生物炭对大豆根际土壤酶活性及产量的影响

研究不同生物炭施用量对大豆增产与根际土壤酶活性的影响,为大豆增产提供合理的生物炭施用量。以当地常规施肥为对照(CK),设置生物炭处理27 kg·hm^-2(B1)、54 kg·hm^-2(B2)、81 kg·hm^-2(B3)、108 kg·hm^-2(B4),生物炭与常规肥混匀沟施。结果表明：B3处理可以显著提高大豆根际土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性以及土壤酸性磷酸酶活性;土壤β-葡萄糖苷酶活性则表现为在大豆营养生长期间B1处理酶活性最高,在生殖生长阶段B4处理酶活性最高;生物炭对土壤蔗糖酶活性的影响不显著。B3处理显著增加了大豆株高、单株荚数、有效荚数、单株粒重、百粒重及产量,各因素分别较CK增加了13.13%、32.11%、45.73%、17.41%、7.80%及7.35%。生物炭可以提高土壤酶活性、改善土壤微环境,与化肥配施可以显著增加大豆株高、有效荚数和百粒重,进而促进农作物增产增收。     

转BADH基因大豆对盐碱土壤氮素转化的影响

以转甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase)基因(BADH)大豆、非转基因亲本‘黑农35’、野生大豆、当地栽培种‘抗线王’、耐盐碱性较差品种‘合丰50’等5种大豆品种为材料,在典型盐碱土封闭种植,于大豆苗期、花荚期、鼓粒期和成熟期取根际土,采用经典方法测定氮素转化过程相关的细菌数量、生化功能及速效氮含量等指标的动态变化,为揭示转BADH基因大豆对土壤氮素转化的影响机制提供理论支持。结果表明:与非转基因亲本相比,转BADH基因大豆对苗期和花荚期根际土壤固氮菌数量有促进作用,但抑制苗期和花荚期根际土壤氨化细菌数量,对硝化细菌数量无显著性影响;显著促进成熟期大豆根际土壤固氮作用强度,对大豆苗期、花荚期和鼓粒期根际土壤氨化作用强度有显著抑制作用,显著促进各生育时期硝化作用强度;转BADH基因大豆苗期和花荚期根际土壤铵态氮含量显著降低,对鼓粒期根际土壤铵态氮含量无显著性影响,成熟期根际土壤铵态氮含量显著增高,大豆苗期、鼓粒期和成熟期根际土壤硝态氮含量显著升高,花荚期根际硝态氮含量显著降低。研究结果说明,转BADH基因大豆通过调节苗期、花期根际土壤氮素转化功能菌数量和生化过程强度进而影响氮素转化。     

木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分和酶活性研究

对木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分及酶活性进行测定,结果表明:混交林根际与非根际土壤pH值均呈下降,加剧了土壤酸化。速效钾除外,混交林中木麻黄根际各种矿质养分含量都小于对应的纯林;土壤阳离子交换总量减小,土壤营养贮量和养分供应能力有所下降。多酚氧化酶除外,根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化物酶活性混交林中小于纯林。混交后木麻黄在促进湿地松生长的同时可能对自身的生长不利,在沿海沙地营造木麻黄湿地松混交林,两树种均对土壤养分的过量索取可能会加剧地力的退化。     

氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性和养分有效性的影响

在新疆石河子进行了2年不同氨基酸有机肥施用量的大田试验,测定棉花根际和非根际土壤酶活性和有效养分含量。结果表明,棉花根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性高于非根际,且脲酶、纤维素酶活性达到显著差异。新陆早8号根际过氧化氢酶活性高于新陆早12号,但蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性低于新陆早12号。根际碱解N呈显著降低,速效P呈增加趋势。膜下滴灌根际和非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、土壤pH及非根际的碱解N、速效P、根际的速效K较淹灌高,而土壤蔗糖酶、纤维素酶、根际碱解N、速效P、非根际的速效K较淹灌低。氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性都有增加作用。土壤pH随着有机肥施用量的增加呈下降趋势,根际低于非根际。氨基酸有机肥增加了土壤碱解N、速效P、速效K含量。     

