不同林龄油松根际土壤微生物群落多样性及其影响因子

为了探究不同林龄油松根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤环境因子之间的关系,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对不同林龄油松根际与非根际土壤中细菌的16SrDNA基因V3—V4区片段和真菌18SrDNA基因V4区片段进行测序,为油松的人工培育林提供有益借鉴和参考。结果表明:(1)油松根际土壤pH值显著低于非根际(p0.05),根际土壤有机碳、全氮、有效氮和有效磷均显著高于非根际(p0.05),土壤中根际和非根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值。(2)土壤中根际土壤酶活性(蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性)显著高于非根际,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,过熟林有所降低。(3)油松根际土壤细菌和真菌多样性指数均高于非根际,其中随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,丰富度指数、Shannon-Wiener指数、ACE、Chao 1指数均显著高于非根际(p0.05);而根际土壤细菌和真菌覆盖度、均匀度和Simpson指数指数与非根际差异并不显著(p0.05)。(4)主坐标分析(PCoA)分析表明,油松土壤根际和非根际细菌和真菌群落具有很好的相似性,并且根际和非根际细菌群落产生明显的分离效应。(5)冗余分析显示,土壤环境因子对油松土壤细菌和真菌多样性有显著影响。其中对土壤细菌和真菌多样性影响较大的有SOC和TN,而pH值对土壤细菌和真菌多样性影响为负。     

南方稀土矿区水土保持植物根际土壤碳氮及pH特征

选取南方稀土矿区芒萁、宽叶雀稗、枫香和木荷四种典型水土保持植物,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素和有机碳含量特征以及pH的变化。研究表明,根际较非根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮平均分别高出79.7%、34.2%和30.7%,土壤有机碳平均高出164.9%,pH平均高出0.13个单位。除pH外,根际土壤与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳之间均差异显著(p0.05)。四种植物根际土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳的含量均较非根际土壤含量高。宽叶雀稗的根际土壤pH大于非根际土壤,而木荷、芒萁和枫香的根际土壤p H与非根际土壤无显著差异。在根际与非根际土壤中,土壤全氮与土壤有机碳之间呈显著正相关,而土壤全氮与土壤铵态氮、土壤全氮与土壤硝态氮之间均无相关性。即稀土矿区四种植物对碳氮主要养分均具有较强的截存效应,可作为稀土矿区生态恢复的主要植物。     

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。     

南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征

通过对南京市6种园林植物(金银木、紫荆、腊梅、丁香、木槿和海棠)根际与非根际土壤养分和重金属分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分和重金属的富集的相关性和差异性。(1)不同园林植物根际和非根际土壤养分和重金属呈一致的变化规律,它们的主导控制因子也基本相同,其中不同园林植物根际土壤养分和重金属均高于非根际养分含量,而不同园林植物根际土壤pH均低于非根际。(2)不同园林植物根际土壤养分、重金属含量和有效态重金属含量均显著高于非根际,表现出显著的富集作用,而根际土壤pH则显著低于非根际,表现出显著的亏损作用,全磷在根际与非根际土壤中差异不显著(p0.05)。(3)不同园林植物根际和非根际土壤重金属含量与有效态含量均存在极显著的正线性相关关系,二者能够用线性方程式体现,表明了不同园林植物根际和非根际土壤有效态重金属含量主要来自土壤重金属总含量。(4)相关性分析表明:对于根际土壤,土壤有机碳和全氮对土壤重金属全量影响较大;而对于非根际土壤,土壤有机碳和全氮土壤有效态重金属影响较大;而pH与土壤重金属含量基本呈显著或极显著的负相关关系;全磷对于土壤重金属含量基本没有影响。通过以上研究说明不同园林植物土壤养分和重金属含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,而有效态重金属较全量对植物根际微小的变化响应更为灵敏。     

