喀斯特峰丛洼地不同植被类型土壤微生物量碳氮磷和养分特征

  目的  探讨桂西北喀斯特峰丛洼地不同植被类型的土壤理化性质和微生物碳(MBC)、微生物氮（MBN）、微生物磷（MBP）含量的变化特征及它们之间的关系。  方法  利用生态化学计量方法和Pearson相关性分析方法研究不同植被类型和土层深度对土壤MBC、MBN、MBP含量和土壤养分含量分布特征的影响。  结果  （1）不同植被类型土壤养分含量和MBC、MBN、MBP含量依次为次生林 > 灌木 > 灌草 > 草地 > 耕地;土壤养分垂直分布表现为随着土层深度加深而下降,不同土层间土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量差异显著,土壤MBC、MBN和MBP含量在不同植被类型和不同土层间差异显著,均表现为MBC > MBN > MBP。（2）不同植被类型土壤MBC/SOC和MBP/TP的值较小,MBN/TN的差异较大。不同植被类型的土壤MBC/MBN差异显著,MBC/MBP变化范围较大,MBN/MBP表现为次生林 > 灌草 > 灌木 > 草地 > 耕地。（3）土壤MBC和MBN与SOC、TN、速效氮和速效钾呈显著或极显著正相关,与土壤容重、pH值表现出不同程度的负相关,表明植被恢复过程中土壤MBC和MBN可作为衡量土壤养分的敏感性指标。  结论  不同植被类型的土壤微生物生物量碳氮磷、养分含量和化学计量特征有明显的表聚效应,随着植被的正向演替,土壤结构、养分和微生物群落功能得到显著提高。     

三峡库区不同植被土壤微生物量碳氮磷生态化学计量特征

土壤微生物通过矿化和固持营养而显著影响土壤肥力。以湖北宜昌点军区三种植被类型(柏树、橘树、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量进行了研究,探讨了不同植被覆盖土壤微生物量碳氮磷特征及它们之间的联系。结果表明:不同植被覆盖显著改变土壤微生物量碳氮磷含量,土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)都是柏树地显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地之间无显著性差异。土壤微生物量磷(MBP)的大小顺序为菜地柏树地橘树地。相关性分析的结果表明土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮互相之间具有显著的正相关性(p0.01),土壤全磷与土壤微生物量磷之间也具有显著的正相关性(p0.01),这意味着土壤微生物量可以作为土壤肥力变化的指标。三种植被类型的土壤MBC/MBN之间都无显著性差异,而土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化顺序是橘树地柏树地菜地。MBC/MBP和MBN/MBP与MBP之间具有显著的负相关性(p0.01),而微生物碳氮与MBC/MBN,MBN/MBP和MBC/MBP之间都无显著的相关性。这意味着土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化主要与微生物量磷具有显著的关系。     

黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤微生物生物量特征

测定分析了黄土丘陵区纸坊沟流域人工林地、荒地和农地土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)、全氮、有机质和速效磷。通过最小显著差异性(LSD)评价样地之间土壤微生物生物量和养分的差异显著性。结果表明,表层土壤中,农地和荒地土壤微生物生物量和养分显著小于林地土壤;同一土地利用类型下,退耕时间越长,土壤微生物生物量和养分含量越高;在同一时期退耕条件下,刺槐林地土壤微生物生物量显著大于油松林地。在黄土丘陵区实施的退耕还林可显著提高土壤微生物生物量和土壤养分。     

