的影响。结果表明:与不施肥相比,施肥使SMBC/N有不同程度的降低,单施化肥使SMBC、SMBN、SMBP均有明显降低,脲酶和过氧化氢酶活性下降,中性磷酸酶活性升高;有机生产施肥方式能提高土壤微生物量含量,SMBC表现为单施有机肥>有机无机配施>单施化肥,SMBN和SMBP表现为F1M3>M>F3M1>F;有机肥对蔗糖酶活性影响不大,单施有机肥抑制中性磷酸酶活性;土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性与微生物量碳氮磷有明显相关性。土壤微生物学指标可以有效区分单施化肥的常规生产和单施有机肥的有机生产,SMBC可响应有机生产过程中是否施用过化肥。     

长期施用有机肥对草甸碱土土壤酶活性及养分特征的影响

依托东北农业大学盐碱土改良长期定位试验站,以松嫩平原草甸碱土为研究对象,探讨不同年限有机培肥措施下草甸碱土酶活性变化趋势、有机质和养分提升状况及其相互关系。结果表明:长期施用有机肥,草甸碱土脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性含量均显著提高,长期施用有机肥对过氧化氢酶活性影响较小。草甸碱土有机质、全氮、全磷及碱解氮、有效磷含量均显著提高,土壤pH值显著降低。施用有机肥5年后,草甸碱土的改良效果显著。经相关分析,土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶与土壤有机质和养分间呈显著或极显著正相关,过氧化氢酶则无显著相关性。     

竹阔混交林土壤微生物生物量及酶活性特征研究

土壤微生物生物量及土壤酶活性是土壤中重要的活性指标,研究竹阔混交林土壤微生物生物量与酶活性随混交比(混交林中阔叶树冠幅所占比例)的变化特征,对竹阔混交林土壤状况进行评价,为竹阔混交林经营过程中阔叶树冠幅的修剪提供一定理论基础。本文通过对福建省永安市天宝岩自然保护区竹阔混交林的调查,研究混交比(阔叶树冠幅与样地面积比)为0～10%、10%～20%、20%～30%、30%～40%、40%以上的竹阔混交林林分土壤微生物生物量及酶活性的分布特征。结果显示:混交比与土层对土壤微生物生物量氮(SMBN)、酶活性均有显著性影响,混交比对土壤微生物生物量碳(SMBC)的影响不显著。不同混交比下,SMBC、SMBN、土壤酶活性均表现为随土层加深而降低;SMBC含量在30%～40%混交比最高(357.67 mg/kg),SMBN含量在混交比为20%～30%时最高(127.00 mg/kg);混交比为20%～30%的竹阔混交林林分土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性较高,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶在混交比为10%～20%时含量显著低于其他4种混交比;相关性分析表明,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶与土壤微生物生物...     

沼液配施化肥对土壤质量及作物生长的影响

研究沼液配施化肥对土壤微生物特性、土壤养分及玉米生长的影响。结果表明：沼液配施化肥及单施沼液均能降低土壤真菌数量和增加细菌、放线菌数量,其中45%沼液配施55%化肥处理真菌数量较常规施肥显著降低66%,细菌、放线菌数量分别显著增加160.3%、312.5%。沼液配施化肥可显著增加土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性,但过氧化氢酶含量变化不明显。施用沼液可有效促进土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的增加,且差异显著。沼液配施化肥有效提高土壤微生物生物量（SMB）和有机碳（SOC）含量,其中45%沼液配施55%化肥处理土壤微生物生物量碳（SMBC）,微生物生物量氮（SMBN）、微生物生物量磷（SMBP）和有机碳（SOC）含量较常规施肥分别显著增加70.0%、195.6%、91.6%和71.6%。施用沼液降低了SMBC/SMBN值,而土壤微生物熵（qMB）和土壤SMBN/TN值均增加,且随着沼液用量的增加先增加后降低。相关性分析表明,土壤SMB与土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾间均呈显著或极显著正相关关系,脲酶、磷酸酶、蔗糖酶均与土壤养分呈显著或极显著正相关关系,过氧化氢酶与...     

