宁夏葡萄园土壤微生物量及土壤酶活性动态变化

【目的】探讨宁夏长期种植葡萄后土壤微生物量及土壤酶活性的时间、空间变化规律。【方法】本试验以宁夏种植20 a的葡萄园为研究对象,分别在不同物候期(萌芽展叶期、开花坐果期、果实成熟期及落叶期)和不同土层深度(0～20、20～40 cm和40～60 cm)采集葡萄的根际土壤和非根际土壤,测试土壤的微生物生物量碳、氮、磷和土壤脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性。【结果】根际土壤微生物量碳、氮量随着土层的加深逐渐降低,非根际土壤微生物量碳、氮量随着土层的加深逐渐升高。土壤微生物量磷在根际土壤中随土层加深其质量浓度逐渐升高,非根际土壤中微生物量磷随着土层加深其质量浓度降低。根际在0～20 cm对土壤微生物量碳、氮的富集率最高,分别为30.50%和45.26%;而土壤微生物量磷在40～60 cm土层达到最高,富集率为59.29%。根际土壤的脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶活性随着土层的加深其活性逐渐降低;而非根际土壤的脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性随着土层的加深其活性逐渐升高。根际土壤和非根际土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性随着物候期表现出先降低后升高的变化趋势,而土壤磷酸酶的活性出现先升高后降低的变化趋势。通过Pearson相关系数对土壤的酶活性和土壤微生物生物量进行相关分析可知,土壤磷酸酶活性和蔗糖酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关,与微生物生物量氮呈极显著正相关,土壤脲酶活性与微生物量磷呈显著负相关。【结论】长期种植葡萄后,根际土壤微生物碳和氮有明显的富集效应。根际土壤与非根际土壤的四种土壤酶活性变化规律不一致,可能与葡萄根际分泌物及土壤微生物多样性有关,需进一步研究。     

厌氧发酵残留物对土壤酶动态特性的影响

通过温室盆栽生菜试验,研究厌氧发酵残留物对土壤蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶和中性磷酸酶动态特性以及作物产量的影响.试验以菜园土作为栽培基质,并以是否施用厌氧发酵残留物和种植作物进行设计,生菜种植期为50天,试验中间隔10天测定一次土壤酶活性.结果表明,施用厌氧发酵残留物能明显提高土壤酶的活性,且施用量越多,酶活性越高,生菜的产量也越高.栽种生菜的土壤酶活性高于相应的对照组,酶活性的变化基本和生菜的生长过程一致,在30～40天之间达到最高酶活性.土壤酶活性的提高表明,施用厌氧发酵残留物能改善土壤结构和性能,提高土壤的肥力和生产能力.     

马铃薯连作土壤微生物特性与土传病原菌的相互关系

为了揭示连作马铃薯土壤微生物群体与土传病原菌的相互关系,采用盆栽试验,以裸地(CK)和轮作(R)为对照,研究了不同马铃薯连作年限条件下(马铃薯连作1 a(T1)、3 a(T3)和5 a(T5))土壤微生物种群结构、酶活性、微生物量碳氮和土传病原菌的变化。结果表明,与R处理相比,T1、T3、T5处理土壤细菌/微生物的比例逐渐下降,土壤真菌/微生物和放线菌/微生物的比例逐渐增加。与CK和R处理相比,随连作年限的增加细菌/真菌显著下降。马铃薯连作后镰刀菌数量呈上升趋势,T3和T5处理茄病镰刀菌和尖胞镰刀菌数量显著高于硫色镰刀菌。连作后土壤蔗糖酶和脲酶活性呈降低趋势,R处理与T5处理差异显著,土壤过氧化氢酶呈先下降后上升的趋势,土壤多酚氧化酶活性呈动态上升趋势。连作马铃薯微生物量C、N量比轮作显著降低,T1、T3和T5处理土壤微生物量碳/氮比显著高于R处理。土壤细菌、微生物量碳氮显著促进土壤蔗糖酶和脲酶活性,土壤真菌抑制微生物量氮、蔗糖酶和脲酶活性,显著促进镰刀菌,而镰刀菌抑制细菌、微生物量碳氮、蔗糖酶和脲酶活性,从而导致了病原菌数量增多,土壤微生物的生存环境恶化。     