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。     

凋落物双倍添加和移除对米槠林土壤水解酶活性及其化学计量比的影响

土壤酶与土壤养分紧密相关,并能够活化土壤中营养元素从而改善土壤环境质量,为更加深入了解全球气候变化背景下森林凋落物数量的变化及其酶化学计量比的影响,以亚热带米槠林为研究对象设计随机区组试验,设置3种凋落物处理(移除凋落物(NRNL)、添加双倍凋落物(NRDL)、保留凋落物(CK)),通过测定土壤微生物生物量碳、氮和水解酶活性(β—葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、β—N—乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)),探讨排除根系作用下双倍添加和移除地上凋落物对米槠林土壤养分状况和土壤生态酶化学计量特征的影响。结果表明,与对照(CK)相比,NRDL处理显著提高了CBH和LAP活性,同时提高了土壤总碳(TC)、全氮(TN)、矿质氮、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量氮(MBN)含量,而NRNL处理只降低了土壤MBC含量。同时发现,土壤生态酶化学计量比未受到凋落物输入处理的影响,CK、NRNL和NRDL处理土壤酶活性比ln(βG+CBH)∶ln(NAG+LAP)分别为1.25,1.36,1.30;ln(βG+CBH)∶ln(AP)分别为0.78,0.78,0.83;ln(NAG+LAP)∶ln(AP)分别为0.62,0.58,0.64。相关分析表明,TC、TN、矿质氮、DOC、DON、MBC和MBN分别与βG、CBH、AP和LAP活性呈显著正相关;冗余分析表明,DOC是驱动土壤水解酶活性和化学计量比变化的关键因子。综上,NRDL通过增加土壤DOC的浓度,从而提高土壤水解酶活性,研究结果可为亚热带森林土壤养分管理提供基础数据。     

刈割对草甸草原土壤微生物化学计量特征的影响

以内蒙古呼伦贝尔草甸草原作为研究对象,探讨土壤微生物化学计量特征在不同刈割频次处理下的变化规律,以期为草原资源的可持续利用提供理论依据。试验设有6个处理,对照区(CK)、1年1割(M1)、2年1割(M2)、3年1割(M3)、6年1割(M6)和12年1割(M12),每个刈割处理设置3个重复。2018年8月中旬在样地内随机设置3个样方,在样方内随机设置3个取样点,分别按0～10、10～20、20～30 cm土层进行均一采样,将土样按层次充分混合并带回实验室,采用氯仿熏蒸法对样品进行处理后,进行土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)含量的测定。研究结果表明:刈割没有显著影响MBC、MBN、MBP含量及其化学计量比,表明刈割处理下微生物系统具有相对的稳定性。从6个处理的平均值整体来看,MBC、MBN、MBP含量以及微生物生物量C∶N、C∶P(MBC∶N、MBC∶P)随刈割间隔延长呈现先升高后下降的趋势,并在M2和M3处最高;本研究区各处理梯度MBC∶P平均值大于30,比值较高,微生物生物量N∶P(MBN∶P)低于全球平均水平(6.9或5.6)。由于刈割一般在生长季后期进行,对草原生态系的影响比传统刈割要小得多,因此对MBC、MBN、MBP含量及其化学计量比的影响不明显,但适当的刈割不仅利于微生物的繁殖和根系的生长,而且对草原生态系统生产力以及植被群落产生积极影响,进而影响草地生态系统的结构和功能,因此应进行适宜的刈割。     

川西平原土壤微生物生物量碳氮磷含量特征及其影响因素分析

本文通过区域调查采样和统计分析,探讨了川西平原土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）和土壤微生物生物量磷（MBP）含量特征及其对气候、海拔、母质和土地利用等因素的响应,揭示了其关键影响因素,以期为川西平原地区土壤质量管理提供参考。结果表明,不同土壤类型的MBC、MBN和MBP含量表现为冲积土显著高于水稻土、潮土和黄壤（P<0.05）,潮土MBC/MBN显著高于水稻土。气候和海拔的影响为：MBC、MBN和MBP含量随着≥ 0℃积温、≥ 10℃积温、年均温和年均降水量的增加呈指数减少,而随干燥度和海拔增加呈线性增加。不同成土母质中,MBC、MBN和MBP含量均为灰色冲积物显著高于老冲积物。不同土地利用方式下,三者含量为草地显著高于水田和旱地,水田、旱地和林地差异不显著。皮尔森相关分析和冗余分析表明,MBC和MBN均与≥ 0℃积温、年均温呈极显著负相关（P<0.01）,与海拔呈极显著正相关关系,MBP与母质呈现极显著负相关关系。逐步回归分析表明,MBC主要受年均温、干燥度、年均降水量和母质的影响;MBN主要受海拔、干燥度和年均降水量的综合影响;MBP主要受母质、年均温、≥ 10℃积温和年均降水量的调控。因此,川西平原土壤MBC、MBN、MBP能灵敏地反映不同采样点气候的变化,可为该区气候变化下土壤碳、氮、磷的响应预测提供参考。     