岷江流域不同土地利用方式下的土壤微生物特征及其与土壤养分的关系

采用经典统计分析与排序分析,研究了2014—2018年岷江流域不同土地利用方式下(撂荒地、次生林、灌丛、果园和耕地)土壤微生物群落多样性变化特征,并探讨了其与土壤养分和土壤微生物数量之间的关系。结果表明:(1)土壤pH值变化范围为6.13～7.02,其大小依次表现为撂荒地次生林灌丛果园耕地,其中耕地和果园差异不显著(p0.05),耕地最高(p0.05);土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷和有效钾大小依次表现为撂荒地次生林灌丛果园耕地,不同土地利用土壤有效磷和有效钾差异均显著(p0.05),而不同土地利用土壤全磷差异不显著(p0.05)。(2)土壤微生物以细菌数目最多,占到90%以上,土壤细菌、真菌、放线菌和微生物总数目大小依次表现为撂荒地次生林灌丛果园耕地。(3)根据培养第100小时的AWCD值计算土壤微生物群落的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S)。土壤微生物多样性指数大小依次表现为撂荒地次生林灌丛果园耕地,不同土地利用均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)差异不显著(p0.05)。(4)相关性分析表明土壤养分、土壤微生物数量均与土壤微生物群落多样性具有显著的相关性(p0.05),其中,土壤微生物数量对微生物群落多样性的贡献最大(其相关系数绝对值最大)。(5)冗余分析表明土壤微生物群落多样性与土壤养分含量均呈正相关(除了pH);有机碳和全氮与丰富度指数相关性最大,由此可知,有机碳和全氮是影响该区土壤微生物群落多样性分布的主要因子。     

连作对再植枸杞根际细菌群落多样性和群落结构的影响

受枸杞道地产区土地资源等因素限制,连作障碍已成为影响枸杞产业发展的重要原因之一,导致严重的经济损失。研究连作条件下枸杞农田土壤生态系统微生物群落的演替规律对枸杞产业的可持续发展具有重要的理论意义。以宁夏银川市南梁农场连作多年的枸杞地为研究对象,利用Illumina MiSeq测序技术分析了连作对再植枸杞根际/非根际细菌群落的影响。结果表明,连作地显著抑制再植枸杞苗地径的增加,且其土壤pH较对照样地显著降低(p0.05)。测序结果证实,与对照样地相比,连作地再植枸杞根际土壤细菌物种数显著降低(p0.05),细菌群落α多样性下降(p0.05)。主坐标分析表明,连作和对照样地间枸杞非根际细菌群落结构无明显差异,但连作显著改变再植枸杞根际细菌的群落结构。对细菌群落丰度的统计分析发现,连作地枸杞根际浮霉菌门、非根际假单胞菌门的相对丰度较对照样地显著降低(p0.05)。此外,冗余分析结果表明:枸杞园土壤pH和有效磷含量是影响枸杞非根际土壤细菌群落结构变化的主要因素,分别解释了41.8%和35.4%的群落结构变化(p0.05),其他土壤因子无统计学意义,但土壤理化因子对再植枸杞根际细菌群落结构变化的影响均未达显著水平。这些结果证实连作能够显著抑制再植枸杞生长、影响再植枸杞根际细菌群落结构和多样性,干扰枸杞与土壤细菌群落间的互作关系。这些研究结果将为解析枸杞连作障碍机制提供理论基础。     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。     

菜心及其根际土壤环境对长期连作的响应

为探明宁夏菜心产生连作障碍的原因，本研究以种植1年菜心及其根际土壤为对照，测定连作3、6和9年菜心根际土壤的理化性状、酶活性和微生物群落变化以及菜心的农艺性状和品质。结果表明，长期连作(连作9年)导致菜心土壤容重、电导率、全氮、速效钾含量显著升高，在连作9年时土壤容重达1.33 g·cm^-3，与对照相比，电导率和全氮含量上升了34.21%和54.29%，速效钾含量升高了2.41倍；而pH值、总有机碳、全磷、碱解氮、有效磷含量显著下降，连作9年时，全磷和有效磷含量分别下降了26.55%和26.07%。长期连作菜心根际土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性均较对照显著降低，连作9年时最低，分别下降了55.43%、59.28%、33.73%、52.37%，而脲酶活性在连作6年土壤中最高。此外，长期连作改变了菜心根际土壤微生物群落的丰富度和多样性，细菌群落丰富度下降，多样性上升，而真菌群落丰富度和多样性均下降。随着连作年限增加，菜心薹长、茎粗、地上部干鲜重、根干鲜重以及产量均有不同程度的下降，在连作9年时分别较对照下降了39%、18%、26%、22%、28%、4...     

氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性和养分有效性的影响

在新疆石河子进行了2年不同氨基酸有机肥施用量的大田试验,测定棉花根际和非根际土壤酶活性和有效养分含量。结果表明,棉花根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性高于非根际,且脲酶、纤维素酶活性达到显著差异。新陆早8号根际过氧化氢酶活性高于新陆早12号,但蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性低于新陆早12号。根际碱解N呈显著降低,速效P呈增加趋势。膜下滴灌根际和非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、土壤pH及非根际的碱解N、速效P、根际的速效K较淹灌高,而土壤蔗糖酶、纤维素酶、根际碱解N、速效P、非根际的速效K较淹灌低。氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性都有增加作用。土壤pH随着有机肥施用量的增加呈下降趋势,根际低于非根际。氨基酸有机肥增加了土壤碱解N、速效P、速效K含量。     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

植被类型对煤矿区复垦土壤根际微生物的影响

煤矿开采改变了矿区土壤条件、地表植被覆盖和微生物生存环境。植被由于生长条件和根际分泌物的不同,影响根际土壤微生物的组成和多样性。以山西省晋华宫煤矿复垦区侧柏、云杉、樟子松、油松、桧柏5种复垦植被为研究对象,分析其土壤理化性质、根际土壤酶活性和微生物群落结构的差异性,并计算综合土壤肥力指数以反映不同复垦植被的生态恢复效果。结果表明：不同植被对土壤物理和化学性质、土壤酶活性、根际微生物多样性和群落结构具有显著影响,樟子松林具有最高的全碳、全氮含量,为微生物提供更多的碳氮等养分,导致其具有显著高的微生物丰度和多样性;不同植被类型间微生物群落差异性显著,变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门是优势菌门,全硫、容重和碱性蛋白酶是影响土壤根际微生物群落结构的关键因子;土壤综合肥力指数表明樟子松林和云杉林优于其他植被。综上,不同植被对矿区生态恢复的效果具有一定差异,樟子松林和云杉林有助于提高根际土壤细菌多样性和土壤肥力,研究可为半干旱区煤矿复垦区生态恢复的植被选择提供科学依据。     

野生黄花蒿土壤的养分状况与微生物特征

黄花蒿是提取青蒿素的唯一原料植物,广泛分布于我国西南地区。为探索野生黄花蒿的耐瘠机理,提高人工种植黄花蒿的产量品质,研究了野生黄花蒿土壤的养分状况与微生物特性,以及它们与黄花蒿产量品质的关系。结果表明,在野生黄花蒿生长的不同样地中,土壤养分、pH、酶活性和微生物量差异显著,说明黄花蒿耐瘠耐肥,具有广泛的生态适应性。利用气相色谱-质谱联用仪共检测出24种土壤微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs),包括代表细菌的19种11～19碳PLFAs,代表放线菌的10Me18∶0,代表真菌的18∶2ω6,9、18∶1ω9c和18∶1ω9t,以及代表线虫的20∶0,PLFAs总含量均表现出细菌放线菌真菌的现象。在黄花蒿根际土壤中,pH显著低于非根际土壤,但有机质、碱解氮、有效磷、速效钾,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,微生物碳氮量,PLFAs总含量,微生物群落的多样性和均匀度指数等显著高于非根际土壤。此外,在野生黄花蒿根际土壤中,微生物PLFAs总含量与黄花蒿植株生物量、青蒿酸和青蒿素产量呈极显著正相关,微生物生物量碳氮与青蒿酸和青蒿素产量呈显著或极显著正相关。说明黄花蒿根际土壤适合多种微生物生长繁殖,种群丰富,密度高,酶活性强,提高了土壤养分的有效性,有益于野生黄花蒿适应不同的土壤条件,根际土壤微生物显著影响野生黄花蒿生长及其有效成分的含量。     

