不同施肥模式对茶园土壤细菌多样性的影响

以菜子饼+茶叶配方肥(YSJF1)、脲甲醛缓释肥(YSJF2)、茶叶配方肥(YSJF3)、畜禽粪商品有机肥+茶叶配方肥(YSJF4)、菜子饼+脲甲醛缓释肥(YSJF5)、包膜控释肥(YSJF6)、茶叶复混肥(YSJF7)、不施肥(YSJF8)和习惯施肥(YSJF9)处理后的茶园土壤为研究对象,利用Ion S5TMXL高通量测序技术,以16S rRNA基因为靶标,研究不同施肥模式对茶园土壤细菌数量、多样性和群落结构的影响,分析细菌数量、多样性与土壤理化性质的关联性。在门分类水平上,27个样品共鉴定获得46个类群,其中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势类群,相对丰度占87.08%～96.76%。不同施肥处理间变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门的相对丰度差异显著。不同施肥处理的ACE指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数分别为656.34～962.36、655.79～1 040.41、5.22～6.54和0.925 0～0.969 3。相关性分析和冗余分析结果表明,土壤pH、有机质含量和碱解氮与细菌丰度、α多样性指数和细菌群落结构有一定的相关性,土壤pH是影响细菌群落重要的环境因子。     

过量施肥对设施农田土壤生态环境的影响

采用调查研究与化学分析相结合的方法,对设施农田土壤生态环境恶化的原因进行了初步研究。结果表明,长期过量施肥导致了设施农田土壤环境的恶化。土壤速效P、速效K累积量很高,分别达691.9和623.5 mg.kg-1,100%处于高水平;碱解N含量较低,平均为138 mg.kg-1;土壤盐分含量为0.168%,80%的样本出现盐渍化现象;土壤pH值呈下降趋势,较露地下降了0.3;有机质含量较低,平均值为16.5 g.kg-1;土壤有效Zn、Mn、Cu含量都处于中高水平,大量元素和微量元素的比例失调。     

过量施肥对设施农田土壤生态环境的影响

采用调查研究与化学分析相结合的方法,对设施农田土壤生态环境恶化的原因进行了初步研究。结果表明,长期过量施肥导致了设施农田土壤环境的恶化。土壤速效P、速效K累积量很高,分别达691.9和623.5 mg.kg-1,100%处于高水平;碱解N含量较低,平均为138 mg.kg-1;土壤盐分含量为0.168%,80%的样本出现盐渍化现象;土壤pH值呈下降趋势,较露地下降了0.3;有机质含量较低,平均值为16.5 g.kg-1;土壤有效Zn、Mn、Cu含量都处于中高水平,大量元素和微量元素的比例失调。     

秸秆还田下氮素调控对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响

为探明秸秆还田措施下氮素调控水平对盐碱地玉米根际土壤细菌群落多样性的影响,选取2016—2020年连续5年秸秆还田定位试验土壤,建立盆栽试验,设置不施氮(N0)、施氮量180 kg/hm²(N180)、360 kg/hm²(N360)、540 kg/hm²(N540)4个处理,分析不同氮素调控水平下土壤关键理化因子特性及根际土壤微生物群落多样性变化。结果表明,不同氮素调控水平对土壤全盐含量、pH值及有机质含量无显著性影响(P>0.05)。其中,N360处理相比N0处理显著增加速效氮、有效磷及速效钾含量,且增加脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶的活性。基于高通量测序发现,根际土壤细菌OTU在各处理间大小依次为N180>N0>N540>N360,N180处理相比N0处理提高Chao1指数,而N180、N360、N540处理相比N0处理降低了Shannon指数;群落结构组成显示,N180、N360、N540处理相比N0处理降低门水平下优势菌群变形菌门(Proteobacteria)相对丰度,提高酸杆菌门(Acid...     