不同年龄木麻黄林地根际土壤养分含量和酶活性动态

在福建省东山县滨海沙地，开展了不同年龄木麻黄林地根际和非根际土壤养分和酶活性的测定，研究结果表明：（1）不同年龄木麻黄林地根际pH小于非根际土壤，随林龄增长根际土壤和非根际土壤pH值均表现为下降趋势；根际土壤有机质、全氮和水解氮含量高于非根际土壤，各土层有机质含量在中龄林时最大；从中龄林阶段至过熟林，水解氮含量下降；全磷和速效磷含量从幼林发育至中龄林、近熟林逐渐减少，至过熟林略有恢复；根际土壤全钾、速效钾含量呈增加趋势。（2）不同年龄木麻黄林地根际CEC值、水解性总酸度、交换性盐基总量、交换性Mg^2＋均大于非根际土壤；幼林龄根际交换性Ca^2＋低于非根际；土壤CEC值在中龄林时最高。（3）不同年龄木麻黄林地根际土壤磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性均大于非根际土壤；随着林木的生长，根际和非根际土壤磷酸酶活性逐渐升高，并且根际与非根际间的差异也呈增大趋势；根际过氧化物酶活性从幼龄林到中龄林下降，随着林木生长至过熟林有所升高；根际多酚氧化酶活性在过熟林阶段高于其它发育阶段。     

外源硒肥对黄精生长及其根际土壤养分和酶活性的影响

硒是人类必需的微量营养元素,食用富硒农产品具有预防疾病、增强免疫力和抗衰老等功效。黄精对硒有较强的生物富集能力,通过硒肥生物强化黄精是安全有效获得富硒农产品的途径之一,因此,研究硒肥对黄精生长及其根际土壤养分和酶活性的影响具有重要意义。以多花黄精为材料,通过盆栽试验,研究3种不同种类肥料(普通蚯蚓肥、蚯蚓无机硒肥、蚯蚓有机硒肥)对黄精幼苗生物量、叶片生长、茎粗、株高、生根数、多糖、硒含量、硒形态、根际土壤养分和酶活性的影响。结果表明,土壤施用普通蚯蚓肥和蚯蚓无机硒肥较不施肥对黄精幼苗的生长无显著促进作用,施加蚯蚓有机硒肥能显著提升黄精生物量、叶片、株高、生根数和多糖等生长指标。施用外源硒肥显著增加了黄精硒含量,蚯蚓有机硒肥处理中黄精总硒和有机硒含量分别是无机硒肥处理的1.38和1.56倍,施用蚯蚓有机硒肥更利于黄精总硒和有机硒的积累。蚯蚓有机硒肥促进了黄精根际土壤中碱解氮和速效钾的释放,相关性分析表明,土壤碱解氮和速效钾的增加可能是蚯蚓有机硒肥促进黄精生长和品质提升的原因之一。黄精根际土壤酶活性对不同硒肥表现出不同的动态响应,外源硒肥显著提升了土壤脲酶和蔗糖酶的活性,有机硒肥与无机硒肥相比更有利于促进土壤微生物的生长繁殖,提高土壤酶活性。综上所述,蚯蚓有机硒肥是黄精幼苗阶段较为理想的促生肥和硒强化肥,蚯蚓有机硒肥替代普通蚯蚓肥和蚯蚓无机硒肥有望成为未来培育富硒农产品的主要途径。     

杉木根际土壤微生物和酶活性初探

植物根际环境的研究中,对林木根际的研究较少,近年来,南方连栽杉木林地地力衰退,杉木生长不良现象日趋普遍,引起林业界的极大关注^[1]。     

种植转双价抗真菌基因水稻对根际微生物群落及酶活性的影响

对转几丁质酶和葡聚糖酶双价抗真菌基因抗病水稻七转39种植后的根际土壤微生物群落和酶活性进行了分析。研究结果表明,七转39根内生真菌和细菌数量显著低于非转基因阴性对照七丝软粘和常规水稻竹籼B,根际土壤中真菌和细菌数量也少于七丝软粘,与竹籼B数量接近。在水稻抽穗期测定,转基因水稻根际土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和脲酶活性以及可溶性有机质、氮、磷含量均与对照无显著差异。转基因水稻残体腐解过程中土壤腐殖酸含量变化与七丝软粘一致。与对照相比, 种植七转39未对下茬水稻的生长产生显著影响。     