镉胁迫对洞庭湖湿地土壤微生物数量与活性的影响

为探讨Cd污染胁迫与洞庭湖湿地土壤微生物学特性之间的内在关系,通过野外土样采集和室内模拟胁迫相结合的方法,研究Cd污染胁迫对洞庭湖湿地土壤微生物数量和微生物活性的影响。结果表明,当Cd胁迫浓度为3 mg kg~(-1)时对洞庭湖湿地土壤细菌、微生物总数及土壤微生物生物量碳(SMBC)刺激作用显著,当Cd胁迫浓度为6 mg kg~(-1)时对真菌有显著的刺激作用,而对细菌、放线菌、微生物总数及微生物生物量氮(SMBN)均表现出抑制作用,且随Cd胁迫浓度的进一步增加对细菌、真菌、放线菌、微生物总数及SMBC、SMBN的抑制作用增强;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶和脱氢酶活性随Cd胁迫浓度的增加而降低;土壤基础呼吸(SBR)与代谢墒(qCO_2)随Cd胁迫浓度的增加呈上升趋势。放线菌、SMBC、SMBN、土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性、脱氢酶活性、SBR及qCO_2与Cd胁迫浓度相关显著或极显著;Cd胁迫条件下脱氢酶活性的变异系数最大为50.0%,表明脱氢酶活性的变化对Cd胁迫反映最为敏感,可作为洞庭湖湿地Cd污染土壤质量评价的灵敏指标。     

高寒草地2种固沙灌木根际土壤碳氮特征

为研究不同固沙植物对高寒草地土壤碳氮的影响,通过野外调查选取川西北高寒沙化草地人工种植的2种固沙灌木(红柳,沙棘)根际与非根际土壤为研究对象,研究根际与非根际土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及纤维素酶、蔗糖酶、脲酶的差异特征。结果表明,2种固沙植物根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量及酶活性均显著高于非根际土壤(P0.05)。其中红柳根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量分别增加了124.24%,6.20%,116.67%,111.60%,264.21%;沙棘根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量比非根际土壤分别增加71.23%,33.01%,152.63%,172.79%,83.42%。红柳根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素含量比非根际土壤分别增加61.62%,97.73%,56.52%;沙棘根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶含量比非根际土壤分别增加150.23%,177.17%,80.00%。土壤碳氮养分和酶活性间关系紧密,其中土壤SOC,TN与土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均呈极显著正相关(P0.01);AN与纤维素酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关(P0.01);MBC、MBN与纤维素酶、脲酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶呈极显著正相关(P0.01)。研究发现,川西北常见的2种固沙灌木中沙棘对土壤养分、微生物生物量及酶活性具有较大的积累和转化作用,但沙棘对沙化土壤养分积累效果更显著。因此,在沙化草地修复过程中应以种植沙棘为主。     

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。     

黄土丘陵区4种典型植被对土壤养分及酶活性的影响

土壤酶积极参与土壤系统的生物化学过程,是联系"植物-土壤酶-土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土高原丘陵区土壤养分及酶活性的影响,以黄土丘陵区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)为研究对象,通过采集0—10,10—20,20—40 cm层土壤样品,测定和分析土壤养分(碳、氮、磷)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶)的变化特征。结果表明:文冠果林地0—40 cm层土壤有机碳和全氮含量比荒草地、柠条灌丛、沙棘林地高出了19.42%和35.15%、82.98%和40.49%、67.27%和24.12%,土壤全磷含量最大值(沙棘林地)比最小值(柠条灌丛)高出了12.45%。随着土层深度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷含量在柠条灌丛中呈现"升-降"的变化规律,在其他3种植被类型中均呈逐渐减小的趋势。4种植被类型下土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性差异显著(P0.05),土壤酶活性随着土层深度的增加逐渐减弱。其中土壤淀粉酶最大值出现在荒草地,脲酶和蔗糖酶活性最大值为文冠果林地,3种酶的最小值均出现在柠条灌丛。相关分析表明,土壤有机碳与全氮、蔗糖酶、脲酶极显著正相关(P0.01)。土壤全氮与脲酶在0.01水平上极显著正相关,与全磷、蔗糖酶在0.05水平上显著正相关。土壤全磷与硝态氮呈极显著的负相关(P0.01),与蔗糖酶呈极显著的正相关(P0.01),与淀粉酶呈显著正相关(P0.05)。因此,植被类型是影响黄土高原土壤酶活性和养分变化的重要因素。     

