水土保持措施对红壤缓坡地土壤活性有机碳及酶活性的影响

基于植物篱和稻草覆盖控制红壤坡耕地水土流失的长期定位试验,以花生常规等高种植为对照(CK),研究红壤缓坡地香根草篱(H)、稻草覆盖(M)、稻草覆盖+香根草篱(HM)3种水保措施下旱、雨季土壤活性有机碳含量及土壤酶活性变化特征,探讨不同水保措施对土壤活性有机碳含量及土壤酶活性的影响。结果表明∶(1)稻草覆盖、香根草篱处理均能显著提高土壤微生物生物量碳含量(p0.05),其中稻草覆盖和香根草篱相结合效果最佳,且在旱季提升效果优于雨季;而稻草覆盖是提高土壤可溶性有机碳含量的主要影响因素;(2)稻草覆盖和稻草覆盖+香根草篱2种水土保持措施均能显著提高雨季土壤酶活性(p0.05),其中稻草覆盖起决定作用;各水土保持措施对旱季土壤酶活性的影响较小。(3)相关性分析表明,土壤β-葡(萄)糖苷酶和纤维素酶活性与土壤活性有机碳含量呈现良好的相关性(p0.05),对于评价红壤缓坡地水土保持措施土壤环境质量功能、指导实际生产等方面具有重要意义。     

香根草篱和稻草覆盖对红壤坡耕地土壤肥力的影响

香根草(Vetiveria zizanioides L.)篱和稻草覆盖是重要的水土保持措施。为揭示香根草篱和稻草覆盖对红壤缓坡旱地土壤肥力的影响,本研究于2011年设置了CK、香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖4个处理,并分析了2011年和2012年的花生产量、土壤有机质和氮磷钾养分变化,结果表明:各处理花生产量呈现出覆盖草篱+覆盖草篱、对照。与CK处理相比,覆盖和草篱+覆盖处理在2011年分别增产31.74%、15.23%,2012年增产59.39%、41.65%。香根草篱和稻草覆盖可以显著提高红壤坡耕地的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,但土壤全氮、全磷和全钾含量不存在显著增加。与2011年相比,虽然2012年草篱和覆盖措施的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的增幅呈下降趋势,但在所有处理中均表现出草篱+覆盖处理的速效养分最高,这说明,虽然红壤坡耕地花生种植后土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量明显下降,但草篱+覆盖可以在增加养分投入的同时有效维持和保蓄土壤速效养分。     

稻草覆盖和香根草篱措施下坡耕地红壤细菌群落结构特征及其影响因素

为了揭示长期稻草覆盖和香根草篱措施下坡耕地红壤细菌群落结构特征,分析影响红壤细菌群落变化的主控环境因子,试验依托红壤坡地稻草覆盖和香根草篱等措施的水保效果长期定位试验,采用高通量测序技术,研究花生常规等高种植(CK)条件下,配合香根草篱(H)、稻草覆盖(M)和稻草覆盖+香根草篱(HM)措施对土壤细菌群落结构的影响,并分析细菌群落组成与土壤性状的相关性。结果表明:(1)与CK处理相比,H、M和HM处理土壤细菌丰富度和Shannon多样性指数均有增加,香根草篱和稻草覆盖措施均是增加土壤细菌丰富度的影响因素,稻草覆盖措施是增加土壤细菌多样性的主要影响因素,HM处理特有种细菌数量最多。(2)水保措施对土壤细菌群落结构产生影响,相比CK处理,M处理显著增加了变形菌门(Proteobacteria)细菌的相对丰度5.1%,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)细菌的相对丰度,HM处理变形菌门和拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌的相对丰度分别显著增加5.4%和1.2%,而H处理土壤细菌群落组成与CK处理间无显著差异。(3)主成分分析结果显示,有稻草覆盖处理(M和HM)的细菌群落结构相似,但与CK和H处理间细菌群落结构差异较大;典范对应分析表明,木聚糖酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与细菌群落结构组成密切相关,土壤有机碳和硝态氮含量是影响细菌群落结构的主要环境因子。     