施肥方式对设施番茄产量及土壤细菌多样性、群落结构的影响

为研究不同施肥方式对设施番茄产量及土壤细菌多样性、群落结构的影响。通过田间试验,以不施肥(CK)为对照,测定化肥(T1)、中药渣有机肥配施化肥(T2)、复合微生物肥料配施化肥(T3)、生物有机肥配施化肥(T4)4种施肥方式下设施番茄的产量;并对不同施肥方式下土壤进行16S rRNA高通量测序分析。研究表明,T2、T3、T4处理组番茄产量均显著高于T1、CK处理组;T2处理组土壤Chao1指数、物种数、进化多样性指数显著高于CK处理组;T4处理组的物种数、进化多样性指数也显著高于CK处理组;施用不同肥料增加了变形菌门(Proteobactreia)相对丰度,同时中药渣有机肥、复合微生物肥料、生物有机肥配施化肥均增加了放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度。基于主坐标分析(PCoA),T3、T2和CK处理组物种构成较为相似,而T4、T1处理组细菌群落构成差异较大。综合分析认为,生物有机肥配施化肥不仅可以提高番茄产量,还能够丰富土壤细菌多样性,改变土壤细菌群落结构,起到改良土壤的作用。     

长期不同施肥对娄土细菌群落多样性的影响

为探索长期不同施肥对娄土微生物群落多样性的影响及其机制,以“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”的24 a长期定位试验为基础,采用末端限制性片段长度多态性分析技术（T-RFLP）,结合其他常规分析,研究娄土不施肥（CK）和3种常用施肥方式［单施氮肥（N）、平衡施化肥（NPK）、高量有机无机肥配施（M₂）］对土壤主要化学性状及细菌群落多样性的影响。结果表明,3种施肥方式均对土壤主要化学性质影响显著,其中施M₂能明显改善土壤肥力;与CK处理相比,M₂和NPK处理的土壤微生物量碳质量分数和微生物量氮质量分数显著增加,而N处理无显著变化;N处理的Shannon指数和Evenness指数较CK处理分别显著降低6.1%、5.8%,施NPK和M₂有利于维持土壤微生物丰富度和均匀度。M₂处理对娄土微生物群落结构有积极影响,而N处理效果相反。RDA分析表明,与CK处理相比,N和M₂处理土壤细菌群落结构发生显著变化,且M₂处理变化程度较大。长期不同施肥可对娄土细菌群落结构产生显著影响,土壤主要化学性状的改变是其主要原因。总之,NPK和M₂处理都能较好地维持娄土微生物生态系统。     

长期施肥对红壤性水稻土氮素形态的影响

采用28年的长期田间定位试验,研究了长期不同施肥处理对红壤性水稻土氮素形态的影响。结果表明,在不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英绿肥,M）和无机肥与有机肥配施（NPKM）处理中,土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量均随土层深度的增加而降低;不同施肥处理土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量从高到低顺序均为：NPKM〉M〉NPK〉CK,长期施用肥料,特别是有机肥与无机肥配施能提高全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮和微生物氮含量,即促进了土壤氮库的积累;且不同施肥处理A、P层碱解氮、铵态氮、硝态氮、微生物氮含量和土壤全氮含量之间呈极显著正相关关系。因此,无机肥配施有机肥可使土壤氮素各形态含量均显著提高,是提高土壤氮素肥力的根本途径。     

施肥方式对木薯根际土壤细菌多样性与群落结构特征的影响

利用Ion S5~(TM) XL测序平台,通过未施肥(R1)、常规施肥(R2)和化肥减量(R4)等不同施肥方式对木薯华南205种植地土壤进行16S rRNA高通量测序分析,结果表明,在相似水平为97%下聚类分析得到的R1、R2、R4的OTUs数分别为1 003、989、864个;不同施肥方式下木薯根际土壤中优势菌门为酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门.化肥施用增加了绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门等的相对丰度,降低了酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度.施肥方式改变土壤细菌的多样性和丰度,其物种多样性表现为R1>R2>R4.基于土壤细菌群落的PCoA和聚类分析,R1和R2群落组成多样性较为相似,与R4不同.表明施肥方式不仅改变木薯根际土壤细菌的多样性与相对丰度,也在一定程度上改变了木薯根际土壤群落结构,尤其增加了木薯根际土壤有益细菌的数量,提高了木薯产量.     