三江平原不同类型湿地土壤酶活性及其与营养环境的关系

对三江平原3种典型湿地(毛苔草湿地、小叶章湿地、岛状林湿地)的土壤酶活性、土壤养分进行了研究,探讨了不同湿地土壤酶与土壤养分及酶活性间的相关性。结果表明:不同湿地土壤酶活性和土壤养分含量有较大差异。土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶活性与土壤有机质、全氮、碱解氮含量变化趋势一致,表现为毛苔草湿地>小叶章湿地>岛状林湿地。酸性磷酸酶活性表现为岛状林湿地>毛苔草湿地>小叶章湿地;纤维素酶活性则表现为毛苔草湿地>岛状林湿地>小叶章湿地。经分析,土壤酶活性和养分密切相关,且酶活性间存在一定的相关关系,其中脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶活性与土壤养分相关性最好,呈显著或极显著正相关。并且这3种酶活性之间也呈显著或极显著正相关,因此脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶活性可以作为该地区较为理想的湿地营养状况的表征指标。     

连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

通过3年田间定位试验,研究连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响。结果表明,连年翻压绿肥能提高土壤微生物量碳、氮及土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性,且随翻压年限的增加而增加。整个生育期,翻压3年绿肥的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高31.0%~67.1%、23.0%~145.1%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高34.4%~51.9%、11.0%~18.6%、58.0%~172.7%、24.0%~50.0%,表明翻压绿肥后土壤生物过程活跃,利于有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。动态变化特征表明,翻压绿肥1、2、3年的各处理微生物量碳、氮均在团棵期出现峰值,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶均在旺长期出现峰值。在出现峰值时翻压3年的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高67.1%、60.7%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性分别提高51.9%、14.2%、30.6%。此时正值生育旺期,利于烟株生长发育,说明连年翻压绿肥后培肥土壤效果显著。土壤微生物量C、N和酶活性能灵敏反映土壤肥力的变化,可作为评价土壤质量的生物学指标。     

保水剂和微生物菌肥配施对旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响

为探讨保水剂和微生物菌肥配施后旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响,在内蒙古黄土高原旱作农田设置不施用保水剂和微生物菌肥(CK)、保水剂和微生物菌肥配施(A)、单施微生物菌肥(B)和单施保水剂(C)4个处理,分析燕麦全生育期内0—10,10—20,20—40 cm土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性时空动态变化和产量变化。结果表明:(1)全生育期,土壤微生物量碳含量呈"双峰"曲线变化,峰值均出现在孕穗期和灌浆期;氮含量呈先降低后升高再降低趋势,苗期含量最高;过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均呈"单峰"曲线变化,过氧化氢酶、土壤蔗糖酶峰值在孕穗期,土壤脲酶则在抽穗期。(2)除CK外,土壤微生物量碳、氮含量及过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性表现为0—10 cm10—20 cm20—40 cm,其中配施(A)对0—10,10—20 cm影响均显著(p0.05),单施(B、C)仅对10—20 cm土层影响显著(p0.05)。(3)10—20 cm土层,配施(A)与其他3个处理间差异均显著(p0.05),提高微生物量碳含量4.82%～40.28%、微生物生物量氮含量8.44%～68.66%、过氧化氢酶活性13.32%～60.16%、蔗糖酶活性10.45%～39.14%、脲酶活性12.40%～55.62%。(4)配施(A)能同时显著(p0.05)提高燕麦籽粒产量和生物产量,提高幅度分别为8.40%～20.12%和10.80%～25.09%。因此,保水剂和微生物菌肥配施在黄土高原旱作区具有较好改善土壤微生物活性效果,提高旱作燕麦产量。     