不同施肥措施对春玉米农田土壤酶活性的影响

为研究肥料配比对春玉米农田土壤酶活性的影响,连续4年采用田间定位种植春玉米,分析各生育期各土层酶活性,利用聚类分析和主成分分析揭示酶活性的动态变化差异。结果表明,各种施肥措施显著增加蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,主要影响10~20 cm土层酶活性。施用有机肥土壤酶活性最大值出现在散粉期,施用无机肥土壤酶活性最大值出现在大喇叭口期。随着土层深度的增加,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性呈下降趋势;过氧化氢酶活性10~20 cm土层最低。配合施肥中增施氮肥降低过氧化氢酶活性,增加蔗糖酶、脲酶活性;增施磷肥增加脲酶、磷酸酶活性;增施有机肥增加过氧化氢酶活性,降低蔗糖酶、脲酶活性。单施氮肥降低土壤脲酶和磷酸酶活性。有机无机肥配施能够延长春玉米生育期土壤酶活性的高值期。土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性分别受全钾、全氮、有机质和全氮、全磷和有机质含量的影响,施肥通过改变土壤元素含量及供给能力影响土壤酶活性。     

不同水保措施下红壤坡耕地浅层土壤水分含量对降雨的响应

为探明次降雨条件下花生不同生长期红壤坡耕地土壤水分含量变化对水保措施的响应,利用人工模拟降雨试验,研究采取常规耕作、有机肥+常规耕作、稻草覆盖+深翻耕、保水剂+常规耕作等措施的红壤坡耕地小区20 cm深度层土壤水分含量在次降雨过程(1.5 h)及降雨结束后1 h内的连续变化规律。结果表明:花生不同生长期红壤坡耕地上、下坡20 cm深度土壤含水量在降雨后的变化幅度均呈收获期≈结荚期盛花期出苗期翻耕期(p0.01)。稻草覆盖+深翻耕措施在提高红壤坡耕地土壤蓄水能力方面效果最显著,尤其是在花生翻耕期和收获期,增幅分别比常规耕作措施高26%和64%。保水剂对红壤坡地土壤保水效果的促进作用主要体现在花生翻耕期,而花生其他生长期则不明显;而有机肥增施措施对红壤坡地土壤保水效果的促进作用主要体现在花生翻耕期、结荚期和收获期。研究结果表明稻草覆盖+深翻是适合红壤丘陵区坡耕地土壤水分持续高效利用的有效模式。     

云雾山自然保护区不同植物群落土壤酶活性特征研究

就云雾山草原自然保护区4种土壤的不同土层、植物群落和利用方式下土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化特征进行了研究。结果表明：土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性在土壤发生层次上的变化是随着土壤深度的增加而降低;在封禁条件下各种酶活性均表现为表层0-20cm大于表下层20-40cm,表层0-20cm脲酶、蔗糖酶中性磷酸酶活性表现长芒草 大针茅＞铁杆蒿＞长芒草＞百里香。过氧化氢酶活性大小为铁杆蒿＞长芒草 大针茅＞长芒草＞百里香。长芒草群落2种土地利用方式下,脲酶活性为开垦地＞封禁地,中性磷酸酶则表现为封禁地＞开垦地,蔗糖酶与过氧化氢酶差别不大。铁杆蒿群落放牧地的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶含量均高于封禁和开垦的同土层土壤,封禁的脲酶和蔗糖酶次之,开垦地的脲酶和蔗糖酶最小,开垦地的中性磷酸酶高于封禁地。在保护区内,无明显的土壤侵蚀发生,开垦地与封禁地在酶活性整体上差异不明显,说明合理的土壤利用方式对防止土壤退化是十分关键的。     

旱地花生不同土壤类型主要土壤肥力指标季节变异及其相互关系研究

大田条件下,以砂姜黑土和棕壤为对象,研究了花生生育期内土壤主要肥力指标变化特点及相互关系,结果表明:不同土壤类型旱地花生生育期内土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量呈逐渐降低趋势,生育中期下降速率明显高于生育前期和后期,与花生对主要营养元素吸收速率一致;土壤微生物数量(细菌、放线菌和真菌)、土壤呼吸速率及主要土壤酶(脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶)活性随生育进程的推进呈单峰曲线,高峰期多数出现在结荚中期.砂姜黑土细菌、放线菌及3种主要酶活性高于棕壤,真菌数量棕壤高于砂姜黑土;生育后期,棕壤碱解氮含量、速效钾含量、细菌和放线菌数量以及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性下降速率高于砂姜黑土,速效磷含量和酸性磷酸酶活性两种土壤下降速率相近.因此,生育后期肥力下降较快,可能是棕壤花生易发生早衰的主要原因.土壤主要肥力指标间多数呈显著或极显著正相关关系,但不同土壤类型指标间相关性存在一定差异.     