长期施氮肥对黄棕壤微生物生物性状的影响及其调控因素

基于黄棕壤小麦-甘薯轮作的长期定位试验,探究不同施氮处理土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量和酶活性的变化及其潜在调控因子,为科学施氮提高土壤质量和改善土壤生态功能提供依据。试验选取始于2011年4个施氮处理:不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施化学氮肥(NPK)和化学氮肥配施有机肥(NPKM),调查两季作物收获后土壤MBC和MBN含量、酶活性及微生物碳氮利用效率的变化,并通过冗余分析(RDA)和结构方程模型(SEM)明确调控弱酸性黄棕壤中MBC和MBN变化的潜在因素。小麦和甘薯两季的结果表明:施氮肥降低了土壤MBC、MBN含量和蔗糖酶(SSC)、脲酶(SUE)活性,与NPK处理相比, NPKM处理增加了MBC、MBN含量和SSC、SUE活性。长期施用氮肥提高了土壤有机碳(SOC)和土壤养分[全氮(TN)和矿质态氮(MN)]含量,但施氮肥显著降低土壤p H以及微生物的碳氮利用效率。与小麦季相比,甘薯季土壤SOC和MN含量有所下降,而MBN含量和SSC活性有所升高。RDA和SEM结果表明,氮肥的施用强化了MBC与MBN、SSC与MBC以及SUE与MBC之间的关联性;不同施氮处理下土壤p H、有机碳、氮含量以及微生物的碳氮利用效率的变化直接或间接地影响土壤MBC、MBN含量和SSC、SUE活性,其中p H是调控土壤MBC变化的直接因素,而土壤SSC和SUE活性与MBC、MBN含量相互影响。长期施用氮肥降低了黄棕壤MBC、MBN含量和酶活性,化学氮肥配施有机肥有利于缓解生物性状的下降,土壤p H是影响MBC变化的主要因素,小麦-甘薯轮作中土壤微生物强烈的碳代谢过程利于增加MBN。     

黄土高原刺槐林土壤酶化学计量沿着环境梯度变化

土壤酶在地下生态系统物质循环、能量流动以及信息交流起着重要作用,是当前生态学研究的热点问题之一,然而沿环境梯度土壤酶的变化机制尚不明确。因而选取由北到南黄土高原4个地区(神木、绥德、安塞、淳化)刺槐林为研究对象,通过测定土壤养分、微生物量和酶活性,分析了酶活性及其化学计量与气候、土壤养分与微生物量之间的关系。结果表明:(1)由北到南,β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(AP)活性分别在28.72～110.66,1.60～3.32,6.84～10.25,14.17～32.60 [nmol/(g·h)]之间;LAP呈增加趋势;BG,NAG,AP先增加后减小而后又增加。(2)微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物量磷(MBP)分别为23.08～95.04,2.86～7.95,0.53～0.92 mg/kg,均呈增加趋势。(3) BG/(LAP+NAG)、BG/AP、(LAP+NAG)/AP分别为3.15～6.46,1.5～2.96,0.41～0.70;BG/(LAP+NAG)先减小后增大,淳化最高;BG/AP先减小后增大,在神木最高;(LAP+NAG)/AP呈持续减小趋势。(4)通过冗余分析,环境因子对土壤酶、微生物量总解释率达到57.36%,其中年均降雨量(MAP)、N/P影响最大且呈正相关关系,解释率分别为36.60%,14.80%;环境因子对土壤酶、微生物量化学计量比总解释率达到72.18%,其中土壤速效磷(A-P)与TN影响最大且呈正相关关系,解释率分别为30.5%,19.1%。微生物群落处于相对稳态,微生物量化学计量比与土壤养分化学计量比无显著性关系。土壤酶化学计量比沿环境梯度不处于稳态,依赖于土壤速效养分与土壤养分化学计量比。     