生物有机肥对樱桃生长及根际土壤生物学特征的影响

以一年生‘吉塞拉,樱桃苗为试材,通过盆栽试验,利用传统的平板计数法和现代的T-RFLP技术,研究有机肥(OF)和生物有机肥(BF)对樱桃根际土壤微生物数量、微生物量碳和氮、细菌群落结构多样性、土壤酶活性、樱桃生长及养分吸收的影响.结果表明:施用OF和BF后可不同程度地提高根际土壤中的微生物数量及微生物量碳、氮;同OF处理比,BF处理中的放线菌、真菌、微生物总量、微生物量碳和微生物量氮分别提高了115.65％,115.96％,48.3％,58.68％和23.72％,细菌数量差异未达显著水平.同对照相比,OF和BF的施用可提高根际土壤细菌群落结构的多样性及丰富度.同对照相比,OF提高了土壤脲酶、蔗糖酶活性.同OF相比,BF处理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性显著提高.OF的施用可促进樱桃根系的生长,提高N和P的养分吸收量.同OF处理相比,BF处理根、茎和叶的生物量分别增加9.55％,9.98％和11.16％,N、P和K养分吸收量分别提高15.35％,21.06％和32.09％.由此可见,盆栽条件下,施用有机肥和生物有机肥均可有效改善樱桃根际土壤生态环境,促进樱桃生长和养分的吸收,但生物有机肥的施用效果明显优于有机肥.     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据。研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30%(W0),50%(W1)和70%(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植株干重和氮素吸收、根际和非根际土壤的化学性质、微生物量碳、氮(MBC、MBN)及土壤酶活性。结果表明:干旱胁迫显著降低玉米苗期植株干重和氮素吸收量,其中W0条件降幅最大(分别为51.1%,43.8%)。施氮促进各水分条件下植株生长,且与水分存在显著交互作用,W2条件下施氮后植株干重和氮素吸收量的增幅最高(分别为53.7%,83.2%)。干旱胁迫提高植株的水分利用效率,但降低氮肥利用效率。施氮显著提高W2条件植株的水分利用效率,但干旱条件下则无显著影响。水、氮及其交互作用对土壤性质的影响较为复杂。总体上,苗期干旱胁迫暂时提高了根际和非根际土壤pH,显著增加根际土壤的铵态氮和硝态氮含量。MBC、MBN对干旱胁迫的响应在根际与非根际土壤之间存在相反趋势,根际土壤随干旱程度增加而提高,非根际土壤则随之下降。土壤酶活性方面,干旱胁迫显著影响根际土壤的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。施氮增加所有水分条件下根际和非根际土壤的pH和铵态氮、硝态氮含量,其中根际土壤的增幅高于非根际土壤。施氮显著增加各水分条件下根际和非根际土壤的MBC、MBN、脲酶和硝酸还原酶活性,但显著降低根际和非根际土壤亚硝酸还原酶活性。水氮交互作用显著影响根际土壤的亚硝酸还原酶、非根际土壤的脲酶、亚硝酸还原酶和FDA水解酶活性。根际、非根际土壤各生物化学性质之间均存在显著的相关关系,而且根际土壤除土壤亚硝酸还原酶外的各指标均与植株氮素吸收和氮肥利用效率呈正相关。苗期干旱显著抑制玉米植株生长和氮素吸收,并对土壤生物、化学性质造成显著影响。施氮对植株和土壤性质的影响在不同水分条件下存在差异,而且植株表现与土壤生物、化学性质之间存在显著相关关系。     

