矿区复垦对土壤养分和酶活性以及微生物数量的影响

[目的]研究矿区复垦对土壤养分和酶活性以及微生物的影响,并揭示其时空演变规律。[方法]以安徽省庐江钒矿区碳质页岩风化物区域的复垦土壤为对象,采用野外调查和室内分析的方法,对矿区复垦下的土壤养分、酶活性及微生物数量展开调查。[结果]随着复垦年限的增加,土壤电导率、含水量和全盐含量均明显增加,土壤容重、pH值和总孔隙度则明显降低;随着复垦年限的增加,土壤全钾和有效钾含量均降低,有机质、全氮、碱解氮、微生物量碳和微生物量氮增加,而全磷和有效磷并没有明显的变化趋势,其中土壤微生物量的变化幅度最大,对复垦的响应最为敏感;随着复垦年限的增加,矿区土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物数量均有所增加,但其增加幅度逐渐减小,细菌数量处于绝对优势地位,占到微生物总数的99.3%以上;随着土层深度的增加,土壤酶活性、微生物数量和土壤养分均呈降低趋势,表现出明显的"表聚性",同层相比,基本呈现出:60a40a20a5a规律,局部有所波动。[结论]矿区复垦能够改善土壤质量和土壤肥力;矿区复垦过程中通过影响土壤微生物活动和代谢进而影响土壤养分及酶活性,同时土壤微生物与养分和酶活性等地下生态指标之间在复垦过程中具有统一性。     

磷化铝对土壤微生物数量和酶活性的影响

为明确磷化铝对土壤微生物数量和酶活性的影响,采用室内培养的方法,研究了经0.1、1mg.g-1和10mg.g-13个浓度磷化铝熏蒸处理后,供试土壤中微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明,磷化铝处理土壤后,各个浓度的磷化铝对土壤细菌、真菌和放线菌数量具有抑制作用,浓度越高,抑制作用越强,但一段时间后低浓度（0.1mg.g-1）处理对土壤微生物数量的影响恢复至对照水平。磷化铝对土壤脲酶表现为抑制作用,并随浓度升高而增强;低浓度处理对土壤中的蔗糖酶活性抑制作用不明显,而高浓度（10mg.g-1）处理表现为强烈的抑制作用;各浓度处理初期对土壤过氧化氢酶表现为抑制或激活作用,但到第30d,恢复至对照水平。这说明,施入常规剂量的磷化铝对土壤微生物数量和土壤酶活性会产生一定的影响,在经过一定时间后均可恢复至对照水平。     

农业有机废弃物发酵后的有机肥对植烟土壤微生物数量及酶活性的影响

在大田条件下,研究了烤烟施用农业有机废物发酵后的有机肥(生物发酵有机肥)各生育期根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量和土壤酶活性的变化。结果表明,微生物数量和酶活性都呈现出随生育时期推进先增加后降低的趋势,其中在旺长期达最大。施入复混肥对根际土壤微生物数量的影响大于非根际土壤微生物。60%的生物发酵有机肥施入量是配施比例上的拐点,有机肥施入比例大于60%的处理,土壤酶活性提高幅度变缓,差异不显著。若再增加有机肥的投入比例效益不明显。从总体上看,施用生物发酵有机肥可以提高微生物数量和酶活性,从而提高土壤肥力。     

蔬菜废弃物不同堆制方法对微生物数量的影响

以蔬菜废弃物为材料,采用厌氧覆膜、好氧覆膜、地下式好氧、地下式厌氧、地上式好氧和地上式厌氧6种堆制方法,分别对堆肥40 d后堆肥中的微生物数量进行测定。结果表明:在6种堆制方法的两次试验中,同一处理中细菌、放线菌和真菌在数量上相差一个数量级;好氧覆膜处理的堆肥中细菌、放线菌和真菌数量相对较多,且微生物总数最多,分别为59.9×108和83.9×108cfu/g。因此,好氧覆膜处理的微生物腐解能力最强,操作简单,是处理蔬菜废弃物的最佳堆制方法。     