葡萄糖添加对不同演替阶段森林土壤微生物及酶化学计量特征的影响

糖类作为一种重要的根系分泌物,如何影响土壤微生物及酶化学计量特征目前尚不清楚,制约着人们对上述过程的认识。为探究糖类对森林生态系统中土壤微生态环境和酶活性的影响,以黄土高原子午岭地区森林演替先锋(山杨林)、中期(油松林)和气候顶级群落(辽东栎林)为研究对象,通过野外土壤采样、添加3种不同浓度的葡萄糖(0.1,0.5,1 g/kg干土),和室内培养的方法,研究了葡萄糖添加对土壤微生物量和酶活性及化学计量的影响。结果表明:(1)随着森林演替,土壤中速效磷(SAP)、硝态氮(NO^-₃-N)等速效养分显著降低。在葡萄糖影响下,3种林地土壤全氮(TN)降低,山杨林土壤C/N值显著大于油松林和辽东栎林。(2)随着森林演替,山杨林和辽东栎林微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的值显著大于油松林,均为先减小后增加。随葡萄糖浓度增加,3种林地MBC和MBN均增加,微生物(MBP)呈波动趋势。(3)山杨林和辽东栎林土壤酶活性均显著大于油松林。随葡萄糖浓度增加,油松林和辽东栎林4种酶活性均为先增加后减小。BG/(LAP+NAG)、BG/AP和(LAP+NAG)/AP辽东栎林的值最大,山杨林和辽东栎林的值显著大于油松林。(4)RDA分析表明,土壤酶、微生物量及其酶活性分别与有机质(SOC),MBC有着显著性正相关关系,土壤酶活性(除NAG)与pH值均呈显著负相关。本研究说明碳输入增加了3种林分土壤的激发效应,土壤微生物量增加,降低了土壤TN含量,改变了土壤养分化学计量,进而加剧了油松林地微生物N限制和辽东栎林地微生物P限制,影响根际土壤有机质分解和养分代谢等过程,从而影响了森林演替过程。     

抛荒土地不同处理及利用方式对喀斯特地区土壤微生物的影响

土壤微生物特性是土壤养分的储存库,土壤养分也影响土壤微生物活性,了解两者的相互作用机制对土地利用与管理提供理论依据,而喀斯特地区不同土地利用方式相关研究较少。基于喀斯特峰丛洼地火烧、刈割、刈割除根、封育、种植玉米、种植桂牧1号杂交象草6种坡面典型的土地利用方式的动态监测样地建设与调查,该文分析了不同土地利用方式下土壤微生物特性,揭示其与土壤养分相互作用机制。结果表明,不同土地利用方式对土壤养分的影响不同,土壤有机质（soil organic matter,SOM）、全氮（total nitrogen,TN）、全磷（total phosphorus,TP）、碱解氮（available nitrogen,AN）等沿封育、火烧、刈割、刈割除根、种植桂牧1号、种植玉米等土地利用方式的转变而减少;不同土地利用方式土壤微生物生物量各不同,土壤微生物量碳（microbial biomass carbon, MBC）：244.98～1 246.89 mg/kg、土壤微生物量氮（microbial biomass nitrogen,MBN）：35.44～274.69 mg/kg、土壤微生物量磷（microbial biomass phosphorus,MBP）：30.88～64.72 mg/kg,其中,种植玉米土壤微生物生物量均最低,其土壤质量退化现象严重;不同土地利用方式土壤微生物种群数量及组成影响不同,种植玉米和桂牧1号杂交象草细菌占绝对优势,而火烧、刈割、刈割除根及封育均以放线菌占绝对优势,真菌的比例很少;不同土地利用方式土壤微生物特性与土壤养分之间相互作用关系不同：火烧的土壤TP和MBP、全钾（total potassium,TK）与MBC、TN与放线菌作用最强且均呈正相关,刈割的土壤TN与MBC呈正相关,刈割除根的速效磷（available phosphorus,AP）与MBN正相关,封育的pH值与MBC、真菌负相关,种植玉米的TN、TK与MBP负相关,种植桂牧1号杂交象草的pH值与真菌负相关、与放线菌正相关;聚类分析可以将喀斯特峰丛洼地6种土地利用方式划分为4类,其中封育和火烧最好。     