不同灌溉方式对新疆盐碱地土壤理化性质和微生物特性的影响

采用大田试验,以农十师种植面积最大的食葵为研究对象,用3种不同灌溉方式对新疆种植食葵盐碱地的土壤理化性质和微生物特性的影响进行研究。结果表明:渗灌、滴灌和沟灌3个处理对土壤中总盐和pH值有明显的抑制作用,对土壤的速效养分、微生物种群数量、微生物量、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶活性有明显的促进作用,对土壤过氧化氢酶活性没有影响。降低土壤的盐分和pH值以沟灌为宜;提高土壤的速效养分、土壤微生物特性以滴灌为宜。     

秸秆还田配施氮肥对土壤碳氮含量与玉米生长的影响

为明确宁夏扬黄灌区秸秆还田条件下的适宜施氮量,在玉米秸秆全量还田条件下,设4种纯氮施用水平(0 kg/hm~2(N0)、150 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、450 kg/hm~2(N3)),以秸秆还田不施氮肥(N0)为对照,研究了秸秆还田配施不同纯氮水平对土壤有机碳氮含量、微生物量碳氮含量和酶活性及其对玉米生长的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥有利于耕层土壤有机碳和全氮含量的提高,随施氮量的增加,土壤碳氮比降低,其中以N2和N3处理对提高耕层有机碳氮含量效果最佳。秸秆还田条件下土壤微生物量碳氮比随施氮量的增加而降低,N2处理对微生物量碳含量、N3处理对微生物量氮含量的提高作用最为显著。秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤脲酶、过氧化氧酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以N2和N3处理的改善效果较优。秸秆还田配施氮肥对玉米前期生长影响不显著,而N2处理对中后期玉米生长具有显著促进作用。2年玉米籽粒产量以N2处理增产效果最佳,平均较N0处理提高22.0%。通过2年研究结果表明,在宁夏扬黄灌区实施秸秆还田配施氮肥措施可增加土壤有机碳氮含量,调节土壤碳氮比,促进玉米生长,进而提高玉米产量,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm~2效果最佳。     

沟灌方式和肥料运筹对甜糯玉米产量、品质和土壤酶活性的影响

通过大田试验,研究了不同沟灌方式和肥料运筹对甜糯玉米鲜穗产量、品质以及拔节期、抽雄期和成熟期土壤酶活性的影响,以获得提高甜糯玉米产量、品质和保持土壤质量的节水节肥模式。试验设2种沟灌方式,即常规沟灌和隔沟灌溉,2种施肥水平,即低肥(N 120 kg/hm2,P2O560 kg/hm2)和高肥(N 180 kg/hm2,P2O590 kg/hm2),以及3种施肥方式,即B1:30%N、K肥作基肥,70%N、K肥作追肥施入,B2:50%N、K肥作基肥,50%N、K肥作追肥施入,B3:70%N、K肥作基肥,30%N、K肥作追肥施入。结果表明,高肥下,相同施肥方式时,与常规灌溉相比,隔沟灌溉提高籽粒中可溶性糖和淀粉量,3个时期土壤脲酶活性,拔节期和抽雄期土壤转化酶和过氧化氢酶活性以及抽雄期和成熟期土壤酸性磷酸酶活性;相同沟灌方式时,与B3施肥方式相比,B1施肥方式增加玉米鲜穗产量,提高3个时期土壤转化酶和脲酶活性、拔节期土壤过氧化氢酶活性以及抽雄期土壤酸性磷酸酶活性,而B2施肥方式不显著增加玉米鲜穗产量。隔沟灌溉下,与低肥相比,高肥增加了玉米鲜穗产量,籽粒中可溶性糖量、还原糖量和淀粉量,3个时期土壤转化酶活性、过氧化氢酶活性、脲酶活性和酸性磷酸酶活性。因此,在甜糯玉米生长季节需要补充灌溉时,在隔沟灌溉下,高肥水平结合30%的N、K肥作基肥和70%的N、K肥作追肥方式不降低玉米产量,而提高甜糯玉米品质及土壤转化酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性,是较理想的水肥供应模式。     

华北土石山区不同肥料对土壤活性酶的影响

肥料施入土壤后,会对酶活性产生一定的影响,进而影响土壤的生态和土壤质量。以河北平山片麻岩及花岗岩山地贫瘠土壤为研究对象,通过施用3种新型肥料后探究土壤各种酶活性在不同肥料之间差异性。结果显示,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性均有所提高,脲酶活性降低,其中生物有机肥对脲酶的抑制作用最强,微生物菌肥对脲酶的抑制最弱。     