乙草胺对土壤微生物数量和酶活性的影响

采用室内瓶培养试验,研究了乙草胺施用对土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:乙草胺施用初期对土壤细菌和放线菌数量有明显刺激作用,但施用30d时高施用量处理(30mg·kg-1)呈明显抑制作用,之后各处理放线菌恢复到对照水平,而对细菌的抑制作用一直持续到60d;乙草胺对土壤真菌数量呈"抑制-恢复-刺激"的作用趋势。乙草胺施用初期对土壤脱氢酶产生一定刺激作用,45d后高施用量处理呈明显抑制作用,一直持续到60d;土壤过氧化氢酶对乙草胺不敏感,而转化酶和脲酶对乙草胺施入初期较敏感;低施用量处理对转化酶有抑制作用,高施用量处理对转化酶有刺激作用,各处理对脲酶都有抑制作用。     

不同复垦模式及复垦年限对土壤微生物的影响

为了研究不同复垦年限及复垦植被模式对复垦土壤生物肥力的影响,通过野外调查和采样分析,对平朔安太堡露天煤矿不同复垦年限及复垦植被模式下和原地貌（对照）土壤中细菌、放线菌和真菌3种微生物的数量及变化进行了研究。结果表明：1）从微生物总数来看,随着复垦年限的增加,微生物总数呈增加的趋势,复垦13a的土壤微生物总数达到了624.35×105～1 448.19×105 cfu/g,平均可达1 183.01×105 cfu/g（除自燃地外）,最高的和原地貌已相当。2）在不同复垦年限及复垦模式复垦地0～20 cm表层土壤微生物三大类区系组成中,细菌数量占绝对优势（95%以上）,放线菌数量次之,真菌数量最少。3）不同复垦植被配置方式对复垦土壤微生物数量的增加作用不同。在同一地点不同复垦模式复垦7 a的土壤中微生物数量的变化趋势是紫穗槐＞沙枣＞沙棘。不同复垦模式复垦13 a,从微生物角度评价它们的生态效益是：云杉×油松×落叶松＞刺槐×油松×榆树＞刺槐×柠条＞冰草×刺槐×柠条。4）从土壤微生物与复垦土壤养分的相关系数来看,细菌数量和微生物总数与土壤有机质、碱解氮含量呈显著正相关。     

铁路边坡土壤微生物数量和酶活性研究

采用野外调查与室内培养相结合的方法,研究了四川境内典型铁路路堑边坡(夹江段、五凤段和白云段)土壤微生物数量以及酶活性.结果表明,铁路边坡土壤微生物数量具有显著的季节变化,以夏季最多,春秋次之,冬季最少;各铁路边坡土壤年均微生物数量均高于对照自然边坡;土壤酶活性也呈现出明显的季节波动,各酶活性最高值普遍出现在夏、秋季节,冬季酶活性最低,土壤年均脲酶和过氧化氢酶活性均高于对照,蔗糖酶活性低于对照.各铁路边坡土壤微生物数量和酶活性的季节动态规律与对照自然边坡相似.夹江段铁路边坡土壤细菌与藻类数量呈极显著相关(r=0.999),真菌数量与过氧化氢酶活性呈显著相关(r=0.969);五凤段铁路边坡脲酶与蔗糖酶活性呈显著相关(r=0.978);白云段铁路边坡细菌数量与藻类数量、脲酶活性之间呈显著相关(r=0.963,r=0.962),各铁路边坡其它因子间相关性均不显著.温度是影响铁路边坡土壤微生物数量和酶活性的主要因子,人为扰动影响了土壤微生物的生长,进而引起了微生物产酶功能的变化.     

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*。     

吊兰生长对锌污染土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

选用观赏植物吊兰进行盆栽试验,通过测定吊兰根际、非根际以及未栽培吊兰的空白组土壤微生物数量、土壤酶活性及化学性质,研究吊兰对重金属锌污染土壤的修复作用.结果表明:土壤微生物数量、土壤酶活性、有机质含量及土壤呼吸作用强度均表现为吊兰根际组＞吊兰非根际组＞未栽培吊兰的空白组.而土壤锌总量、pH、电导率及氧化还原电位均表现为未栽培吊兰的空白组＞吊兰非根际组＞吊兰根际组.土壤锌浓度为200mg/kg时,细菌、真菌的数量最多,土壤呼吸作用强度、脲酶及磷酸酶的活性也达到最高值;土壤锌浓度为500 mg/kg时,放线菌数量最多,且蔗糖酶活性达到顶峰.三类微生物对锌的敏感性顺序为真菌＞放线菌＞细菌.土壤酶对重金属锌的敏感性顺序为蔗糖酶＞脲酶＞磷酸酶＞过氧化氢酶.通过微生物数量与土壤酶活性的双变量相关性分析可知,放线菌的变化对土壤酶的影响最大,其次是真菌,细菌影响最小.吊兰生长能够有效改善土壤环境,在重金属锌污染修复方面有广阔的应用前景.     

