两种除草剂对稻田土壤微生物数量和酶活性的影响

[目的]探究常用除草剂及其浓度对稻田土壤微生物数量及酶活性的影响,为评价除草剂对水田土壤生态效应提供参考依据。[方法]通过开展大田试验,设置了华星草克和丁草胺两种除草剂及其高、中、低3种浓度进行试验。[结果](1)中、低浓度丁草胺和华星草克对土壤微生物数量影响较小,即使在短期内会产生细微的抑制作用,但恢复较快;(2)高浓度处理对土壤微生物数量影响较为明显,但随除草剂施入时间的延长,抑制作用在21d基本恢复至对照水平;(3)两种除草剂处理对土壤脲酶、蔗糖酶均产生了一定的抑制作用,这种抑制作用随浓度升高而增强,但随着药效的降解,抑制作用逐渐消失,酶活性恢复至对照水平;(4)两种除草剂对土壤过氧化氢酶的影响与其他两种酶不同,具有一定的刺激作用。[结论]两种除草剂对稻田土壤微生物数量和酶活性的影响因不同的施药浓度以及施药后作用时间的推移而异,不高于中等浓度处理对其影响较小,且短期内易恢复至正常水平。因此,适量的除草剂对水田土壤生态系统是相对安全的。     

干湿处理对灰漠土土壤理化性质及微生物活性的影响

土壤风干．润湿过程可加剧土壤有机质矿化反应，其矿化来自于土壤非生物有机质分解和土壤微生物在干湿变化过程中死亡两个过程。因此，干湿变化可能对土壤有机质及养分循环产生重要的影响。国内外的相关研究主要集中于干湿变化过程中土壤对磷素的吸附作用及有机磷矿化作用微生物量碳的变化及有机碳矿化作用等等，实验对象多为肥沃或酸性土壤。灰漠土是干旱区的典型土壤类型之一，本文以阜康绿洲与其毗邻荒漠为研究对象，对干湿处理后土壤理化性质、土壤呼吸作用所发生的变化进行了初步研究，以期了解干湿变化过程对荒漠一绿洲土壤理化性质及微生物活性的影响，为荒漠土壤的演变机制和科学管理提供理论依据，同时也对干旱区土壤样品长期贮存后的再利用有一定指导意义。     

施用油橄榄加工废弃物对土壤生化特性的影响

油橄榄加工废弃物(OMW)的任意排放会造成严重的资源浪费和环境污染。合理施用OMW不仅可以改善土壤肥力,而且可减轻对环境的威胁,创造更大的经济效益。OMW施用于土壤中,可显著增加土壤有机物及可溶性有机碳的含量,改善土壤pH值及速效P、K等元素的含量,提高除草剂的利用率;可改变土壤微生物群落结构,增加微生物活动及生物量,促进土壤不稳定有机物的氧化成熟。但是由于OMW中含有较高浓度的酚类化合物,在施用时应严格控制其浓度,以降低对土壤生物的毒性。本文综述了施用OMW对土壤生化特性的影响。     

镁碱度对土壤微生物生物量及氮素矿化的影响

土壤剖面中Mg2+的大量存在是土壤发生碱化的原因之一。测定了疏勒河昌马冲积扇缘镁碱化盐渍土土样的Mg2+碱度、Mg2+/Ca2+、pH值、HCO3-+CO32-等化学性质指标,分析了这些化学性质指标对土壤微生物生物量碳(氮)及其潜在可矿化氮的影响。结果表明:微生物生物量碳、微生物熵、微生物生物量氮随Mg2+/Ca2+、Mg2+碱度的升高而线性下降,而潜在可矿化氮随Mg2+/Ca2+、Mg2+碱度的升高而指数下降;另外,微生物生物量C/N与Mg2+/Ca2+和Mg2+碱度的反向变化关系说明,Mg2+碱化盐渍土环境中细菌在微生物群落中占优势。总之,高Mg2+碱度对土壤微生物而言是一种严重的胁迫环境,它使得微生物生物量变小、活性显著降低。     