黄土高原种植不同人工牧草对土壤酶活性的影响

[目的]研究黄土高原人工种植牧草土壤酶活性的变化,为提高黄土高原人工植被的稳定性和土壤肥力提升等相关研究提供科学依据。[方法]以种植3 a的冷地早熟禾、垂穗披碱草、猫尾草、陆地中间偃麦草、紫花苜蓿、沙打旺、红豆草等牧草地为研究对象。分别在3,6,9,12月的0—5 cm和5—10 cm土层取土壤样品,测定的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性变化。[结果]脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性在0—5 cm土层显著高于5—10 cm土层,但土壤过氧化氢酶活性在这两个土层之间差异不显著。在6月土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性高于3月、9月和12月,但过氧化氢酶的活性差异不显著。7种人工种植的牧草中紫花苜蓿的土壤酶活性表现较高,而种植沙打旺的土壤酶活性较低。土层深度和季节的交互作用对4种土壤酶活性产生极显著影响(p0.01),牧草品种和季节对脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的具有显著的交互作用。[结论]黄土高原人工牧草地土壤酶活性呈现季节性变化,且种植人工牧草能够有效提高土壤酶活性而改善土壤肥力条件。     

黄土丘陵区人工灌木林土壤酶特征

 采用时空互代法,以侵蚀环境下黄土丘陵区不同林龄的人工灌木林为研究对象,选取坡耕地和天然次生侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤酶的演变特征,并在此基础上提出了土壤酶综合评价指数,分析了其变化过程。结果表明:侵蚀环境下的坡耕地改造为灌木林后,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性显著增加,并随种植年限增长逐渐升高,相同林龄的沙棘林酶活性高于柠条林;多酚氧化酶活性显著降低;淀粉酶活性变化规律不明显。相关性分析表明:除淀粉酶、脲酶外,蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶相互之间呈显著正相关(P<0.05),与多酚氧化酶活性呈显著负相关;蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶、多酚氧化酶和土壤有机质、全氮、碱解氮等主要养分因子的相关性显著。坡耕地由于人为活动干扰,土壤酶指数较低,改造为灌木林后随种植年限的延长显著增加,但是仍显著低于该地区植被破坏前顶级群落(天然次生侧柏林)。土壤酶指数可以表征各种酶活性大小的综合作用,能够全面客观地反映生态过程中土壤酶活性的演变过程。     

黄土高原旱地轮作与施肥长期定位试验研究 Ⅱ.土壤酶活性与土壤肥力

本文分析了长期试验土壤酶活性与土壤有机C、全N、有效P含量、主要微生物类群之间的关系。相关分析表明,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性随土壤有机C含量的增加而增加,蔗糖酶、过氧化氢酶活性与有机C之间的关系因施肥种类及种植方式的不同而不同;微生物数量仅真菌与脲酶、蛋白酶活性之间的相关性达到显著水平。除过氧化氢酶外,其它4种酶的活性均与当年种植冬小麦处理的产量存在显著相关关系。利用主成分分析与通径分析揭示了土壤酶活性与养分之间的内在关系及酶活性对土壤养分的影响。根据主成分分析结果,旱地土壤肥力状况用脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性作为综合评价指标优于过氧化氢酶与蔗糖酶。     

西南丘陵山区坡耕地植物篱水土保持效益研究进展[1]

从植物篱拦截径流、减缓坡度、改善土壤理化性质、提高土壤酶及微生物活性、保护生物多样性等方面综述了植物篱控制水土流失的机理,总结了西南丘陵山区不同植物篱模式的水土保持效果及坡度和平衡施肥对其的影响。西南丘陵山区植物篱研究以草本类的香根草、黄花菜以及乔木类的新银合欢等居多,其中黄花菜多与果树配合。最后从加强植物篱土壤生物学特性和植物篱带间距方面的研究进行了展望,以期为西南丘陵山区植物篱水土保持研究与应用提供参考,促进该区域化肥减量增效目标的实现。     