不同施肥处理对湖南红壤中微生物数量及酶活性的影响

对湖南红壤长期定位试验田的土壤进行了土壤微生物类群的数量和土壤酶活性的测定与分析，结果表明：NPK配施有机肥能明显提高红壤中各类有益微生物的数量。显著增强土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性。采用小麦、大豆、红薯轮作的方式也能较好地培肥土壤，提高有益微生物的数量及过氧化氢酶和磷酸酶活性，直接施有机肥的处理也有较好的效果，而单施N肥几乎各项指标都处于最低值。     

不同类型粪肥还田对土壤酶活性及微生物群落的影响

畜禽粪便作为有机肥还田可以维持和提高土壤有机质、改良土壤,有利于农业可持续发展。不同类型粪肥还田后对土壤生物学性状的影响不同,为探究这一问题,在内蒙古乌兰察布市设置田间试验,包括化肥(F)、羊粪(GM)、猪粪(PM)、牛粪(CM)4个处理,研究其对土壤养分、酶活性及微生物群落的影响。结果表明,施用粪肥较化肥具有增加土壤有机质、全氮、有效磷、铵态氮等养分含量的趋势。不同粪肥较化肥处理的土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性最高增幅分别为32.4%、150.4%、26.8%和30.1%。牛粪处理的土壤微生物生物量碳氮显著提高,分别较化肥增加33.2%和33.4%。不同处理在细菌门水平上的优势种群较一致,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)是优势种群。本试验条件下,牛粪处理更能提高土壤微生物生物量碳氮,短期内施用不同粪肥对于提高土壤微生物群落多样性差异不显著,土壤pH、有效磷、铵态氮是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子。     

3种有机物料对宅基地复垦土壤易变有机碳的影响

在成都平原宅基地复垦土壤上,以秸秆、菌渣和猪粪3种物料为有机肥料,配施化肥来平衡氮磷钾总用量,分小麦(春)和玉米(夏)两季开展田间试验,研究有机物料对土壤有机碳及易变有机碳的影响。结果表明:(1)3种物料配施化肥处理对复垦土壤TOC含量有提升效果,随土层的加深效果减弱,麦玉两季0—20cm和20—40cm土层提幅分别为0.15~0.26,0.08~0.20g/kg,提升效果为菌渣猪粪秸秆。(2)3种物料配施化肥处理对复垦土壤微生物碳(MBC)含量提升效果最好,并随土层的加深效果增强,麦玉两季0—20cm和20—40cm土层提幅分别为21.42%~54.59%,116.59%~150.12%,提升效果为菌渣猪粪秸秆。(3)3种物料配施化肥处理对土壤易氧化有机碳(POXC)的提升效果居中,并随土层的加深效果减弱,麦玉两季0—20cm和20—40cm土层提幅分别为41.51%~51.90%,18.77%~29.68%,提升效果为菌渣=秸秆猪粪。(4)3种物料配施化肥处理对土壤可溶性有机碳(DOC)的提升效果最差,并随土层的加深效果增强,麦玉两季0—20cm和20—40cm土层提幅分别为-1.89%~3.61%,6.77%~17.31%,提升效果为菌渣猪粪秸秆。(5)5种处理在麦—玉轮作下均能增加宅基地复垦土壤TOC、POXC、MBC及DOC的含量,且3种有机物料处理更加显著,单施化肥(CF)和不施肥(CK)对土壤TOC及易变有机碳组分含量有一定的提升效果。(6)宅基地复垦土壤的POXC、DOC和MBC与TOC均呈显著相关(P0.05);POXC、DOC和MBC与土壤养分在0—20cm比20—40cm土层相关性强。据此,在麦—玉轮作下"菌渣堆肥还田"处理对于改良宅基地复垦土壤、提高土壤肥力具有较好的效果。     

