不同气候与施肥条件下农田土壤微生物生物量特征与容量分析

【目的】土壤微生物生物量是土壤生物肥力的重要指标,是土壤养分重要的周转库。探讨不同气候和施肥条件下土壤微生物生物量(生物量碳、氮)的特征及容量,对于深刻认识土壤微生物生物量的影响因素及提高土壤生物肥力具有重要意义。【方法】本研究从中国知网、万方和web of Science 3个文献数据库,以"土壤微生物生物量"、"中国农田"和"长期施肥"为关键词,共收集目标文献42篇,包括458组含土壤有机碳(SOC)与土壤微生物生物量碳(SMBC)和414组含土壤全氮(TN)与土壤微生物生物量氮(SMBN)的数据集,涵盖了4种气候下的2类施肥条件(施有机肥:单施或配施,+OM;不施有机肥:无肥和化肥,-OM)。土壤微生物熵(SMBC/SOC)和SMBN/TN的中值差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验(P0.05),容量分析采用界限分析方法。【结果】统计分析结果表明,不同施肥处理下,SMBC与SOC和SMBN与TN之间均存在显著线性正相关关系(P0.01),长期施用有机肥条件下,土壤微生物生物量碳、氮对土壤有机碳和全氮增加的响应系数分别为24.77和30.27,显著高于化肥或不施肥条件(分别为19.88和19.86)(P0.05)。界限分析结果显示,不同施肥措施下SMBC对SOC增加响应的最大值为33.45—36.00,SMBN对TN的最大响应系数为45.45—49.79,当前条件下SMBC和SMBN还有37.99%和49.66%的提升空间。不同气候条件下SMBC/SOC和SMBN/TN均存在显著差异(P0.05),其中,中温带半干旱半湿润区SMBC/SOC的中值最高为2.73%,其次为亚热带湿润区(2.45%)和暖温带湿润区(2.31%),中温带湿润区最低为1.48%;SMBN/TN的中值大小顺序为:暖温带湿润区(4.72%)中温带半干旱半湿润区(3.50%)亚热带湿润区(2.99%)中温带湿润区(1.80%)。不同施肥条件下SMBC/SOC和SMBN/TN的变化范围分别为0.35%—6.50%和0.50%—9.72%,但其中值并无显著差异(P0.05)。对于同一气候条件不同施肥措施而言,仅在中温带湿润区,施有机肥处理对微生物量碳(氮)占总有机碳(氮)的比例有显著影响(P0.05)。【结论】气候对土壤微生物生物量碳、氮所占比例具有显著影响,不同施肥模式虽然不能显著改变微生物生物量碳、氮的比例,但有机肥的施用对微生物生物量碳、氮的提升效果显著高于化肥或不施肥,该结果对于土壤生物肥力的调控有重要指导意义。     

武夷山常绿阔叶林土壤微生物量氮的动态变化

以武夷山常绿阔叶林不同土层土壤为研究对象,研究土壤微生物量氮(SMBN)、全氮(TN)动态变化特征.结果表明:常绿阔叶林土壤SMBN含量的变化表现为夏、秋季较高,春、冬季较低;而TN含量的季节变化不明显.SMBN在0～10 cm表层土壤含量高于10～30 cm,差异极显著(P＜0.01);10～30 cm土层之间差异不显著,但均表现为自上层向下显著递减的趋势.土壤微生物量氮与土壤全氮、土壤微生物量碳(SMBC)和有机碳(SOC)之间表现出极显著相关性(P＜0.01),表明土壤有机质是影响土壤微生物量的重要因素.     

野生杜鹃林土壤微生物生物量碳氮磷化学计量特征

探究不同种类杜鹃林土壤微生物生物量碳、氮、磷的特征及相互之间的联系,为野生杜鹃林土壤养分含量和判断土壤养分限制作用提供依据.以贵州百里杜鹃林区3种优势种马缨杜鹃、迷人杜鹃和露珠杜鹃为研究对象,运用生态化学计量学的理论和方法,对其根际土壤微生物生物量碳(SMBC)、土壤微生物生物量氮(SMBN)、土壤微生物生物量磷(SMBP)及其化学计量特征进行评价.结果表明,不同种类杜鹃林下土壤养分、SMBC、SMBN、SMBP含量不同.迷人杜鹃林的SMBC、SMBN显著高于马缨杜鹃林和露珠杜鹃林,SMBP含量为露珠杜鹃林>迷人杜鹃林>马缨杜鹃林.不同种类杜鹃林下土壤SMBC/SMBP和SMBN/SMBP差异显著,但土壤SMBC/SMBN无显著差异.表明不同种类杜鹃林下土壤SMBC/SMBN具有内稳性;不同种类杜鹃林SMBC/SMBP适合作为根际生态系统限制性营养的指标.     