土壤酶活性对微咸水与再生水混合滴灌的响应与评估

为了探讨淡水资源不足地区微咸水与再生水的合理利用方式,通过盆栽试验,以当地地下水灌溉为对照(CK),研究了3种不同比例微咸水与再生水混合灌溉(再生水灌溉T1,5 g/L微咸水与再生水等量混合灌溉T2,5 g/L微咸水灌溉T3)对土壤水盐、水溶性离子离子以及土壤酶活性的影响,并利用第2代生物综合响应(IBRv2)指数法评估土壤酶活性对微咸水与再生水混合灌溉效应的响应.结果表明,(1)随着微咸水与再生水混合液中微咸水占比提升,土壤含水率和含盐量越高.(2)微咸水-再生水混合灌溉处理对土壤酶活性的影响不同,土壤碱性磷酸酶和脲酶活性较微咸水和再生水灌溉处理均有所提升,土壤蔗糖酶活性较再生水灌溉略低,但却高于微咸水灌溉.(3)基于IBRv2指数法,与CK相比较,处理T1引起的酶活性偏差最低,IBRv2值为2.12;处理T2次之,值为2.42;处理T3最高,值为2.92.处理T3中S-AKP/ALP,S-SC,S-UE活性均受到抑制;处理T2对S-AKP/ALP,S-UE活性具有诱导作用,但对S-SC略有抑制;处理T1对S-AKP/ALP,S-SC活性具有诱导作用,但对S-UE活性具有一定的抑制.因此,基于IBRv2,并综合考虑土壤酶活性指标以及再生水资源量量大、日排放量小等自身局限性,在干旱缺水地区,可以考虑用再生水与微咸水配合使用.     

沼肥与化肥配施对不同质地棉田土壤酶活性的影响

为了实现棉花经济施肥和农业废弃物资源化利用,试验在全生育期等氮量控制条件下,研究了沼肥与化肥配施对不同质地棉田土壤酶(尿酶、过氧化氢酶、蛋白酶和磷酸酶)活性的影响。结果表明,随着生育期的推进,不同施肥处理土壤土壤脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性均呈先升后降的变化趋势,3种酶活性高峰均出现在花铃期;壤土中花铃期沼肥氮配施化肥处理的脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶平均活性分别比单施尿素处理高16.3%,8.7%,10.7%;砂壤土中花铃期沼肥氮配施化肥处理的脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性分别比单施尿素处理高15.2%,12.2%,17.9%;而磷酸酶活性则呈折线上升变化,其活性最高值出现在吐絮期。壤土和砂壤土吐絮期沼肥氮配施化肥处理的磷酸酶活性分别比单施尿素处理高10.5%,7.7%。沼肥与化肥合理配施能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶、磷酸酶活性,以基施75%沼肥氮基础上追施25%化学氮处理和基施50%沼肥氮基础上追施50%化学氮处理效果较好,单施尿素处理效果较差。在实际生产中棉田施肥时只需要基施25%沼肥氮配施75%化学氮肥就能起到调节土壤碳氮比,改善土壤理化性质,提高土壤生物活性,增加棉花产量的目的。     

基于不同评价方法的绿洲棉田土壤质量综合评价

【目的】了解新疆绿洲棉田土壤质量状况。【方法】采集新疆主要棉区1 355个土壤样品,测定其pH值、含盐量、黏粒量、土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、有效硫、有效铜、有效锌、土壤重金属全量铬、铜、锌、砷、铅、重金属有效铬、有效砷、有效铅、氟乐灵残留量、二甲戊乐灵残留量以及农膜残留量共21项指标,采用模糊综合评价法(FCE)、基于内梅罗综合污染指数的加权综合污染指数法(N-PI)及土壤综合质量指数评价方法(SQI)分别对绿洲棉田土壤质量进行了综合评价,并对其评价结果进行了比较分析。【结果】新疆绿洲棉田土壤呈碱性,含盐量均值为3.44 g/kg,为轻度盐化土壤,有机质和全氮均偏低,速效磷、速效钾、有效硫及微量元素有效锌、有效铜较为丰富;Cr、Cu、Zn、As、Pb等5种重金属均未超过国家二级标准,但与新疆土壤元素背景值作比较均有累积现象;棉田土壤中重金属有效态Cr、As、Pb、氟乐灵残留及二甲戊乐灵残留量均在适宜范围内,农膜残留量均值为190.98 kg/hm2,农膜污染较为严重。利用FCE法对土壤进行评价,发现绿洲棉田土壤平均质量低;N-PI法对土壤进行综合评价,表明大部分棉田土壤已受轻度污染;利用SQI法进行评价,发现土壤质量综合指标值SQI介于0.31～0.73之间,绿洲棉田土壤综合质量总体中等偏低。不同评价方法得出的评价结果有差异,在本研究中SQI法为最优的评价方法,其评价结果更为客观、科学,符合新疆绿洲棉田土壤质量的实际状况。【结论】新疆棉区土壤质量总体较差,采用通用的评价方法对其进行综合评价,SQI评价法最合理,FCE和N-PI评价法次之。     