长期不同施肥对黄土旱塬黑垆土氨氧化细菌多样性的影响

【目的】通过分析长期不同施肥制度下土壤氨氧化细菌的群落结构及多样性,认识土壤氨氧化细菌对不同施肥制度的响应,以期明确氨氧化细菌对环境质量变化的指示作用。【方法】构建氨氧化细菌amoA基因克隆文库,利用PCR-RFLP方法研究无肥(CK)、有机肥(M)、氮肥+有机肥(NM)、磷肥+有机肥(PM)、氮磷肥+有机肥(NPM)等5种不同施肥处理对土壤氨氧化细菌多样性及群落结构的影响。【结果】5种施肥处理分别得到59、56、83、71、42个RFLP酶切类型。α多样性指数表明不同施肥处理的多样性存在差异,NM处理多样性最高,NPM处理多样性最低。β多样性指数表明M与NPM处理之间Sorenson指数为0.61,群落相似性最高;NM、PM与CK之间Sorenson指数均为0.15,群落相似性最低;其余均介于0.23-0.38。基于amoA氨基酸序列建立的系统进化树表明,各处理均以Nitrosospira cluster3为优势种群,但不同处理间属于Nitrosospira cluster3a和3b中克隆子所占的比例大小不同,同时发现有Nitrosospira cluster4种属。【结论】长期施肥改变土壤中氨氧化细菌的多样性,不同施肥环境可导致土壤中氨氧化细菌种属间的显著差异。     

长期定位施肥对棕壤有机氮组分及剖面分布的影响

 【目的】揭示施肥对土壤供氮潜力的影响。【方法】以土壤有机氮作为土壤肥力的重要指标采用Bremner法对棕壤29年长期定位试验的有机氮组成进行分级。【结果】单施化肥处理对耕层土壤有机氮含量及其组成无明显影响;有机肥和化肥配施,耕层土壤各形态酸解有机氮的含量都有不同程度的提高,其中氨基酸态氮的增加最为明显。在不同施肥处理中的顺序是氨基酸态氮＞非酸解态氮＞酸解氨态氮＞酸解未知态氮＞氨基糖态氮。各形态有机氮的剖面分布相似,含量均随土层的加深而降低。不同处理对有机氮各组分含量变化的作用表现为有机无机配施处理＞单施有机肥处理＞单施化肥处理、不施肥处理。【结论】长期有机无机肥配施显著提高了土壤的供氮潜力,是维持土壤肥力最优的施肥方式。     

长期施肥对菜田土壤有机氮组分的影响

试验以长期施肥为研究对象,采用Bremner提出的土壤有机氮分级方法对菜田土壤有机氮组分进行研究。结果表明,与不施肥(BN0)相比,单施化肥对菜田土壤有机氮含量和组分的影响较小。与单施化肥相比,有机肥与化肥配施能够显著提高菜田土壤全氮、酸解有机氮的含量,分别提高了19.7%和26.7%;在酸解氮中,其对氨基酸态氮和酸解未知态氮提高幅度分别为36.6%、32.1%,而对氨基糖态氮和氨态氮增幅较小。在不同肥料处理中,菜田土壤各种有机氮含量依次为:氨基酸态氮非酸解性氮酸解未知态氮氨态氮氨基糖态氮。长期有机无机肥配施使菜田土壤的供氮能力显著提高,也是维持菜田土壤肥力最适的施肥方式。     

长期不同施肥对塿土氮素分布的影响

在冬小麦-夏玉米轮作制度下,研究不同有机肥-无机肥长期施用对塿土碱解氮以及NO-3-N的分布、累积和阶段性移动的影响。结果表明:施用有机肥、化肥和两者混合施用有助于提高土壤碱解氮和硝态氮的含量,尤其对耕层土壤影响较为显著;有机肥对土壤中碱解氮含量的增加效果较为明显,而化肥则易提高土壤中硝态氮的含量;与对照相比有机肥会减缓土壤剖面深层硝态氮含量的积累,有效控制硝态氮向下淋溶;整个剖面中同年秋季土壤的氮含量>夏季土壤。所有处理中,施用低量有机肥或者其配施低量化肥(M150t·hm-2、N150kg·hm-2、P60kg·hm-2)是较为理想的施肥方式,既提高土壤肥力又缓解NO-3-N在土壤剖面中的累积和淋失。     

长期施用氮肥和磷肥对渭北旱塬土壤中氨氧化古菌多样性的影响

采用基于氨单加氧酶基因的PCR-RFLP和DNA测序技术,以黄土高原旱地黑垆土为材料,研究长期施用氮肥和磷肥对土壤氨氧化古菌多样性的影响.结果显示,不同施肥处理土壤样品得到的氨氧化古菌的OTU数分别为25(种植不施肥,CK)、21(不施肥不种植,LD)、18(单施氮肥,N)、25(单施磷肥,P)和13(氮、磷共施,NP).氨氧化古菌的多样性指数H′和优势度指数Ds变化趋势基本相同,分别为P＞CK＞LD＞NP＞N和P＞CK＞NP＞LD＞N;种群丰富度和均匀度指数在不同处理间变化较大,分别为CK＞P＞LD＞N＞NP和P＞NP＞LD＞N＞CK.各处理优势氨氧化古菌绝大部分属于Cluster S,少数属于Cluster M,获得的序列全部属于难培养泉古菌门.不同施肥方式的长期定位试验土壤中氨氧化古菌多样性变化较大,而优势氨氧化古菌系统进化定位没有显著变化.     