喀斯特峰丛洼地土壤剖面微生物特性对植被和坡位的响应

选取广西环江县喀斯特峰丛洼地:草丛(T)、灌丛(S)、原生林(PF)(中坡位)不同植被类型,原生林上、中、下不同坡位,按土壤发生层采集淋溶层(A层,0-10 cm)、过渡层(AB层,20-30 cm,草丛和灌丛;30-50 cm,原生林)、淀积层(B层,70-100cm)样品,研究土壤微生物量碳、氮(Soil microbial biomass carbon (SMBC)、soil microbial biomass nitrogen (SMBN))、微生物碳熵、氮熵(ratio of SMBC to soil organic carbon (qMBC)、ratio of SMBN to soil total nitrogen (qMBN))、土壤基础呼吸(soil basic respiration (SBR))以及代谢熵(microbial metabolic quotient(qCO2))的剖面分异特征及其影响因素.结果表明,植被、土层深度显著影响土壤微生物量及基础呼吸,随植被恢复,SMBC、SMBN、SBR由草丛、灌丛、原生林依次上升,并随土壤发生层位的加深逐渐减少,qCO2在3种植被类型间差异显著:T＞PF＞S;原生林A层SMBC,SMBN在各坡位间均显著高于AB层、B层,SBR在A层由下坡位至上坡位递减,而在AB和B层的上、下坡位间无显著差异,qCO2坡位间无显著差异(P＞0.05);SMBC与SMBN之间存在显著正相关(r=0.825,P＜0.01,n=45),且SMBC、SMBN、SBR分别与有机碳、全氮、碱解氮均呈显著正相关.因此,随植被恢复,土壤质量明显改善,且坡位对A层土壤的影响较AB层和B层更显著,对于维持土壤微生物调节的土壤养分循环功能,调控土壤氮素营养与土壤有机质同等重要,这为合理制订喀斯特生态恢复措施提供了理论依据.     

接种蚯蚓与添加凋落物对杨树人工林土壤理化性质和微生物生物量的影响

以江苏省东台市20 a林龄的杨树人工林为研究对象,共设置6个处理:空白对照(CK),杨树凋落物表施(杨树叶平铺于样方表面,T1),杨树凋落物混施(凋落物与土壤混合均匀,T2),接种蚯蚓(T3),杨树凋落物表施+接种蚯蚓(T4),杨树凋落物混施+接种蚯蚓(T5).对土壤微生物生物量碳(SMBC)和土壤微生物生物量氮(SMBN)含量的动态变化进行1 a的监测,同时测定土壤基本理化指标,分析土壤微生物生物量与土壤理化指标之间的相关性.结果表明:接种蚯蚓与添加凋落物可以降低土壤pH值和容重,提高溶解性总氮(DTN)和溶解性有机碳(DOC)含量,处理效果为T5T4T3T2T1;接种蚯蚓可以提高SMBC和SMBN含量,其中T5处理的提升效果最为显著,SMBC和SMBN增幅分别达到36.58%和24.98%,T4处理的SMBC/SMBN值增幅最大,达10.35%;此外,土壤DTN和DOC含量对本区域SMBC和SMBN含量起促进作用.     