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。     

生物炭对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

以一年生“弗雷”葡萄幼苗为试验材料,采用盆栽试验,根据生物炭施用方式与炭土质量比,设置 5个处理,研究了生物炭不同施用方式及施用量对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:与不施生物炭(CK)相比,生物炭混施(HA、HB)和穴施(JA、JB)增加了土壤有机质、有效磷、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性,但小幅度降低土壤容重和 pH。同一施用方式下,生物炭施用量越高土壤碱解氮、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性越高;同一施用量下,混施处理土壤有机质和速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性优于穴施处理,其中 HB(混施 5%生物炭)处理土壤有机质和速效养分含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性增加幅度最大,分别比 CK高73.7%、19.2%、42.3%、20.8%、10.5%、8.6%。土壤细菌 Alpha多样性分析表明 HB处理可以提高细菌丰度,但对细菌群落多样性影响甚微。穴施处理下硝化螺旋菌属菌群数量高于混施处理,而混施处理下节细菌属和假单胞菌属菌群数量高于穴施处理。UPGMA聚类分析及RDA冗余分析表明混施处理引起根际土壤微生物群落组成和结构发生较大变化,土壤碱解氮、有机质、速效钾及pH对细菌群落结构影响较大。综上,生物炭混施对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响优于穴施,其中 HB处理效果较优。     

南方稀土矿区植物根际与非根际土壤碳氮含量与pH值变化

[目的]揭示南方稀土矿区根际与非根际养分含量变化,为南方稀土矿区的生态恢复和侵蚀退化区的水土保持提供科学依据。[方法]以福建省长汀县稀土矿治理区为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,选取3个稀土矿开采区进行植物样方调查及土壤取样,对研究区的主要水土保持植物(芒萁、枫香)根际与非根际土壤碳氮含量、pH值变化以及根际与非根际间土壤碳氮含量、pH值的差异性进行研究分析。[结果](1)随着治理年限的增加,芒萁根际土壤的有机碳、全氮含量逐渐升高,硝态氮含量逐渐减少,pH值先增加后减少,铵态氮含量无显著性差异;枫香根际土壤的硝态氮随着治理年限的增加而减少,而有机碳、全氮、铵态氮含量和pH值均无显著性差异。(2)随着治理年限的增加,芒萁非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮均无显著性差异,pH值先增加后减少;枫香非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、pH值均无显著性差异。(3)芒萁根际土壤的有机碳含量显著高于非根际土壤的有机碳含量,全氮、铵态氮、硝态氮和pH值均无显著性差异;而枫香根际与非根际土壤养分含量均无显著性差异。[结论]植被能够改善土壤,但土壤肥力恢复却是一个长期的过程。     

长期保护性耕作可提高表层土壤碳氮含量和根际土壤酶活性

【目的】 研究不同长期耕作措施对作物根际和非根际土壤碳氮元素含量和土壤酶活性的影响,以及土壤碳氮元素与碳氮转化相关酶之间的相互联系,对认识土壤酶响应土壤碳氮变化的机制和选择合理有效的耕作技术具有重要的理论和实践意义。 【方法】 长期耕作试验始于1999年,位于河南孟津县,属于黄土高原东部边缘,土层深厚 (50—100 m),土壤类型是壤质黄绵土。试验处理有草地 (GL)、传统耕作 (CT)、免耕覆盖 (NT)、深松覆盖 (SM),于2016年采集根际土和非根际土0—20 cm、20—40 cm,分析了土壤总碳、有机碳和总氮含量,以及β-葡萄糖苷酶 (BG)、β-纤维二糖苷酶 (CBH)、β-木糖苷酶 (BXYL)、乙酰氨基葡萄糖苷酶 (NAG) 和亮氨酸氨基肽酶 (LAP) 的活性,并进行了土壤碳氮元素含量与酶活性的相关性分析。 【结果】 1) 与传统耕作相比,免耕和深松显著提高了根际和非根际0—20 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量,显著降低了非根际20—40 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量。草地显著提高了根际土壤总碳、有机碳和总氮含量,显著提高了非根际0—20 cm土壤的有机碳含量,显著降低了非根际土壤的总碳含量和非根际20—40 cm土壤中的有机碳含量。深松显著降低了作物根际和非根际土壤C/N,免耕和草地处理显著降低了作物非根际20—40 cm土壤中的C/N,但草地处理显著提高了作物非根际0—20 cm土壤C/N。2) 与传统耕作相比,草地、免耕和深松显著提高了根际土壤中β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性。草地显著提高了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性,免耕和深松显著降低了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性。3) 碳氮转化相关酶之间均存在正相关关系 (除β-纤维二糖苷酶与亮氨酸氨基肽酶之间)。碳氮转化相关酶与土壤总碳、总氮和有机碳之间均存在正相关关系 (除亮氨酸氨基肽酶与总碳之间),与C/N之间均存在负相关关系。 【结论】 土壤碳氮转化酶之间存在相互促进的关系,共同参与土壤碳氮的转化。长期保护性耕作 (免耕和深松) 可以有效提高土壤表层的总碳、有机碳和总氮含量,提高根际土壤酶活性,有利于营养元素 (有机质、碳氮元素) 的循环转化和作物的吸收利用,以深松效果最好,免耕次之。      