添加木醋液对沙地土壤微生物生物量和酶活性的影响

[目的]探讨沙地添加木醋液后土壤微生物生物量和酶活性的变化,为沙地土壤生物学质量的改良提供理论依据。[方法]采用盆栽植草培养法,以添加自来水为对照,对沙地添加不同稀释倍数(200,150,100,50,20)木醋液后的土壤可溶性有机碳、氮和酚,土壤微生物生物量碳氮以及土壤酶活性进行研究。[结果]向沙土添加木醋液可以显著降低土壤pH值,显著提高土壤易氧化碳、土壤水溶性碳氮、土壤可溶性酚以及无机氮的含量。在添加木醋液稀释高于50倍范围内,随木醋液稀释倍数降低,土壤微生物生物量碳氮增加以及β-糖苷酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性提高。添加稀释20倍的木醋液,导致土壤微生物生物量碳氮以及β-糖苷酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性有所降低。在高于20的稀释倍数范围内,随着施用木醋液稀释倍数的降低,α-糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶和酚氧化酶的活性有显著增加的趋势。[结论]添加不同稀释倍数的木醋液会影响沙地土壤微生物生物量和酶活性。     

植被恢复模式对川西北沙化草地土壤微生物量及酶活性研究

为研究不同植被恢复模式对高寒沙化草地治理过程中土壤微生物量及酶活性的影响,以川西北高寒沙化草地为研究区,以未恢复沙化草地为对照(CK),通过野外试验与室内分析相结合的方法对围栏禁牧布设沙障恢复模式(WLCD)、围栏禁牧布设沙障撒播草种(RGCD)和围栏禁牧布设沙障混播燕麦草种(YMCD)3种植被恢复模式下沙化草地的土壤微生物量以及土壤酶活性的变化规律和相互关系的研究。结果表明:(1)3种植被恢复模式下土壤微生物量碳氮、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶活性均显著高于CK(P0.05),其中YMCD变化最显著。与CK相比,YMCD土壤微生物量碳氮、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶活性均增加了217.52%,725.26%,130.88%,387.78%,300.33%,192.32%;(2)随着土层的加深,微生物量碳氮、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶与硝酸还原酶活性显著减小(P0.05),尤其是0—20cm土层;(3)微生物量碳氮与多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶间呈极显著正相关(P0.01);(4)多酚氧化酶与蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01),蔗糖酶与脲酶、硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01),脲酶与硝酸还原酶呈极显著正相关(P0.01);(5)研究表明土壤多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶与硝酸还原酶可敏感地反映植被过程中土壤质量的变化,植被恢复措施可改善表层与深层土壤的生物学性质。     

种还分离玉米秸秆还田对土壤微生物量碳及酶活性的影响

在种还分离模式下采用尼龙网袋法对玉米秸秆还田进行田间原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同还田深度下对土壤总有机碳、微生物量碳、纤维素酶活性和过氧化氢酶活性的影响。试验设置秸秆还田量0(R0),0.44%(R1),0.88%(R2)和1.32%(R3)4个水平和3个还田深度0—15,15—30,30—45cm交叉处理。结果表明:还田1年时,在0—15cm土层,土壤总有机碳、微生物量碳、纤维素酶活性和过氧化氢酶活性均随秸秆还田量增加而提高,且R3处理提升效果最显著,分别达到30.98%,101.16%,172.72%,5.40%;在15—30cm土层,秸秆还田处理的土壤总有机碳、微生物量碳含量和过氧化氢酶活性高于R0处理,但R1、R2、R3之间无显著性差异,纤维素酶活性随秸秆还田量增加而变大;在30—45cm土层,R2、R3处理的土壤总有机碳、微生物量碳含量和纤维素酶活性显著高于其他处理,各处理的过氧化氢酶活性并无显著差异。还田2年与还田1年相比,各处理的土壤总有机碳、微生物量碳、纤维素酶活性均降低,降低幅度分别为8.59%~35.36%,6.74%~29.16%,6.18%~31.72%,但过氧化氢酶活性呈增加趋势,以R3增幅最大,随土层加深,提升幅度为14.14%,10.14%,12.11%。说明在种还分离模式下可以高量秸秆还田,并可有效改善土壤肥力。     