长期有机无机肥料配施对土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

 【目的】研究长期有机无机肥料配施条件下土壤微生物学特性(土壤微生物量、土壤酶活性)与土壤质量的关系,阐明土壤微生物对土壤健康的生物指示功能。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4 提取法和化学分析法分析了长达15年不同施肥处理的农田土壤微生物量碳、微生物量氮（SMBC、SMBN）和土壤酶活性之间的差异及其调控土壤肥力的作用。【结果】长期不同施肥处理土壤中SMBC变化介于96.49～500.12 mg•kg-1之间,SMBN变化介于35.89～101.82 mg•kg-1之间;单施化肥（NPK）与不施肥的CK相比,SMBC、SMBN、微生物商（qMB）、微生物量碳/氮比（SMBC/SMBN）、脲酶（Urease）活性以及土壤有机质（SOM）、全氮（STN）、全磷（STP）含量都有所提高;化肥与猪厩肥或秸秆还田配合施用,上述土壤微生物学特性以及土壤养分状况比单施NPK处理得到进一步改善,猪厩肥增量处理（NPKM+）效果最明显。同时,在北京褐潮土石灰性土壤上（pH 8.0左右）长期施有机肥有一定降低土壤pH的效应。SMBC、SMBN、Urease活性与SOM、STN、STP含量呈极显著正相关关系;SMBC/SMBN与SOM、 STN含量呈显著正相关关系;qMB、过氧化氢酶（Catalase）活性与SOM、STN 、STP含量无显著相关关系;除过氧化氢酶外,土壤pH值与其它土壤微生物学特性指标呈极显著负相关关系。【结论】长期有机无机肥料配施可提高土壤微生物量碳氮、脲酶活性。化肥与增量猪厩肥配施对增强土壤肥力效果最好;土壤微生物学特性可以反映土壤质量的变化,并可用作评价土壤健康的生物指标。     

喀斯特地区土壤微生物量效应研究

为了探讨喀斯特地区退耕还林后土壤微生物量的变化规律,对喀斯特4种植被类型(草丛-灌丛-次生林-原生林)下土壤微生物量碳( SMBC)、土壤微生物量氮(SMBN)、土壤呼吸强度(BR)以及代谢熵(qCO2)进行了研究.结果表明:土壤微生物量碳、氮以及代谢熵在4种植被类型和季节之间差异显著,而土壤呼吸强度差异不明显.土壤微...     

长期施肥对黄壤旱地及水田土壤微生物生物量碳、氮的影响

为揭示长期施肥条件下黄壤旱地、水田土壤微生物生物量碳(SMBC)和土壤微生物生物量氮(SMBN)的差异及其影响因素,以长期定位施肥、集旱地水田为一体的贵州黄壤肥力与肥料效益监测基地为依托,采用氯仿熏蒸-K_2SO_4提取法,研究长期不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、低量有机无机肥配施(0.5MNPK)、高量有机无机肥配施(MNPK)对旱地、水田SMBC、SMBN的影响,探讨黄壤合理利用的培肥措施。结果表明,与CK相比,旱地、水田土壤SMBC含量分别以MNPK、M处理的提高效果最好。相同施肥条件下,水田的SMBC含量是旱地的2.5～3.7倍。长期施用化肥、有机肥均能使SMBN含量增加,且均以M处理的提高效果最好。旱地、水田M处理的SMBN含量分别为72.97、152.54 mg/kg。相同施肥条件下,水田的SMBN含量均比旱地高,且是旱地的2.0～4.7倍。不同施肥处理下,旱地、水田的有机碳(SOC)、全氮(TN)含量均以MNPK处理最高,旱地、水田的微生物熵(qMB)分别介于0.52%～0.94%、1.87%～2.49%,旱地、水田的SMBN/TN值分别介于0.59%～2.75%、2.71%～5.61%,旱地、水田的SMBC/SMBN值分别介于4.27～9.26、5.79～7.37。综上,M和MNPK处理是旱地、水田有效培肥措施。相同施肥条件下,水田的SMBC、SMBN、SOC、TN含量及qMB、SMBN/TN值均高于旱地。     

喀斯特峰丛洼地植被恢复对土壤硝化与反硝化潜势的影响

硝化与反硝化是氮素生物地化循环的两个关键过程,同氮素有效性、氮流失及大气与水体质量安全等紧密相关。采用空间代替时间的方法,选择桂西北喀斯特峰丛洼地植被恢复三个典型阶段植被群落为研究对象,以耕作旱地为参照,分析不同植被群落土壤硝化与反硝化潜势,探讨植被恢复对土壤硝化与反硝化潜势的影响及其内在机制。结果表明,不同植被群落土壤硝化和反硝化潜势存在显著差异,硝化潜势均值在18.78~49.08 mg N/(kg.d)之间,具体表现为次生林旱地≈灌丛≈草丛;反硝化潜势均值在4.09~15.43 mg N/(kg.d)之间,具体表现为次生林≈旱地草丛≈灌丛。总体上,土壤硝化潜势要大于反硝化潜势,且均是植被演替后期阶段(次生林)显著高于早初期阶段(草—灌丛),草丛和灌丛之间无显著差异性。土壤硝化和反硝化潜势与有机碳(SOC)、硝态氮含量均呈极显著正相关关系(P0.01),同土壤微生物生物量氮(SMBN)分别呈显著(P0.05)和极显著正相关关系(P0.01)。研究表明,SOC、硝态氮含量、SMBN是影响喀斯特峰丛洼地土壤硝化和反硝化潜势的关键共性因子。     