施肥模式对茶树根际土壤微生物数量及酶活性的影响

施肥是提高茶树根际土壤质量及促进土壤肥力提高重要的农业措施之一。为了筛选出合理的施肥模式,采用连续3年的田间定位试验方法,研究了不施肥(CK)、全量化肥(NPK)、半量化肥+半量有机肥(NPKO)、全量有机肥(O)、全量化肥+豆科绿肥(NPKL)和半量化肥+半量有机肥+豆科绿肥(NPKOL)6种不同施肥模式对茶树根际土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:(1)不同施肥模式显著提高了土壤含水量和电导率,基本表现为NPKOLNPKLONPKONPKCK,其中以NPKOL施肥模式提高最为显著,而施肥模式降低了土壤容重和总孔隙度。(2)与对照(不施肥)相比,其他几种不同施肥模式提高了茶园土壤的基本肥力状况(有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷、有效氮和有效钾),对全磷影响并不显著。(3)不同施肥模式细菌数目、真菌数目、放线菌数目和微生物总数目均有显著的影响:与对照(不施肥)模式相比,其他几种不同施肥模式均可在一定程度上提高茶树根际土壤细菌数目、真菌数目、放线菌数目和微生物总数目,O处理下土壤细菌数目、真菌数目、放线菌数目和微生物总数目与对照差异不显著(p0.05),其余施肥模式下均显著高于对照(p0.05)。(4)不同施肥模式增加了茶树根际土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性。综合分析表明:NPKOL施肥模式的茶树根际产量和茶树根际营养物质累积量最大,这进一步佐证了此培肥模式能促进茶产量,值得在茶园施肥上进一步推广应用。     

黄土丘陵沟壑区典型林地土壤微生物、酶活性和养分特征

通过对陕西吴起县黄土沟壑区退耕还林地不同林分(沙棘、刺槐、油松、小叶杨)根际与非根际土壤养分、酶活性和微生物特征进行研究,比较4种典型林分及退耕草地“根际效应”及根际对养分的截留效应,评价根际效应对土壤特性产生不同改良效果,为黄土沟壑区退耕地人工林科学选择造林树种提供理论支持。研究表明:1根际与非根际土壤中有机质含量、有效磷含量、碱解氮含量和速效钾含量表现出显著差异,有机质、有效磷、速效钾含量均呈现明显的根际聚集现象。2根际土壤微生物数量和土壤酶活性总体高于非根际,仅油松样地中过氧化氢酶活性和小叶杨样地中脲酶活性根际低于非根际。3根际土壤中脲酶活性与细菌和真菌数量相关性达到显著水平,过氧化氢酶活性与真菌相关性达到显著水平;有机质含量与细菌、放线菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平;碱解氮、有效磷含量均与细菌、真菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平。在非根际土壤中,土壤养分含量与土壤微生物、土壤酶活性的相关性明显降低。4从土壤肥力综合水平看,根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤,其中根际土壤中沙棘小叶杨油松刺槐草地。沙棘能大幅度提高土壤肥力,具有较好的土壤改良效果。