不同类型粪肥还田对土壤酶活性及微生物群落的影响

畜禽粪便作为有机肥还田可以维持和提高土壤有机质、改良土壤,有利于农业可持续发展。不同类型粪肥还田后对土壤生物学性状的影响不同,为探究这一问题,在内蒙古乌兰察布市设置田间试验,包括化肥(F)、羊粪(GM)、猪粪(PM)、牛粪(CM)4个处理,研究其对土壤养分、酶活性及微生物群落的影响。结果表明,施用粪肥较化肥具有增加土壤有机质、全氮、有效磷、铵态氮等养分含量的趋势。不同粪肥较化肥处理的土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性最高增幅分别为32.4%、150.4%、26.8%和30.1%。牛粪处理的土壤微生物生物量碳氮显著提高,分别较化肥增加33.2%和33.4%。不同处理在细菌门水平上的优势种群较一致,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)是优势种群。本试验条件下,牛粪处理更能提高土壤微生物生物量碳氮,短期内施用不同粪肥对于提高土壤微生物群落多样性差异不显著,土壤pH、有效磷、铵态氮是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子。     

不同耕作方式对土壤有机碳、微生物量及酶活性的影响

【目的】依托8年长期(2005~2012)固定道定位试验,研究不同耕作方式对土壤有机碳、土壤微生物量、土壤酶活性在0—90 cm土层的分布特征,为优化中国西北干旱区的耕作方式提供理论依据。【方法】试验包括固定道垄作(PRB)、固定道平作(PFT)与传统耕作(CT)三种耕作模式下的土壤有机碳土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)、土壤微生物量磷(MBP)、蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶及小麦产量进行了测定和分析。【结果】在0—90 cm土层,不同耕作方式下的TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性均随着土层的增加呈下降趋势,过氧化氢酶活性呈先下降后增大的分布特征;在0—60 cm,固定道保护性耕作能够显著增加心土层作物生长带土壤有机碳储量,有机碳储量大小为PRBPFTCT;PRB、PFT较CT可以显著增加0—10 cm作物生长带TOC、POC、MBC、MBN、MBP含量、蔗糖酶、脲酶活性,其大小为PRBPFTCT;耕作方式对过氧化氢酶活性影响不显著;TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性之间均达到了显著或极显著相关。【结论】PRB较PFT、CT能够提高耕作层(0—10 cm)土壤有机碳含量、土壤微生物量、土壤酶活性, 增加作物产量, 增大0—60 cm土层有机碳储量,耕作方式(PRB、PFT及CT)对10 cm以下土层土壤环境改善作用不明显。     

Response of Soil Microbial Biomass and Enzyme Activity to Soil Fertilization in an Eroded Farmland of Chinese Mollisols

The aims of this study were to examine interrelationships between microbial biomass and enzyme activities of soil quality and to determine their suitability for differentiating areas. The study included five simulated erosion soil depths (0, 5, 10, 20, and 30 cm), which had received contrasting fertilizer treatments over a 5-year period in an eroded black soil of northeastern China. Our results indicated that soil microbial carbon, nitrogen, urease, phosphatase, and invertase activities declined as the erosion depth increased. On the five erosion depths, soil microbial carbon, phosphatase, and invertase variation ranged as follows: 35.4–53.3, 39.8–45.2, and 55.9–67.1%, respectively. In the fertilizer + manure treatment, soil microbial carbon, nitrogen, urease, phosphatase, and invertase activities were significantly greater (P < 0.05) than those of fertilizer treatment in all five different erosion depths. Overall, this study may be considered as the foundation for soil quality evaluation and fertility restoration in northeastern China and similar regions.     

不同栽培方式对菜地土壤养分和生物学特性的影响

通过田间小区试验,以芹菜、西兰花、生菜和胡萝卜为供试作物,分析比较了有机栽培、安全环境质量栽培、特别栽培和常规栽培对土壤养分和生物学特性的影响.结果表明,有机栽培、安全环境质量栽培和特别栽培下土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量比常规栽培均不同程度地增加.有机栽培、安全环境质量栽培和特别栽培均显著提高了土壤微生物量碳含量,比常规栽培分别提高48.6％、42.9％和26.6％,并达到显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)差异.土壤过氧化氢酶和脲酶活性在有机栽培、安全环境质量栽培和特别栽培下比常规栽培显著提高17.4％ ～38.8％,且过氧化氢酶活性达到显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)差异.有机栽培、安全环境质量栽培下土壤转化酶活性比常规栽培有所提高,但是没有达到显著差异.不同栽培方式对土壤养分和生物学特性影响作用的大小为有机栽培＞安全环境质量栽培＞特别栽培＞常规栽培.