围栏封育对蒿类荒漠植物-土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为明确蒿类荒漠植物茎、叶、根和土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其化学计量特征对围栏封育的响应规律，对封育区（2年）和放牧区荒漠草地植被及其土壤C、N、P含量进行测定分析。结果表明，与放牧区相比，短期封育对蒿类荒漠植物群落茎、叶和根系C、N和P含量影响不显著，而植物群落茎氮磷比（N∶P）显著降低14.27%。封育区20—30 cm土层中的根系C含量、碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）相较于放牧区显著增加45.00%、80.72%、41.58%；而30—50 cm根系的N含量、N∶P显著降低21.81%、37.56%，但P含量显著增加22.22%;50—70 cm根系C∶N也显著增加64.53%。与放牧区相比，短期封育后0—5 cm土壤N显著降低36.76%;5—10 cm土壤N和P含量分别显著降低37.34%和25.35%;50—70 cm土壤P含量显著降低12.5%。此外，封育区20—30 cm土壤C∶P和10—20 cm土壤N∶P显著降低36.93%和23.45%。因此，短期封育没有达到植被、土壤恢复的效果，应加长封育年限，采取添加磷肥等综合措施促进退化草地的恢复。     

旱地土壤培肥的研究

旱地田间定位试验结果表明:单施N、P化肥,能够明显地提高小麦产量,并可给耕层土壤积累一定数量的有机质和N素,增长幅度10％左右;单施有机肥虽能很快地培肥地力,但在增加产量上同化肥处于相当水平;有机肥配合化肥,既能大幅度地提高产量,又能快速、全面地培肥土壤,在实践中应大力倡导。当耕层土壤碱解N含量达90μg/g左右时,可能引起小麦倒伏。     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

水田和旱地土壤交换性镁的特征差异

明确水田和旱地土壤交换性镁的供应能力及影响因素,为科学施用镁肥提供依据。通过对福建省漳州市诏安县400组不同利用方式的典型耕地土壤进行分析,研究水田、旱地2种土壤交换性镁供应能力的差异性及其机理。结果表明,全县土壤交换性镁平均含量仅为46.9 mg/kg,各乡镇间存在较大差异,其中土壤交换性镁平均含量最高的乡镇是桥东,平均含量达91.3 mg/kg,最低的乡镇是白洋,平均含量仅为17.9 mg/kg;水田土壤为51.9 mg/kg,旱地土壤为32.5 mg/kg,水田土壤交换性镁的供应能力高于旱地;稻—稻—菜水旱轮作方式的土壤交换性镁含量平均为70.58 mg/kg,稻—稻轮作方式为47.85 mg/kg,大豆—甘薯旱地轮作方式为28.91 mg/kg,不同耕作方式对土壤交换性镁供应能力有较大影响。进一步分析土壤交换性镁与理化性状关系得出,土壤交换性镁与有机质、阳离子交换量、黏粒、粉粒等呈极显著正相关(P<0.01),与砂粒含量呈极显著负相关。综合得出,诏安县土壤交换性镁含量处于较低水平,各乡镇间分布不平衡,且供应能力较弱,可能会影响作物正常生长,因此,合理增施镁肥,特别是旱地土...     