不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳及土壤肥力的影响

研究了不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳、盐分、pH值、土壤密度、养分及作物产量的影响。结果表明,与对照相比,不同改良剂均能明显提高0~20cm土层土壤有机碳,增加幅度为9%~57%。石膏、腐殖酸、有机肥的单施或配合施用均能明显降低表层土壤盐分和密度,提高土壤全氮、有效磷和速效钾,并能明显增加作物生物量和产量,增加幅度最高为35%和131%。     

基于土壤功能与胁迫的耕地土壤健康评价方法

基于功能性土壤管理理论,针对初级生产力、养分供给与循环、生物多样性供给、水净化与调节、碳封存与调节5种功能选取评价指标,通过识别水田、水浇地和旱地对不同土壤功能的供给和需求关系,构建土壤功能供需判别矩阵,并叠加重金属污染胁迫因素,评价耕地土壤的健康状况,从而实现了基于土壤功能与胁迫的耕地土壤健康评价。在河南省温县进行了评价方法的适用性研究,结果表明：温县5种土壤功能供需空间格局基本呈现由南向北逐渐递增的趋势,以青峰岭为界,中北部土壤功能的供需处于盈余状态,而南部区域处于失衡状态;土壤健康等级交错分布,亚健康面积占比最大,为44.4%,健康土壤零散分布在黄庄镇、番田镇、武德镇和祥云镇;土壤质地、土体构型、土壤养分、土壤生物活性和重金属污染胁迫是导致耕地土壤健康空间分异的主要因素。本研究可在理论上丰富土壤健康评价方法体系,在实践上促进耕地资源可持续利用与管理。     

沙棘林地土壤肥力和水分

沙棘在土壤深厚、排水良好、有机质含量丰富的砂壤质土壤上生长良好(Wolf and Wegert,1993);良好生境下沙棘产量和质量均很高(Wahlberg and Jeppsson,1990)。在干旱半干旱地区,任何沙棘种植园的建立均需要解决水的供给问题。有关沙棘栽培种植文献的信息较为有限。在萨斯喀彻温省,防护林中的沙棘植株常处于水分和养分不足的胁迫之下。在工业化沙棘种植园中,栽培管理,特别是土壤肥力和水分相当重要。有关沙棘实用管理的生产指南已经编印,并提供给生产者(Li and Schroeder,1999)。许多有关沙棘土壤肥力的研究是在俄罗斯开展的。研究结果指出…     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

土壤采样器采样性能试验研究

农田土壤样品的快速获取及分析对科学施肥具有重要意义。土壤采样器是农田土壤采样的重要设备,获取和松放土壤的能力是评价其采样性能的重要指标。本文通过试验,从土壤样品长度和土壤松放后残余土壤质量两个方面分析自行设计的5种土壤采样器的采样能力,指出了1号土壤采样器设计综合采样性能较好。      