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄基地土壤酶活性

调查了宁夏御马酿酒葡萄基地不同栽培年限下土壤的蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的活性,并与土壤的基本理化性质进行了回归分析。结果表明,供试土壤为强碱性反应,耕作施肥对土壤pH和全盐含量影响不显著;土壤有机质、全氮、铵态氮、速效磷、阳离子代换量大都处于最低的六级水平,但肥力随耕种年限的延长显著增加;随栽培年限的延长,表层土壤磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性显著增加;蔗糖酶、脲酶活性随剖面深度的加深而显著减小;表土过氧化氢酶活性随栽培年限的延长而显著下降,但不同土地利用下表层以下各层次土壤过氧化氢酶活性总体上高于表层,且差异显著。磷酸酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;磷酸酶活性、蔗糖酶和脲酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、缓效钾、速效钾之间存在着极显著相关关系;四种酶之间,磷酸酶与脲酶之间存在极显著相关关系,脲酶与蔗糖酶之间存在极显著相关关系。由此表明,磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性的大小可以代表宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄栽培区土壤肥力的高低。     

若尔盖湿地土壤酶活性和理化性质与微生物关系的研究

本文旨在研究若尔盖湿地土壤退化过程中四种典型土壤(泥炭土、沼泽土、草甸土、风沙土)中脲酶、过氧化氢酶、转化酶、多酚氧化酶活性及其与理化性质、微生物数量的相关性分析。结果表明:随着土壤深度增加,脲酶、转化酶活性逐渐降低,过氧化氢酶、多酚氧化酶活性逐渐升高;随着土壤退化程度的加剧,脲酶和转化酶活性总体呈下降趋势;泥炭土、沼泽土、草甸土中过氧化氢酶活性显著高于风沙土;多酚氧化酶活性随退化程度加剧呈上升趋势,但在沼泽土中活性最低。泥炭土、沼泽土、草甸土中转化酶及风沙土中过氧化氢酶与土壤理化性质、微生物数量的相关性较显著。因此土壤酶活性(脲酶、转化酶)、理化性质(含水量、有机质、全氮、全磷、全钾)、微生物数量能较好地指示当地土壤退化状况。     

不同施肥处理对土壤养分含量及土壤酶活性的影响

在田间试验条件下,通过对花生各生育期土壤养分含量与酶活性的研究,探讨了不同施肥处理对土壤养分含量及土壤酶活性的影响。结果表明:各生育期不同施肥处理土壤养分含量以控释掺混肥处理最高,在整个生育期内都能满足花生对养分的需求,普通复合肥在土壤中养分释放迅速,后期出现脱肥现象;土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性以控释掺混肥处理最高,纯控释肥处理其次,均明显高于普通复肥和对照处理,过氧化氢酶活性受肥料类型的影响较小,变化范围在2.68～6.26ml/g之间;3种土壤酶活性与速效P含量的相关性最好,其中脲酶活性与土壤速效P含量相关性达到极显著正相关,过氧化氢酶活性与速效P含量为极显著负相关,脲酶活性与碱解N含量存在显著正相关,磷酸酶活性与碱解N同样存在显著正相关,过氧化氢酶活性与速效K含量存在极显著负相关。这说明土壤酶活性与土壤养分含量呈密切的相关性,可将其作为评价土壤肥力的指标。     

江河源区不同建植年限人工草地土壤微生物及酶活性研究

对江河源区不同建植年限人工草地(2龄、4龄、6龄)土壤养分、微生物数量及酶活性进行研究.结果表明:不同建植年限人工草地土壤养分随着建植年限的增加呈“V“型规律变化,其中人工2龄草地土壤养分含量最高,6龄草地土壤养分含量虽不及2龄草地高,但均明显高于4龄草地.土壤细菌和放线菌数量与土壤养分变化规律一致,真菌数量随建植年限的增加呈降低趋势,土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性与细菌、放线菌和土壤养分变化规律相同.同时,土壤养分、微生物数量和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.经典型相关分析表明,土壤细菌与土壤有机质、全氮、速效钾和pH值之间相关性最好,脲酶和过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和pH值之间相关性最好,故土壤微生物数量和酶活性可作为评价土壤肥力的指标.     

宁夏引黄灌区农田土壤酶活性及其空间变异

采集了同一地点不同土地利用方式,及不同地点不同典型土地利用类型下银川平原的灌淤土样品,在分析了土壤基本理化性质的基础上,用奈氏比色法、苯磷酸二钠比色法和高锰酸钾滴定法,分别测定了宁夏引黄灌区农田不同利用方式下土壤的磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶的活性状况,并对土壤酶活性与土壤的基本理化性质的相关性进行了相关分析。结果表明,土地利用方式对三种酶活性有很大的影响。12年果园磷酸酶活性最高,常年旱田脲酶和过氧化氢酶活性最高,而盐化旱田及常年淹水的稻田,三种酶活性都很低。脲酶活性与土壤全氮之间显著正相关,全磷与三种酶活性都极显著相关,三种酶之间达到显著或极显著正相关关系。表明磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性的大小可以敏感地表征宁夏引黄灌区土壤肥力和生产力的高低。     