不同施肥方式对北方稻田土壤氮矿化的影响

利用PVC管原位培养连续取样法测定了吉林省延边地区生长季3种施肥方式(单施无机肥、单施有机肥、无机肥与有机肥配施)下稻田土壤氮素矿化、硝化的动态及氮矿化的空间分布格局.结果表明,3种施肥方式下稻田土壤氮素矿化存在明显的时空变异,稻田土壤在6～8月表现出较强的氮矿化过程,8月硝化作用较强,且上层土壤(0～10 cm)的氮素净矿(硝)化率整体上高于下层(10～20 cm)土壤.3种不同施肥方式下稻田土壤的氨化过程在氮矿化过程中占有重要地位,单施无机肥、单施有机肥和无机肥与有机肥配施处理的上层土壤NH4+-N含量在无机氮中的比例分别为47.3％～94.1％、16.5％～94.6％、56.5％～94.9％.单施无机肥或单施有机肥有利于土壤氮矿化过程.     

旱地土壤有机碳氮和供氮能力对长期不同氮肥用量的响应

【目的】揭示旱地土壤有机碳氮、氮素矿化对长期不同氮肥用量的响应及有机碳氮与氮素矿化的关系,进而评价土壤供氮能力,为旱地土壤氮素管理提供参考。【方法】在陕西杨凌2004年开始的旱地小麦氮肥长期定位试验基础上,采集不同氮肥用量(0(N0)、160(N160)、320(N320)kg N·hm~(-2))试验的土壤样品,测定土壤有机碳、有机氮,微生物量碳、氮含量,并采用间歇淋洗好气培养法测定土壤的氮素矿化。【结果】与对照N0相比,施用氮肥(N160、N320)增加了0—10、10—20、20—40、0—40 cm土层有机碳含量,且在小麦播前期和收获期表现不一致;施氮(N160和N320)处理均显著提高了0—10 cm土层有机氮含量,但仅N320处理显著提高了0—40 cm土层土壤有机氮含量;施用氮肥(N160、N320)未改变0—10、10—20 cm土层土壤微生物量氮和微生物量碳含量,仅N320处理显著提高了20—40、0—40 cm土层微生物量氮和微生物量碳含量。0—10 cm土层,土壤氮素矿化量、矿化势(N_0)与施氮量、有机氮含量呈显著正相关,氮素矿化速率常数(k)则与其呈显著负相关。10—20 cm土层,施氮处理(N160、N320)土壤的氮素矿化量均显著高于不施氮处理(N0),增幅分别为27.3%和35.2%,且与施氮量、有机碳、有机氮含量呈显著正相关;氮素矿化势(N_0)随着有机碳增加而显著增加,矿化速率常数(k)则降低。20—40 cm土层,N320能提高氮素矿化量,并与有机氮、微生物量碳呈显著正相关。【结论】合理施氮肥能明显促进旱地0—10和10—20 cm土壤有机碳、有机氮积累,提高土壤氮素矿化能力,降低氮素矿化速率,是提高旱地土壤有机氮、有机碳含量和土壤供氮能力的有效途径。     

施肥对紫色土坡耕地氮素淋失的影响

通过径流小区试验,研究了4种施肥条件下紫色土坡耕地氮素淋失特征.结果表明,单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施等施肥处理渗漏液中硝态氮含量在10.17～21.88 mg·L-1之间,渗漏液硝态氮占总氮含量的比例在85.5%～90.8%之间.各施肥处理渗漏液硝态氮含量呈前期较低,迅速七升,而后逐渐降低的季节变化趋势.玉米生长季各处理硝态氮淋失总量顺序为:单施氮肥>氮磷配施>氮磷钾配施>无肥处理,单施氮肥处理硝态氮淋失总量最高(44.31 kg·hm-2),氮磷配施和氮磷钾配施处理硝态氮淋失量分别较单施氮肥降低47.6%和54.2%.氮磷钾合理配施方式有助于显著减少紫色土坡耕地硝态氮淋失.     