桂西北喀斯特不同植被演替阶段土壤微生物群落多样性

采用经典统计与排序分析方法,研究了桂西北喀斯特不同植被演替阶段(原生林、次生林、灌丛、草地)土壤微生物群落多样性变化特征,并探讨了土壤微生物群落多样性与土壤养分、土壤微生物生物量和土壤微生物数量之间的关系。结果表明:(1)桂西北喀斯特植被演替对土壤养分有较大的影响,除了土壤容重和全磷含量以外,由草地到原生林的演替过程中,土壤养分均呈显著的变化趋势(p0.05)。随着演替的进行,土壤pH值和容重逐渐减小。土壤有机碳、全氮、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量随着演替而逐渐增加趋势,其大小依次变现为原生林次生林灌丛草地,其中不同演替阶段土壤有机碳全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量差异均显著(p0.05)。(2)土壤微生物量碳、氮、磷大小依次变现为原生林次生林灌丛草地,其中灌丛和次生林MBP含量差异不显著(p0.05)。MBC/MBN随着演替的进行呈逐渐减小趋势,MBC/MBP和MBN/MBP随着演替的进行呈逐渐增加趋势。(3)不同植被演替阶段土壤微生物数量及组成不同,其中以细菌数目最多,土壤微生物种群总数量、细菌和放线菌数目依次为原生林次生林灌丛草地。(4)不同演替阶段土壤微生物群落功能多样性指数存在一定差异,其中物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)依次表现为原生林次生林灌丛草地(p0.05);而优势度指数(Ds)依次表现为原生林次生林灌丛草地,并且不同演替阶段优势度指数(Ds)差异不显著(p0.05)。(5)相关性分析表明土壤养分、土壤微生物量、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,其中,土壤微生物量对微生物群落多样性的贡献最大,而MBN,SOC和细菌数目是影响桂西北喀斯特不同植被演替阶段土壤微生物群落多样性分布的主要因子。     

昆阳磷矿植被修复土壤理化与生物学性状的典型相关分析

深入了解昆阳磷矿植被修复土壤理化性状指标与生物学各个性质指标之间的关系,可为进一步筛选土壤质量评价指标提供参考依据。选择了昆阳磷矿旱冬瓜人工林6个不同植被恢复年限样地,研究其土壤厚度、容重、孔隙度、毛管孔隙度、含水量、pH值、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、全磷、速效钾、全钾和土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、氮矿化速率、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、脲酶的关系,综合土壤13个理化性状指标和6个生物学性状指标的典型相关分析得到4对典型变量,其典型相关系数分别为0.997 0,0.988 9,0.879 9,0.856 8,均达到极显著水平（p≤0.01）,说明土壤理化性状和生物学性状存在显著相关关系,而这两组性状的显著相关主要是由土壤碱解氮、有机质、有效磷、全磷、pH值和微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、氮矿化速率、脲酶的密切相关引起的,其中有机质与微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、脲酶之间呈极显著相关,有效磷、全磷与氮矿化速率、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量碳（MBC）也呈极显著相关,碱解氮、pH值与微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、脲酶呈极显著相关,全氮与β-葡萄糖苷酶、氮矿化速率、微生物生物量氮（MBN）呈极显著相关。     