三种观赏植物对Cd污染土壤酶活性的影响

通过盆栽实验,系统研究了含羞草、白雪姬和树马齿苋对Cd污染土壤中土壤酶的修复作用。结果表明,脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性随着Cd浓度的上升不断下降,且均与Cd浓度呈显著负相关关系。3种观赏植物生长均能提高Cd污染土壤中脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。白雪姬还能显著提高土壤蔗糖酶的活性。含羞草、白雪姬和树马齿苋对土壤酶的修复效果均表现为:脲酶>磷酸酶>过氧化氢酶>蔗糖酶,且白雪姬对土壤酶的修复效果显著高于其它两种观赏植物,说明白雪姬作为一种常见的观赏植物,在修复重金属Cd污染土壤方面具有很高的应用前景。     

红壤坡耕地不同植物篱配置模式减流减沙效益对比

植物篱作为坡耕地一种有效的水土保持生物措施,已有大量的研究。但对植物篱带内降雨产生的径流泥沙过程细化研究较少,有必要从微区尺度研究篱带范围内多种植物篱的减流减沙效益,并进行植物篱品种以及搭配模式的筛选。在模拟降雨条件下,本试验选取3种单一植物模式(黄花菜,香根草,百喜草),每种植物各设置3种篱带宽(1行,2行,3行),以及4种组合植物模式(1行黄花菜+2行百喜草,1行香根草+2行百喜草,1行香根草+2行黄花菜,1行百喜草+1行香根草)、1组对照,进行产流产沙过程比较,试验结果表明,各植物篱模式均不同程度地改善了土壤理化性质,减少了水土流失量;同类植物中,2行植物篱即可达到较好的水保效果;组合植物篱模式的减流减沙效益优于单一植物篱模式。     

Effects of Garlic Bulb Aqueous Extract on Cucumber Seedlings,Soil Microbial Counts,and Enzyme Activities

The effects of the aqueous extract of garlic bulbs on cucumber seed germination, seedling growth, soil microbial counts, and soil enzyme activities were investigated using a bioassay test and a pot experiment. Garlic bulb extracts impacted cucumber seed germination and seedling growth but had no significant effects at low concentration. Polyphenol oxidase, saccharase, urease, and catalase activities were increased significantly at all concentrations of aqueous extract tested in the soil. Bacterial counts were increased by garlic bulb extract and trends of actinomycete counts were the same as for bacterial counts. Fungal counts were significantly depressed with increasing concentration of garlic bulb extract. Polyphenol oxidase activity showed significant positive correlations with catalase, saccharase, and urease activities and counts of actinomycetes and a significant negative correlation with fungal counts. The results indicate that garlic may be effective in reducing some obstacles of continuous cropping through its potential effects in appropriate culture systems.     

秸秆焚烧对不同耕层土壤酶活性、微生物数量以及土壤理化性状的影响

以秸秆焚烧后覆盖的耕层土壤为对象,研究秸秆焚烧对不同耕层土壤酶(过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶和多酚氧化酶)活性、微生物数量的影响,并探讨土壤有机质含量、含水量、速效养分、微生物数量的增减程度与土壤酶活性增减程度的相关性。结果表明:过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和多酚氧化酶活性在焚烧秸秆后有不同程度的降低,其中耕层0-2cm,2-5cm土壤酶活性在焚烧前后都形成极显著性差异,5-13cm耕层的酶活性变化较小,13-20cm耕层的酶活性没变化。在微生物数量方面,焚烧秸秆导致0-2cm耕层的微生物数量大幅度减少,减少程度在80%左右,2-5cm耕层的微生物数量也有43%～52%的减少,5-13cm和13-20cm耕层的微生物数量没有变化。相关性分析表明,只有脲酶活性的降低程度与速效磷含量的增加程度达到显著相关,相关系数是0.959*。多酚氧化酶活性的降低程度与细菌、放线菌、真菌数量的降低程度均呈极显著相关性,相关系数分别是0.998**,0.999**,0.998**。同时脲酶活性的降低程度与细菌、放线菌、真菌数量的降低程度均呈显著相关性,相关系数分别是0.977*,0.974*,0.954*。