基于土壤无机氮测试的优化施肥对冬小麦产量和农田氮平衡的影响

应用基于土壤无机氮测试的优化氮肥管理措施对冬小麦进行氮肥管理,比较了优化施氮处理与传统施氮处理在拔节期的作物氮素营养状况、收获期的作物产量效应和对农田氮平衡的影响。结果表明：优化施氮处理的产量（6217kg／hm^2）与传统施氮处理产量（6223kg／hm^2）间差异不大,但较传统施氮处理节省氮肥40％,氮肥利用率从传统施氮的31％提高到优化施氮处理的50．6％。同时收获后优化施氮处理的土壤中的无机氮残留量（90kg／hm^2）远小于传统施氮处理（176kg／hm^2）,氮素表观损失量从传统施氮的82kg／hm^2减少到40kg／hm^2。     

典型红壤不同形态氮素迁移对长期施肥制度的响应

【目的】基于长期定位试验,探讨典型红壤水稻土不同施肥制度下不同形态土壤氮素迁移特征,为红壤水稻土氮肥合理施用提供理论依据。【方法】选取始于1981年的进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理,分别为不施肥对照（CK）、施氮磷钾肥（NPK）、氮磷钾配施秸秆（NPKS）、氮磷钾配施有机肥（NPKSM）,测定并分析0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm和40—60 cm土层土壤全氮（TN）、碱解氮（AN）、硝态氮（NO₃ ^--N）、铵态氮（NH₄ ⁺-N）、可溶性有机氮（DON）和微生物生物量氮（SMBN）变化特征。 【结果】不同处理不同形态氮素基本均随土层加深呈下降趋势,但不同形态氮素在不同层次下降特征不同。其中有效态氮,如AN、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、DON和SMBN主要集中分布在0—20 cm土层,且20—60 cm土层含量较0—20 cm明显降低;而TN在表层0—40 cm土层变化不明显。与CK相比,施肥处理可不同程度地提高0—60 cm各土层各形态氮素含量。其中NPKSM处理显著提高各形态氮素含量,其次为NPKS和NPK处理。相同处理下,TN在0—40 cm土层变化不明显;但在0—60 cm土层TN含量均表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。各处理AN含量随土层深度增加降低幅度显著,其中,20—40 cm土层AN含量相比10—20 cm土层分别降低了42%（CK）、50%（NPK）、44%（NPKS）、44%（NPKSM）。各处理不同土层NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N含量均以NPKSM处理显著高于其他处理;其中40—60 cm土层中NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N与0—10 cm土层相比,NH₄ ⁺-N含量下降幅度更大,分别为51%（CK）、48%（NPK）、54%（NPKS）、36%（NPKSM）,且NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N均以NPKS处理下降幅度最大,NPKSM处理最小。各处理DON含量在0—20 cm土层差异显著,且均以化肥与有机肥配施处理显著高于其他处理;CK和NPK处理40—60 cm土层的DON含量较20—40 cm略有增加,但NPKS和NPKSM处理则显著降低。各处理SMBN在10—20 cm土层差异最大,表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。相同处理下各形态氮素占TN的比例随土层深度的增加而下降,其中在0—20 cm土层各比例变化较明显;整体上NPKS与NPKSM处理的SMBN占TN比例较高,为2%—4%。耕层土壤（0—20 cm）的TN、AN、NO₃ ^--N、DON和SMBN两两之间均存在显著的正相关关系（P≤0.05）,其中TN、DON、AN与SMBN之间存在极显著正相关关系（P≤0.01）。施肥处理（NPK、NPKS、NPKSM）较不施肥处理（CK）可显著提高早、晚稻稻谷、稻草产量和总生物量及其相应的氮吸收量,其中以NPKSM处理最高;但NPKSM处理的无机氮残留量及氮表观损失也显著高于其他处理。 【结论】不同施肥处理对各形态氮素的影响主要集中在土壤耕层（0—20 cm）,且各形态氮素含量整体上随土层深度的增加而降低,化肥与有机肥配施可以更好改善红壤区各土层氮素的供应情况;同时化肥与有机肥配施能显著提高作物产量及其氮吸收量,但也增加了其无机氮残留量及氮表观损失量。