高寒草原土壤有机碳矿化对水氮添加的响应

[目的]研究不同水氮添加下的高寒草原土壤有机碳矿化过程,探讨土壤性质与土壤碳矿化的关系,为揭示全球变化背景下高寒草原土壤碳转化规律提供科学依据。[方法]设置45%,60%,75%,90%的田间持水量(WHC)4个水分梯度和4个氮添加梯度(0,0.2,0.4,0.8 mg/g)进行室内培养,分析CO_2浓度,测定土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)含量以及土壤酶活性。[结果]①在水或氮添加范围内,土壤有机碳矿化量呈抛物线变化趋势,土壤碳矿化受水分调控更加敏感,氮添加对土壤碳矿化的影响依赖于水分添加量。②土壤水分从45%增加到60%WHC,加速了土壤中可溶性物质溶出,增加了有机碳矿化;施氮量从0 mg/g增加到0.4 mg/g,土壤有机碳含量、土壤微生物量碳含量呈上升趋势,刺激了土壤有机碳的矿化。③90%田间持水量WHC的高水分添加与45%田间持水量土壤水分下的高氮添加(0.8 mg/g)抑制高寒草原土壤碳矿化,高水分添加通过降低土壤通透性抑制有机碳矿化过程,高氮添加通过降低土壤DOC生物有效性、土壤MBC含量、土壤酶活来抑制土壤有机碳矿化过程,高氮添加对碳矿化的抑制作用在90%WHC条件下得到缓解。[结论]随着未来氮沉降量与降雨量的持续增加,青藏高原高寒草原土壤有机碳的矿化作用可能会受到抑制,有利于高寒草原土壤有机碳积累。     

阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响

采用实验室培养试验研究了阿特拉津除草剂对土壤微生物生态特征的影响。结果表明：阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理释放的CO2与对照无明显差异,根据危害系数法的分级方法,其属于无实际危害级农药;阿特拉津除草剂10mg／kg浓度处理在初始阶段,明显降低土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,随培养时间推移土壤微生物生物量碳和生物量氮有所恢复,随后又有所下降,30d后土壤微生物生物量变化趋于平缓;阿特拉津除草剂对土壤微生物多样性产生一定影响．其影响随培养时间而异。在一定程度上反映出土壤微生物生态特征指标可作为除草剂污染土壤环境质量变异的参考指标。     

影响砂姜黑土麦田土壤氮素转化的生物学因素 及其对供氮量的响应

砂姜黑土是我国典型的中低产田土壤类型,研究其在土壤微生物驱动下的氮素转化过程及其机制,可为定向调控土壤氮素转化过程,提高氮素利用效率并减少其负面效应提供科学依据。试验设置0 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2)、225 kg·hm~(-2)和330 kg·hm~(-2) 4个供氮量,分别于冬小麦越冬期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期测定小麦根际土壤氮转化相关微生物作用(氨化作用、硝化作用和反硝化作用)强度和土壤氮素转化相关酶(脲酶、蛋白酶)活性,土壤净氮素矿化速率、土壤硝态氮和铵态氮含量的变化,研究影响砂姜黑土麦田土壤氮素转化的生物学因素及其对不同供氮量的响应。结果表明,土壤氮素转化微生物及酶活跃时期为拔节到灌浆期,灌浆期之后土壤氨化作用强度、硝化作用强度、脲酶及蛋白酶活性降低;土壤净氮素矿化速率与土壤氮素转化微生物作用强度及酶活性的活跃期较为一致,在开花前后达到最高。除脲酶活性随供氮量增加持续上升外,土壤氮素转化微生物作用强度及蛋白酶活性均随供氮量的增加,在225 kg·hm~(-2)处理下达到最高,进一步增加供氮量至330 kg·hm~(-2),微生物作用强度及酶活性均表现出不同程度的下降。可见,砂姜黑土土壤氮素转化的活跃期与小麦需氮高峰期基本一致,有利于冬小麦的生长。但由于砂姜黑土中土壤硝化作用强度较低,土壤硝化能力有限,从而降低了氮素可利用性,且增加了土壤氨挥发损失的潜在风险。在一定范围内增加供氮量,有利于土壤氮素的转化,但供氮过多(330 kg·hm~(-2))则不利于砂姜黑土供氮能力的提高。     