转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因抗病棉花的种植对棉花根际土壤酶活性的影响

本研究探讨了转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因的抗病棉花株系７p、２８p（双价载体）以及受体高代材料９７１８５、７９７０１的种植对根际土壤过氧化氢酶活性、蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性的影响。结果表明：整个生育时期抗病转基因棉花根际土壤的过氧化氢酶活性与其受体之间差异不显著（Ｐ＞０．０５）。另外,根际土壤的蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性在同一生育期内差异不显著（Ｐ＞０．０５）,而在不同的生育时期差异显著（Ｐ＜０．０５）。说明抗病转基因棉花的种植对根际土壤过氧化氢酶和蛋白酶几乎无影响,而根际土壤纤维素酶、脲酶、蔗糖酶活性的变化转基因抗病棉花与受体种植之间几乎没有影响,而在不同棉花株系和生育期之间产生一定的影响,这可能与不同基因类型以及生育期植株根部分泌物有关。研究初步表明转基因抗病棉花的种植对土壤微生态的影响不大。     

延边地区三种类型植烟土壤酶活力、速效养分根际效应研究

在大田环境条件下,采用随机区组设计,研究延边地区3种类型土壤烤烟全生育期根际和非根际土过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性,pH值,碱解氮、速效钾和速效磷含量动态变化.结果表明:延边地区植烟土壤根际土过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性平均为0.60U,0.48U和22.09U,根际效应在不同土壤酶间存在差异:过氧化氢酶(R/S=1.08)＜脲酶(R/S=1.14)＜转化酶(R/S=1.51).暗棕壤烟株根际土3种酶活性和酶活根际效应均高于其他两种类型土壤.烟株根际土pH值、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为5.42、72.52 mg/kg、33.36 mg/kg和402.04 mg/kg,根际效应表现为:pH(R/S=0.91)＜碱解氮(R/S=0.98)＜速效磷(R/S=1.99)＜速效钾(R/S=2.46).烟株根际土pH值、碱解氮和速效钾含量均表现为:暗棕壤＞黑砂土＞白浆土,根际土速效磷含量与此相反.结论:暗棕壤烟株根际效应较大,酶活性较高、养分富集较多,为烟株生长提供了良好的养分供应环境,是暗棕壤烟叶质量优于黑砂土和白浆土的原因之一.     

荒漠草原土壤酶与土壤养分的动态研究

研究了内蒙古荒漠草原不同利用强度单元内土壤养分以及5种酶活性,并对土壤酶活性与土壤养分含量之间的相关性进行了分析。结果表明,草原的利用强度直接影响着草地的土壤养分状况和酶活性,轻度利用有利于土壤中5种酶活性的增加,重度利用则导致土壤转化酶和蛋白酶活性显著降低。轻度利用增加了土壤中有机质、全氮和全磷的含量,重度利用则导致土壤有机质、全磷、全氮和全钾含量降低。脲酶和多酚氧化酶的活性在年季内变化幅度较大。相关性分析表明,蛋白酶与各养分之间的相关性最大。     

转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱体内几种酶活力的影响

为研究转Bt基因棉花上烟粉虱种群较常规棉上升的原因是否受到Bt毒蛋白的影响,以及是否与体内保护酶和解毒酶活力变化有关,应用转Bt基因棉花‘新棉33B’及其常规棉受体‘33’为试验对象,采用ELISA法和酶活力测定法,分别研究了取食转Bt基因棉花后烟粉虱体内Bt毒蛋白含量以及体内过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶和乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)3种解毒酶活力的变化情况。结果表明,在取食转Bt基因棉花‘新棉33B’4 h后,烟粉虱体内能检测到Cry1Ac蛋白,并且在12 h后维持在一个相对稳定的状态。取食‘新棉33B’后烟粉虱体内的SOD和GSTs活力受到显著抑制(P0.05),并且随着取食时间的延长,SOD活力逐渐下降,其中取食8 h、12 h、24 h和36 h后较取食‘33’的对照分别下降了37.8%、32.1%、32.0%和31.9%。CAT、POD和CarE活力显著提高(P0.05),并且随着取食时间的延长,酶活力逐渐上升,与对照相比,取食12 h、24 h和36 h后,CAT活力分别为取食‘33’的对照的1.54倍、1.55倍和1.42倍;POD活力分别为取食‘33’的对照的1.59倍、1.39倍和1.53倍;CarE活力分别为取食‘33’的对照的1.32倍、1.34倍和1.39倍;取食‘新棉33B’对AChE活力没有明显影响。结果提示,转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱保护酶活力总体起到促进作用,对解毒酶活力总体影响不大。故烟粉虱体内保护酶活力的增加可能会有益于烟粉虱种群的增长,但是否起到决定性作用还有待进一步研究确定。     