不同质地条件下土壤表层温度与土壤蒸发量的关系研究

土壤表层温度与土壤蒸发量有着紧密联系,土壤质地对二者均有着重要影响。【目的】探究不同质地土壤表层温度变化对土壤蒸发的影响。【方法】选取2种质地原状土(粉壤土与砂土),进行配比混合,得到5种不同质地土壤。测量1次性供水与充分供水条件下不同土壤的蒸发量、土壤表层温度数据、土壤砂粒量,探究不同质地条件下土壤相对蒸发量(RE)和土壤表层相对温度差(RT)的关系。【结果】①1次供水和充分供水条件下RT随着蒸发过程的进行逐渐增大,当蒸发过程至水汽扩散阶段时,RT趋于稳定;②随着土壤砂粒量增大,蒸发至水汽扩散阶段时对应的RT逐渐减小;③土壤质地相同情况下,RT越大,其RE越小,回归建立了二者的二次函数关系;④RT相同情况下,土壤中砂粒量越高,其RE越小。【结论】土壤中砂粒量的不同,使土壤孔隙、热容量等性质产生差异,导致蒸发过程中土壤温度及蒸发量变化出现规律性特点,RE与RT呈与含砂率有关的二次函数关系。     

土壤结构改良剂影响下的土壤水分有效性研究

以聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)为土壤结构改良剂,利用离心机法,测定土壤水分特征曲线,从分析土壤的吸水能力和持水能力的角度出发,研究土壤结构改良剂对土壤水分有效性的影响。研究结果表明,土壤的吸水能力、持水能力与释水能力均表现出与用量密切相关;在使用土壤结构改良剂的情况下,仍然可用van Genuchten方程很准确的模拟土壤吸力与含水率之间的关系,即可作为使用土壤结构改良剂后的土壤水分特征曲线的模拟表达式;在试验的用量范围内,土壤结构改良剂的使用不会影响植物对水分的吸收和利用。     

土壤失水过程对土体收缩特性的影响

为探求不同质地和容重土壤失水过程中的土体收缩特性,选取山东壤土(SD)和陕西粉粘壤土(SX)作为供试土壤,并分别设定初始容重为1.30、1.40、1.50 g/cm~3,采用离心机法测定土壤水分特征曲线,同时对土壤脱水过程中土体轴向和径向收缩特征进行研究。结果表明,对于SD和SX土样,不同容重土壤含水率随吸力增加呈现不同幅度的减小趋势,但其减小速率均表现出"慢-快-慢"的变化特点;在土壤脱水过程中,土体线缩率随含水率减小而增大,Logistic模型可以较好地拟合线缩率与含水率之间的非线性关系(R~2在0.96~0.99之间);土壤轴向(δ_s)、径向(δ_r)和体积收缩应变(δ_V)均随容重增加而减小,SD和SX土样分别以水平收缩形变和垂直收缩形变为主。相关性分析表明,δ_s、δ_r和δ_V与砂粒含量呈负相关关系,与粉粒和粘粒含量呈正相关关系,且3种收缩特征指标与土壤颗粒含量之间的相关性受容重影响;对于SD土样,δ_s和δ_r与粘粒和粉粒含量显著相关,δ_V与砂粒含量显著相关;对于SX土样,δ_s、δ_r和δ_V与砂粒和粉粒含量显著或极显著相关,而与粘粒含量无显著相关性。     

土壤斥水性对含水率的响应模型研究

选用以色列3类不同质地的10种不同斥水性的土壤为研究对象,采用滴水穿透时间法测定土壤斥水性对含水率的响应关系,得到了不同土壤斥水持续时间随含水率变化的规律,通过Gaussian模型、Lorentzian模型和Lognormal模型对这种规律进行回归分析,最终得出了土壤斥水持续时间随含水率的变化规律符合Lorentzian模型。由此响应模型,就可以根据某种土壤部分斥水性对含水率响应的实测数据,计算出土壤斥水性的峰值含水率、峰值斥水性以及临界含水率,为不同土壤斥水性进行对比和土壤改良提供理论依据。     

覆膜开孔蒸发条件下土体高度对水盐运移的影响

通过不同高度土体在不同覆膜开孔率条件下的室内蒸发试验,研究了土体高度变化时水盐分布的差异与相互联系。试验结果表明,不同高度土体的单位深度累积蒸发量与时间变化符合Gardner理论关系,单位深度累积蒸发量与时间和土体总高度存在二元线性函数关系;单位深度累积蒸发量和单位膜孔面积单位深度累积蒸发量均与土体高度和覆膜开孔率存在较好的函数关系;土体高度越小,单位深度含盐量和盐分浓度变化幅度越大,土体高度是影响盐分上行的影响因素之一;覆膜开孔限制土壤水分蒸发速度进而影响土体盐分表聚,因此减小覆膜开孔率可以有效减少土体盐分表聚。