土壤普查与数字土壤

“数字”听起来是枯燥的,然而运用数字技术打造的虚拟现实将展示给我们一个有声有色、真真切切、绚丽多彩的世界。本文浅谈一点对土壤普查、土壤分类和数字土壤的联想。1　土壤普查回顾农业是国民经济的基础,土壤是农业的基础。党和政府对土壤工作历来十分重视,早在1958年我国就作出“关于开展群众性土壤普查工作的指示”。在农业部的组织下,从1958年至1960年全国开展了轰轰烈烈的第一次土壤普查工作。经过3年的群众性普查,于1961年进行汇总整理,首次编制了《中华人民共和国农业土壤图》,《中国农业土壤肥力概图》,《中国农业土壤改良概…     

中国土壤系统分类中土族划分的典型研究

选择我国北亚热带地区归属湿润淋溶的２２个土壤剖面为研究对象,研究了中国土壤系统分类中土族的划分依据和指标,指出,土族的划分应以土壤本身的性质为依据,反映土壤理化性质并影响土壤利用管理的颗粒大小级别,矿物学类型和土壤温度级别是理想的土族分类标准;土族命名要以这些属性名称加在名称连续命名,以准确地反映土壤的性质和分类地位。     

土壤硫素状况及其测试法

本文综述了近年来国内外在土壤硫素营养领域的研究进展，包括土壤中全硫和有效硫的含量，土壤中硫的形态及其转化，影响土壤硫素有效性的主要因子，讨论了土壤中不同形态硫的各种测试方法，并比较其与作物生长的相关性。     

黑土区农田土壤节肢动物群落与土壤理化性质的关系

【目的】分析外源性碳、氮干扰下农田土壤动物群落特征和土壤主要性质之间的相互关系,探索外源性碳、氮转化与土壤动物相互作用。【方法】2011年5—9月,采用手拣法、改良干漏斗法（Modified Tullgren）和湿漏斗法（Baermann）对吉林黑土区不同外源碳、氮干扰处理小区,即0.5倍、1.0倍、1.5倍和2.0倍（C0.5、C1.0、C2.0、N0.5、N1.0、N1.5、N2.0）和对照小区（不施肥,CK）土壤节肢动物群落进行调查,并对土壤主要性质进行分析。【结果】研究时段,共收集到农田土壤节肢动物70 485头（未知111头）,隶属8纲20目3亚目87科（总科）。农田土壤节肢动物个体数、类群数、群落多样性受采样时间与外源碳、氮干扰影响显著（P＜0.01）。与对照小区（CK）相比,施入外源碳增加了土壤有机碳与全氮含量、土壤C/N值以及土壤节肢动物个体数、类群数与多样性,但施入外源氮仅使土壤全氮含量和土壤中小型节肢动物的个体数增加。土壤节肢动物个体数与类群数分别与研究区域土壤温度、土壤湿度、土壤有机碳以及土壤呼吸强度存在显著的相关关系。等节虫兆科和长足虻科与土壤温度和土壤全氮含量呈正相关性;中气门亚目、甲螨亚目和棘虫兆科与土壤有机碳和土壤呼吸强度呈正相关性。冗余分析显示,土壤温度、土壤湿度以及土壤C/N对黑土区农田节肢动物主要类群作用最显著,农田土壤节肢动物主要类群较好的解释了土壤主要理化性质的变化。【结论】农田土壤节肢动物群落组成与多样性与采样时间、干扰种类相关,并受土壤温度、土壤湿度和土壤C/N影响;农田土壤节肢动物是反映土壤主要性质变化的敏感指示物。     

数字土壤制图在土壤养分方面的研究综述

土壤是生态系统中重要的组成部分,土壤养分是衡量土壤肥力的重要指标。土壤制图则是对土壤养分空间分布特征的反映,绘制准确的土壤空间信息是农林信息化与可持续发展的必然要求。在过去的30年,土壤养分预测性制图在各个方面都取得了显著进展。介绍了数字土壤制图的理论基础,以及阐述土壤养分预测过程中的主要方法,包括传统土壤调查法、空间插值法、土壤-景观模型法、遥感影像法,并分析了当前在土壤制图研究中存在的主要问题,最后讨论了未来土壤养分制图的发展前景,旨在帮助人们了解土壤制图研究的现状,以期为土壤预测性制图的进一步研究提供参考。     

土壤和土壤矿物对氯磺隆的吸附

用批量法研究了人工合成的铁、铝氧化物以及砂页岩发育的红壤对氯磺隆的吸附。结果表明: 1)在相同的条件下,氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中的吸附量随其浓度的升高而增加,氯磺隆吸附量的顺序为:铁氧化物<铝氧化物<红壤; 2)氯磺隆在铁、铝氧化物和砂页岩发育的红壤中吸附量随pH值的升高而减小。这些情况均与矿物及其组成有关。