浑河上游河岸带土壤微生物数量及酶活性特征

为了研究浑河上游河岸带土壤质量现状,采用实地调查与实验室分析相结合的方式,测定了其天然灌木草地、次生林、人工松林和玉米地的土壤微生物数量和酶活性特征。结果表明,土壤微生物数量呈现出在天然灌木草地和次生林中最多,人工松林次之,玉米地最少的趋势;细菌在土壤微生物类群中占绝对优势,比例为99.87%~99.94%;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性变化范围分别为12.95~76.43,0.35~1.80,1.32~6.39,0.35~1.61 mg/(g·d)及0.93~3.27 ml/(g·20 min);5种土壤酶活性呈现出在天然灌木草地和次生林中最多,人工松林次之,玉米地最少的趋势;相关性分析中,细菌数量与5种酶活性显著正相关,放线菌数量与除了过氧化氢酶之外的其他4种酶活性显著正相关,真菌和蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性显著正相关。4种植被河岸带中,天然灌木草地和次生林具有最高的微生物数量和土壤酶活性,土壤质量高,是很好的河岸带形式。     

氯嘧磺隆对土壤微生物数量,酶活性及呼吸强度的影响

氯嘧磺隆是一类高效广谱除草剂,研究其对土壤微生物的影响对其合理使用具有重要意义。通过室内瓶培养实验研究了不同浓度氯嘧磺隆对土壤呼吸强度、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:氯嘧磺隆施入土壤2周后,可明显提高土壤呼吸强度,且浓度越大,提高效果越明显;氯嘧磺隆施入土壤1周后,不同浓度氯嘧磺隆处理均可提高土壤细菌和放线菌数量,45 d时表现出抑制作用,60 d可恢复到对照水平;氯嘧磺隆对土壤真菌数量表现为抑制作用,而后恢复到对照水平,45 d时田间施用量可抑制土壤真菌的增殖,但60 d可恢复到对照水平。土壤培养前1周,氯嘧磺对土壤过氧化氢酶、土壤转化酶、土壤脲酶活性均表现出不同程度的抑制作用,且浓度越大抑制作用越明显。之后三种酶表现出一定的激活作用,培养60 d可恢复到对照水平。以上试验结果可为合理施用氯嘧磺隆提供理论依据。     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量（0、1500、3000、4500、6000kg.hm-2）对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响。结果表明：秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田（对照）,但是未全部达到显著性差异;50%秸秆还田处理增产效果最显著（P〈0.05）,与对照相比,理论增产10.2%,实际增产9.0%;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50%秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显（P〈0.05）,分别较对照提高46.0%和90.0%;25%和50%秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性（P〈0.05）;25%、50%和75%秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3%、12.1%和8.5%（P〈0.05）;与对照相比,50%秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3%（P〈0.05）。鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究。     

旱地红壤不同土地利用方式对土壤酶活性及微生物多样性的影响差异

土壤是人类存在与发展的必需物质基础,土地利用的变化直接影响土壤质量。以江西红壤为例,通过野外采样和室内实验分析,研究了旱地红壤的5种土地利用方式:荒地(HD)、茶树园(CSY)、柑橘园(GJY)、花生地(HSD)、玉米地(YMD)的表层土壤(0-15 cm)土壤酶活性及微生物多样性。结果表明:与荒地相比,茶树园、柑橘园、花生地和玉米地的土壤基础呼吸强度分别提高了93.33%,79.71%,9.12%,6.45%;茶树园的土壤微生物量碳含量比荒地的增大了113.67%,而柑橘园、花生地和玉米地比荒地的分别减小了12.35%,6.84%,87.57%;茶树园、柑橘园和花生地的土壤FDA水解酶活性分别比荒地的增大了51.99%,44.04%,25.55%,而玉米地的比荒地的减小了13.62%;茶树园和花生地的土壤脱氢酶活性分别比荒地的增大了2.47%和123.63%,柑橘园的比荒地的增大了35.70%;5种土地利用类型对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性影响较小。茶树园、柑橘园和花生地的土壤微生物总磷脂脂肪酸量分别比荒地的增大了11.11%,5.56%,2.78%,而玉米地的比荒地的减小了13.89%;茶树园、柑橘园和玉米地的土壤细菌种类分别比荒地的减少约9.09%,4.55%,22.73%;不同土地利用方式的土壤真菌种类数相同,无差异;茶树园和花生地的土壤放线菌种类均比荒地的增大约16.67%,而柑橘园的比荒地的减少约16.67%。说明相比于荒地、柑橘园、花生地和玉米地,茶树园的土壤微生物多样性更加丰富,群落结构也相对稳定,种植茶树更有利于提高土壤质量及对土壤肥力的保持。