茶园多植物覆盖种植对土壤酶活性和有机碳矿化特征的影响

为量化不同覆盖作物种植模式对茶园土壤酶活性及有机碳矿化特征的影响,以湖北省十堰市郧阳区谭家湾茶园为研究对象开展覆盖作物多样性试验,设置四种覆盖作物种植模式:无覆盖作物(A0)、2种覆盖作物(A1)、4种覆盖作物(A2)、8种覆盖作物(A3),测定茶园0～20 cm和20～40 cm土层的土壤酶活性、有机碳矿化速率以及累积矿化量,并对其进行一级动力学方程拟合,得出有机碳潜在矿化势(C_p)和矿化常数(k)。结果发现,覆盖作物种植小区的土壤酶活性均高于对照小区,0～20 cm土层的酶活性均高于20～40 cm,不同覆盖作物类型对土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响具有显著差异(P0.05),但对土壤磷酸酶没有显著影响。与过氧化氢酶相比,土壤脲酶、磷酸酶是更重要的土壤碳循环参与者,其活性与有机碳矿化作用之间呈极显著正相关关系(P0.01),在土壤有机碳分解转化过程中具有重要作用。各处理的土壤有机碳矿化速率均呈现先升高后降低最后趋于平稳的趋势,0～20 cm土层的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均高于20～40 cm土层。0～20 cm土层C_p/k表现为A1A2A3A0,20～40 cm土层C_p/k表现为A1A2A0A3,两土层均以A1的土壤有机碳矿化作用最强。A1的微生物量碳和可溶性有机碳均高于其他处理,为作物生长发育提供了充足的养分,pH值也最高,有利于阻抗土壤酸化。     

秸秆还田对土壤氮素转化的影响

利用原状土柱田间培养法 ,测定了冬小麦、夏玉米农田土壤氮 (N)素的年净矿化量 ;利用氯仿熏蒸浸提茚三酮反应氮法测定了土壤微生物量氮的数量 ;利用连续流动分析仪测定了土壤表层无机氮的含量。结果表明 ,在冬小麦秸秆覆盖、夏玉米秸秆翻埋的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 210kg/hm2,第 2年为 179kg/hm2,2年的净矿化量均基本与同期施氮量相当。在秸秆不还田的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 164kg/hm2,第 2年为248kg/hm2,年际变化较大。翻埋玉米秸秆导致小麦季土壤表层无机氮数量增加 ,引发土壤氮矿化的正激发效应 ;表层覆盖小麦秸秆对玉米季土壤表层无机氮的影响不明显。秸秆还田后 ,每个生育期开始时 ,土壤微生物量氮比不还田土壤的增加 72 %～ 2.34% ,每个生育期结束时增加 34%～ 72%。在实施秸秆还田的最初 2年内 ,土壤微生物量但氮处于动态调整阶段 ,尚未达到新的稳定状态     

含镁粉尘对菱镁矿区土壤性质的影响

菱镁矿在开采和冶炼过程中释放出的大量粉尘(主要成分为MgCO3和MgO)严重污染了矿区内的土壤。通过分析辽宁海城某一矿区内距冶炼厂不同距离的废弃地土壤理化性质与微生物生物量及活性,发现距冶炼厂越近,土壤水溶性Mg2+含量、pH以及微生物代谢熵越高,而有机C、全量N、全量P、矿质N、速效P、微生物生物量C和N及N矿化速率越低。同时水溶性Mg2+含量与全量N、矿质N、速效P、水溶性Ca2+、土壤微生物生物量C和N、土壤N矿化速率呈显著负相关,表明高浓度Mg2+的存在,影响了土壤的理化性质及微生物特性,降低了土壤质量。     