荒漠盐生植物根际土壤酶活性的变化

利用根袋法研究了荒漠盐土和灌耕灰漠土中6种不同荒漠盐生植物根际养分和酶活性特征.结果表明:两种土壤中,根际土全氮含量比非根际土高,但全磷却比非根际土低.根际土有效态养分的变化则与全态相反,6种植物的根际土有效氮含量均显著低于非根际土,除芦苇外,根际土有效磷含量均高于非根际土.6种植物中,钠猪毛菜根际土有效氮亏缺最高,有效磷富集也最少.分析测定了根际土和非根际土转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性及其与土壤养分的关系.结果表明:过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶在两种土壤的植物根际表现出相反的变化,荒漠盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而灌耕灰漠土的根际土3种酶活性均低于非根际土.荒漠盐土碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶与几种主要养分含量有很强的相关性,较好地体现了荒漠盐土根际的养分状况,也说明盐生植物对荒漠盐土酶活性有较大的影响.     

黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究

由人为及自然多种因素的影响造成很多地区人工林地出现衰退现象。本研究选择黄河三角洲不同退化程度的刺槐人工林,对林地土壤酶、养分和微生物及其相关性进行了研究,探讨人工刺槐林退化的原因。结果表明:随着人工刺槐林退化程度加重,土壤脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性下降;过氧化氢酶活性则先上升,重度退化林地下降。脲酶与多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著相关,过氧化物酶与多酚氧化酶活性显著相关,其他酶之间相关性不显著。土壤养分与土壤酶的变化趋势基本一致,随着林分退化程度加重,有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均呈下降趋势;土壤pH、含盐量随着林分退化程度加重与土壤深度增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反。土壤酶特别是脲酶活性与土壤养分显著正相关性,与土壤pH和含盐量呈显著负相关。不同退化程度的人工刺槐林地土壤细菌数量最多;真菌和放线菌与细菌变化趋势各不相同,随着退化程度的增加,细菌平均数量表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化,真菌数量为轻度退化>未退化>中度退化>重度退化,放线菌数量为中度退化>轻度退化>未退化>重度退化。脲酶与细菌、真菌和放线菌数量显著相关,细菌与除过氧化氢酶外的土壤酶活性显著相关,其他酶活性与各类微生物数量相关性不显著。     

生物耕作对蔬菜田土壤养分及酶活性的影响

通过在上海市崇明岛西部设置的长期定位试验,探讨生物耕作对菜田土壤养分及酶活性的影响。3年结果表明,与免耕处理相比,生物耕作有助于土壤养分含量增加,其中土壤有机质、 全氮、 全磷最高增幅分别为1822%、 1745%和1332%,速效氮、 速效磷和速效钾最高增幅分别为125.0%、 432.5%和21.3%,最高值多出现在生物耕作两年和三年时,差异显著（P0.05）。同时,随生物耕作年限的增加,05 cm土层过氧化氢酶、 脲酶、 蔗糖酶和蛋白酶活性均呈增加趋势,最高增幅分别为27.78%、 951.11%、 16.11%和420.00%,分别出现在生物耕作的第三年和第二年,且差异显著（P0.05）。此系统中过氧化氢酶活性与有机质、 全磷、 速效氮、 速效磷、 速效钾和含水量等呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关（P0.05）, 有机质等是土壤酶活性主要影响因子,它们单独或是综合影响酶活性; 生物耕作时间对酶活性直接影响力大小顺序为过氧化氢酶活性蔗糖酶活性脲酶活性蛋白酶活性,直接通径系数为分别为1.353、 1.070、 0.421和0.110,其主要通过有机质和速效氮正向影响酶活性。     