退化马尾松林恢复过程中芒萁覆盖对土壤微生物生物量碳氮及其周转的影响

为探究侵蚀退化红壤马尾松林恢复过程中林下芒萁对土壤微生物生物量碳氮月动态及其周转的影响,以不同恢复年限的马尾松林为研究对象,对比分析马尾松林恢复过程中林下保留芒萁、去除芒萁处理和林下裸地土壤中12个月的土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量及其周转速率、周转时间和流通量,并分析其与土壤理化性状的关系。结果表明:(1)保留芒萁覆盖处理的MBC和MBN平均含量分布比林下裸地提高26.99%~277.31%和13.54%~173.39%,而去除芒萁处理分布比保留芒萁处理降低12.29%~27.01%和5.02%~28.45%,差异均随恢复年限呈先降低后增加的趋势。(2)所有处理的土壤微生物量碳氮季节动态均表现为春夏季较高,秋冬季较低的趋势,进入生长季前的土壤微生物量碳氮含量更能反映该地区的平均水平。(3)在退化马尾松林恢复过程中,芒萁覆盖降低土壤微生物生物量碳氮周转速率,增加周转时间,提高土壤微生物生物量碳氮含量和流通量,促进土壤有机质的积累和养分释放。相关分析和逐步回归分析表明,MBC、MBN流通量分别与DOC、DON呈显著正相关,周转速率分别与铵态氮(NH₄⁺-N)和TN呈显著负相关,表明土壤碳和氮及其有效性是影响土壤微生物量周转的关键因素。     

不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物学特性的影响

为探讨长期不同施肥措施对茶园土壤微生物学特性的影响,通过定位施肥试验,于春茶、夏茶、秋茶和冬管期,采集施用菌渣、生物炭＋复合肥、有机肥、生物炭有机肥和复合肥(对照)为基肥,脲甲醛缓释肥为追肥的茶园土壤,研究不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量和β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纤维二糖苷酶(CBH)、蔗糖酶(INV)和脲酶(URE)4种碳氮转化酶活性的影响。结果表明:土壤MBC、MBN含量和酶活性均随茶叶不同生长期表现出明显的动态变化,与对照相比,有机肥配施缓释肥显著提高了春茶期土壤MBC含量,提高幅度为50.34%;生物炭有机肥配施缓释肥处理显著提高了春茶期和夏茶期土壤MBN含量,提高幅度分别为61.16%和25.27%;菌渣配施缓释肥对春茶期BG、URE活性提升效果最佳,较对照提升幅度分别为45.56%、44.32%,而CBH活性受到抑制,不同施肥措施INV活性在茶叶不同生长期均受到抑制。通径分析表明,土壤有效磷、NO^3--N直接影响土壤MBC、MBN含量,同时土壤可溶性有机氮还直接影响土壤BG活性,土壤NO^3--N则直接影响土壤CBH、URE和INV活性。因此,重庆地区茶园追肥施用脲甲醛缓释肥时,基肥选用商品有机肥或菌渣有利于提升土壤MBC、MBN含量,并维持相关转化酶活性。     

凋落叶和磷添加对马尾松林土壤碳激发效应的影响*

探究土壤有机碳(SOC)矿化的激发效应(Priming effect, PE)对了解森林土壤碳吸存具有重要意义。凋落叶输入是调节激发效应的重要因素,其对激发效应的影响可能受到关键养分(如磷)的制约。在亚热带低磷土壤中,凋落叶和磷添加如何影响森林土壤碳矿化和激发效应目前仍不清楚。以马尾松林土壤为研究对象,探究三种凋落叶(马尾松(Pinus massoniana)、火力楠(Michelia macclurei)和枫香(Liquidambar formosana))和磷(KH2PO4)添加对土壤激发效应,土壤养分及微生物特性的影响。结果表明,三种凋落叶添加均显著增加了SOC矿化,产生了正激发效应,且马尾松凋落叶诱导的激发效应强度最大,火力楠凋落叶次之,枫香凋落叶诱导的激发最弱。此外,凋落叶添加整体上降低了速效氮 (AN)的含量,却增加了微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)的含量,提高了β-葡萄糖苷酶(βG)和酸性磷酸酶(ACP)的活性。单独添加磷显著增加了SOC矿化,且提高了土壤有效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)、MBN和MBP的含量。而与单独添加凋落叶相比,火力楠和枫香凋落叶与磷共同添加显著降低了土壤激发效应的强度和ACP的活性。回归分析结果表明,累积激发效应与AP、MBN和MBP含量显著负相关,与ACP活性呈显著正相关。综上,凋落叶添加刺激了微生物生长,产生了正激发效应,且激发强度与凋落叶质量有关;而磷添加可能会降低低质量凋落叶产生的土壤激发效应。     