不同栽培模式和施氮量对小麦-玉米轮作体系土壤供氮特性的影响

以6年的小麦-玉米轮作定位试验不同处理为对象,研究了不同栽培模式及施氮对土壤供氮特性的影响。结果表明,与常规对照模式相比,覆草模式显著增加了土壤酸解总氮及有机氮各组分的含量,以及土壤微生物量氮含量及氮素矿化势N0;垄沟模式(垄上覆膜、沟内覆草)土壤酸解总氮及氮素矿化势有所增加,幅度小于覆草模式,但降低了土壤微生物量氮含量。随着施氮量的增加,土壤酸解总氮含量增加,其中以氨基酸氮、氨基糖氮及氨态氮含量的增加尤为明显;施氮还提高了土壤氮素矿化势,但降低了土壤微生物量氮含量,以施N 240 kg/hm2处理最为明显。栽培模式和施氮量对土壤酸解总氮影响的交互效应达显著水平(P0.05)。土壤氮素矿化势、微生物量氮与氨基酸氮和酸解未知态氮间呈显著相关性(P0.05),说明土壤微生物量氮及氨基酸氮和酸解未知态氮组分可能是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

菌根真菌对有机污染物的降解研究

菌根作为真菌与植物的结合体,有着独特的酶途径,可以降解不能被细菌单独转化的有机物,不仅能从微生物修复角度影响有机物降解,还能从植物修复角度影响有机物的降解。本文综述了近年来菌根真菌对土壤中的石油类、农药、氯代芳香烃类及酞酸脂类污染物的降解研究进展,探讨了菌根降解污染物的内在可能机理,其中包括酶的作用、根际的作用及土壤中其他微生物对降解的贡献。综合菌根真菌在生物修复中的优点,认为其在生物修复中具有良好的应用前景。     

冻融循环条件下水分和氮添加对黑土有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是影响土壤碳循环及碳库大小的重要过程之一。冻融循环是东北黑土区初春和秋末普遍存在的自然现象,对土壤有机碳矿化有重要影响。而冻融循环条件下,土壤水分和氮素水平的变化对土壤有机碳矿化的影响还不明确。本研究以东北地区典型黑土为研究对象,采用室内模拟培养试验,设置4个处理:60%土壤田间持水量(WHC)+不添加氮、80%WHC+不添加氮、60%WHC+添加氮和80%WHC+添加氮,研究了冻融循环条件(-10~10℃)下土壤水分、氮添加及其交互作用对土壤无机氮含量、微生物量和有机碳矿化的影响。结果表明,与冻融前相比,经过19天的冻融循环后,水分和氮添加对土壤NO_3~--N含量均没有显著影响,而氮添加显著提高了土壤NH_4~+-N含量。在冻融循环条件下,土壤含水量变化对土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量的影响并不显著;氮添加显著增加了60%WHC含水量条件下的土壤MBC含量和80%WHC含水量条件下的土壤MBN含量。在整个冻融循环期,融化期和冻结期的土壤有机碳的矿化量分别占总矿化量的54%和46%。水分添加抑制了融化期的土壤有机碳矿化作用,而氮素和水分同时添加处理显著促进了冻结期的土壤有机碳矿化。在整个冻融循环期,土壤含水量与氮添加对土壤有机碳矿化量有显著的交互影响,无论是否有氮添加,水分添加对土壤有机碳矿化均无显著影响;氮添加显著降低了60%WHC条件下的土壤有机碳矿化量,而在80%WHC条件下,氮添加对土壤有机碳矿化无显著影响。因此,土壤含水量和氮素水平对冻融循环条件下黑土有机碳矿化有重要的影响。     

人工土快滤滤床对耗氧有机污染物的去除机制

通过对人工土快滤系统不同组分的灭菌试验和分析滤床落干恢复过程中土壤有机质的变化 ,对城市生活污水中的耗氧有机物 (COD)进入人工土滤床后的去向进行了研究。结果表明 ,人工土滤床对污水COD的去除是生物与非生物共同作用的结果 ,生物作用机制不仅表现在布水时期的生物降解 ,更反映在滤床落干期对被截留有机物的分解作用。系统好氧与厌氧微生物的周期监测表明 ,人工土滤床对污水COD的降解作用 ,不仅有污水微生物的生物降解 ,还有土壤微生物的矿化分解作用。人工土快滤系统是以好氧生物为主导的生物过程与非生物过程的有机结合     