苏云金芽孢杆菌菌剂对棉花根际土壤细菌数量及多样性的影响

采用稀释平板培养法与PCR-DGGE技术, 以阿维菌素为阳性对照, 水为阴性对照, 研究了大田喷施推荐剂量(0.1 kg·hm^-2)和高剂量(10 kg·hm^-2)苏云金芽孢杆菌(Bt)菌剂对棉花根际土壤细菌种群数量及结构的影响。结果表明, 喷雾处理后1~3 d, 不同处理组土壤细菌数量间无显著性差异, 在3 d时细菌数量均值达到最大, 之后开始下降, 12 d后清水对照、推荐剂量Bt菌剂、高剂量Bt菌剂处理组土壤细菌数量均值维持在4.0×107 CFU·g^-1左右; 推荐剂量Bt菌剂处理样品土壤细菌数量在6 d时显著高于清水对照, 其余时间与清水对照间无显著性差异; 高剂量Bt菌剂处理与清水对照在整个试验期间均无显著性差异; 阿维菌素处理组土壤细菌数量在0~6 d内与清水对照无显著性差异, 而在12~45 d内显著低于其他3个处理组。DGGE图谱显示, Bt菌剂处理对棉花根际土壤17种细菌均无显著抑制作用。聚类分析结果表明, Bt菌剂对土壤细菌群落结构的扰动在12 d后得到恢复。与阴性对照组相比, Bt菌剂对土壤细菌多样性指数无显著影响, 而阳性对照阿维菌素对土壤细菌种群消长和多样性指数有较强的影响。对DGGE图谱中17条电泳条带的序列分析, 证明棉花根际土壤中存在起固氮作用的慢生根瘤菌属细菌和具有污染修复与净化活性的鞘脂菌属、鞘氨醇单胞菌属和红球菌属细菌。Bt菌剂与阿维菌素处理均对这些土壤有益菌群无明显不利影响。总体结果表明, Bt菌剂无论是在正常推荐剂量下还是在较高剂量(推荐剂量的100倍)下使用, 对棉花根际土壤微生态环境产生的冲击都较小, 是一种生态安全性较高的生物农药。     

不同有机肥对花生营养吸收、土壤酶活性及速效养分的影响

通过盆栽试验,研究等养分投入条件下,施用化肥与不同有机肥(猪粪、牛粪、鸡粪、麸酸有机无机复混肥)对花生营养吸收、土壤酶活性及速效养分的影响。结果表明,与化肥相比,施用有机肥脲酶活性提高6.2%～22.1%,磷酸酶活性提高7.9%～27.9%,过氧化氢酶活性提高45.1%～65.2%,分别以猪粪、鸡粪、麸酸有机无机复混肥最高,而转化酶活性各处理表现不一。施用有机肥较化肥促进了N、P、K养分向花生果仁转移累积,果仁吸N量、吸P量、吸K量、吸S量分别较化肥提高22.7%～78.0%、47.1%～74.5%、65.2%～91.6%、5.6%～61.2%,其NPK养分总吸收量以麸酸有机无机复混肥最高。施肥均提高了种植花生后的土壤N、P、K速效养分含量,施用麸酸有机无机复混肥还明显改善了土壤S素营养。     

保护性耕作对旱作农田耕层土壤肥力及酶活性的影响

通过田间定位试验,研究了不同耕作方式对黄土高原西部旱农区耕层土壤肥力和酶活性的影响。结果表明,秸秆还田可以显著提高 0—5和5—10 cm土层有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、速效磷、速效钾和3种水解酶活性; 10—30 cm 土层仅提高了有机质、全钾和速效钾含量,对其余各养分含量和水解酶活性并无明显影响。免耕降低了0—5、5—10和10—30 cm土层硝态氮含量,但对过氧化氢酶活性有明显促进作用。相关分析表明,土壤有机质、养分和碱性磷酸酶、蔗糖酶活性之间呈极显著相关关系。进一步应用主成分分析表明,土壤有机质、养分和水解酶活性共同反映着黄土高原雨养农区土壤肥力水平的高低。     

贵州山区不同海拔蔬菜种植区域内土壤养分和酶活性变化

探讨不同海拔蔬菜高效种植区域内对土壤养分和酶活性的影响,为蔬菜高效种植的土壤养分管理提供依据。对贵州省高、中、低不同海拔区域的蔬菜地土壤进行取样,分析测定了土壤有机质、氮磷钾养分和酶活性的变化。结果表明,连续3年蔬菜高效种植的土壤有机质、全量氮、磷、钾与农民传统种植无明显差异,蔬菜高效种植模式下土壤碱解氮、有效磷有明显积累;土壤磷酸酶活性有随海拔增高而增大趋势;蔬菜高效模式下的酸性磷酸酶活性大于单作或稻油轮作;土壤脲酶活性受种植模式的影响大于海拔;参考菜园土壤速效养分丰缺指标,低海拔区三都县应适当减少氮磷钾化肥用量,中海拔区福泉市和高海拔区大方县应适当增加磷、钾化肥用量。