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。     

红壤坡地不同土地利用方式下表层土壤活性碳、氮特征

以红壤坡地长期定位试验(1995开始)为研究对象,研究自然林、草地、农作、油茶林和湿地松5种土地利用方式下表层土壤几种重要的活性碳、氮成分,包括无机态氮(NH+4-N、NO-3-N)、可溶性有机碳、氮(DOC、DON)和微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)含量及动态变化特征。结果表明,不同土地利用方式对坡地土壤DON含量没有显著影响(年均值在16.3~18.2mg/kg之间),土壤可溶性总氮(TDN)的差异主要来自可溶性无机氮(DIN)。农作利用土壤NH+4-N、NO-3-N含量显著高于其他利用方式,除油茶林外,其他土地利用方式NH+4-N含量都高于NO-3-N含量,其中自然林、草地利用方式下NH+4-N是NO-3-N含量的2.2倍和11.8倍。不同坡地利用土壤MBC含量均值范围为195.7~437.2mg/kg,土壤MBN含量为28.6~70.0mg/kg,大小顺序为:草地区自然林湿地松油茶林农作区。土壤DOC年均值范围为237.3~290.7mg/kg,其中草地土壤年均含量最高(290.7mg/kg),显著高于其它4种利用方式。总体来看,除农作、油茶林土壤DOC≥MBC外,其他土地利用方式下土壤活性有机碳、氮成分均以MBC、MBN形态为主,土壤MBC/DOC和MBN/DON比值分别为1.1~1.6和1.7~3.9,其中草地土壤比值最大,农作土壤相差最小。土壤活性碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量关系并不密切,其含量可能受水土流失的影响。     

长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响

为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥(NPKM1)、50%化肥配施50%有机肥(NPKM2)、30%化肥配施70%有机肥(NPKM3),采用固体~(13)C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳(SOC)分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施(NPKM1、NPKM2、NPKM3)提高了水稻产量,增幅为6.5%～7.7%(P0.05),中低有机肥配施比例(30%和50%)稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%～71.1%和104.1%～267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳(甲氧基/含氮烷基碳)含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。     

薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应

研究土壤侵蚀—沉积对土壤微生物生物量的影响可以为科学评估土壤侵蚀的环境效应提供依据。以典型薄层黑土区——黑龙江省宾州河流域为研究区,利用土壤137Cs含量估算侵蚀速率,通过分析流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量碳和氮含量以及土壤侵蚀强度的差异,揭示土壤微生物生物量对土壤侵蚀—沉积的响应规律。结果表明:流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量的分布存在明显差异,并呈现出与土壤侵蚀—沉积空间分布相反的变化趋势。土壤侵蚀速率在流域的分布为上游中游下游,在坡面的分布为坡中部坡上部坡下部;土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)在流域表现为下游中游上游,在坡面表现为坡下部坡上部坡中部。回归分析表明,MBC、MBN、有机质(Organic matter,OM)和全氮(Total nitrogen,TN)含量随土壤侵蚀强度的增大而减少。土壤侵蚀对土壤微生物生物量的分布有重要影响,土壤侵蚀—沉积过程引起土壤养分的迁移和再分布是导致侵蚀区和沉积区土壤微生物生物量分布产生差异的重要原因。