冻融交替对土壤氮素转化及相关微生物学特性的影响

土壤冻融是发生在中、高纬度及高海拔地区的一种常见的自然现象。冻融作用通过影响土壤物理性质及生物学性状进而对土壤氮素转化过程产生重要影响,但目前关于冻融作用对土壤氮素转化过程影响的研究结果还不尽一致,对于冻融作用下土壤微生物学特性的研究相对较少。本文着重论述了冻融作用对土壤氮素转化过程(有效氮素含量变化、氮素净矿化速率、氮素损失途径等)的影响,并对冻融作用下土壤微生物生理和代谢特性进行了归纳和总结,简要指出目前研究过程中存在的问题,并对未来研究方向提出展望。     

农田重金属对“土壤-植物-微生物”系统的生态效应

以农田"土壤-植物-微生物"系统为对象,综述了重金属在农田生态系统中的生态效应。认为重金属对"土壤-植物-微生物"系统的影响表现在以下3个方面:影响土壤的生化特性,抑制土壤有机质的分解及矿化过程;被农作物吸收富集,并影响农作物的生长发育;影响微生物种群结构及生物活性,从而影响有机质矿化过程。     

不同耕作制度下除草剂流失量的测定和模拟

黏土或坡地土壤由于渗透率低,残留的除草剂很容易以径流的方式流失。2005年美国农业专家Gh idey等人在密苏里州北部墨西哥黏性土壤上进行了3种耕作制度下玉米田间除草剂流失量的测定与模拟,分别在1997年和1999年喷施除草剂,施入后不与土壤混合。目的是评价玉米地除草剂的施用方法、施用量和施用频率对表层水质的影响;建立以除草剂施用量、径流体积、施用天数和施用地点为函数的方程,计算表层径流中除草剂的质量浓度。此项研究对我国有关营养流失的研究有一定的借鉴作用。     

土壤中溶解性有机物及其影响因素研究进展

溶解性有机物(DOM)是陆地生态系统中极为活跃的有机组分,是土壤圈层与相关圈层(如生物圈、大气圈、水圈和岩石圈等)发生物质交换的重要形式。它不但是土壤微生物最重要的能量与物质来源,影响微生物的新陈代谢,而且对土壤营养元素(如C,N,P)和污染物的化学活性与生物活性也有直接影响。因此,土壤中溶解性有机物的消长动态已成为当前农业生态学领域的研究焦点问题之一。本文综述了土壤中溶解性有机物的迁移转化规律和主要影响因素,并指出未来的研究重点应在以下几个方面:(1)土壤有机质性质对DOM释放的影响。(2)有机质对DOM数量和质量的影响(3)生物和物理化学因素对土壤中DOM吸附和解吸的影响(4)DOC、DON和DOP迁移转化的差异。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

大气CO_2升高与农田土壤碳循环研究

大气CO2浓度的升高通过植物-土壤-微生物的相互作用对陆地生态系统中最大碳库土壤的稳定性产生重要影响。大气CO2浓度升高,影响许多植物生长发育过程,进而影响土壤有机碳输入量。与此同时,土壤微生物的群落与功能也会随之发生变化,参与土壤碳的转化,深刻影响陆地生态系统的碳循环。文章分析了大气CO2浓度升高影响农田土壤碳循的有关过程,包括高CO2浓度条件下,作物地下部分的生长响应,以及向土壤中输入作物光合有机物量和质的变化,探讨了土壤碳库对大气CO2浓度升高反馈的土壤微生物作用机制,进一步解析了土壤微生物群落结构在土壤碳与大气CO2浓度之间的相互作用,提出研究土壤有机碳转化的土壤微生物作用机制是预测全球气候变化条件下的农田土壤碳循环规律的关键。图1,参79。