长期施肥管理对红壤稻田土壤微生物量碳和微生物多样性的影响

【目的】土壤微生物在地球化学循环及维持土壤肥力和作物产量方面发挥了重要作用,为了研究长期不同施肥制度对土壤肥力状况的影响,明确施肥制度与土壤微生物的关系。【方法】采用土壤熏蒸和磷脂脂肪酸分析方法,研究了湖南宁乡不施肥处理、施用化肥、常规施肥、秸秆还田、30%有机肥+化肥和60%有机肥+化肥6个长期肥料定位试验的土壤微生物量碳及磷脂脂肪酸。【结果】与不施肥对照相比,施用化肥、秸秆还田及有机肥与化肥配合施用可以显著的提高土壤微生物量碳及总磷脂脂肪酸的量。长期施用化肥后,群落中含有iC15:0的微生物明显增多,长期施用有机肥和秸秆还田后,群落中含iC15:0微生物明显减少,而含aC15:0微生物则显著增加。通过对21种测得磷脂脂肪酸进行主成分分析,结果表明,前两个主成分可以解释总变异的87.6%。除C12:0和C15:0外,大部分的非饱和脂肪酸和环式脂肪酸的变异可以在第一主成分中反映出来。从肥料处理的主成分分析结果看,第一主成分及第二主成分可以解释肥料处理变异的89.8%,相比较而言,化肥处理和常规施肥处理相互间的差别较小,60%有机肥处理与秸秆还田处理几乎重合。【结论】不同施肥处理对土壤微生物量碳和微生物多样性有重要影响,肥料处理差异可以在微生物结构与多样性变化上得以体现。     

耕作方式与秸秆还田对麦田土壤有机碳积累的影响

通过大田定位试验,研究了稻麦两熟制下耕作方式与秸秆还田对麦田土壤总有机碳积累的影响。结果表明:秸秆还田可以显著提高土壤总有机碳和土壤微生物生物量碳的含量,其中旋耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤总有机碳含量提高了37.19%,翻耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤微生物生物量碳含量提高了62.88%;翻耕处理的15～25 cm土层土壤总有机碳和微生物生物量碳含量显著高于旋耕处理;在相同秸秆还田方式下,旋耕处理的0～7 cm和7～15 cm土层的微生物熵显著大于翻耕处理,而15～25 cm土层的则相反。     

聚马来酸酐对设施土壤微生物生物量碳、氮及土壤呼吸速率的影响

研究聚马来酸酐对设施土壤有机碳、全氮、土壤微生物生物量碳、生物量氮及土壤呼吸速率的影响。结果表明,单施氮肥、聚马来酸酐氮肥配施均显著提高了土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤呼吸速率强度。单施聚马来酸酐显著提高土壤C/N,对土壤微生物生物量碳、氮与土壤呼吸速率无显著影响。土壤微生物生物量碳、氮及土壤呼吸速率与土壤有机碳、全氮呈极显著(P0.01)或显著相关关系(P0.05)。与聚马来酸酐氮肥配施处理相比,单施氮肥对土壤微生物生物量碳、氮以及土壤呼吸速率无显著影响。氮肥配施适量的聚马来酸酐对提高设施土壤肥力、改善设施土壤质量效果最好。土壤微生物生物碳、氮及土壤呼吸速率可反映土壤质量的变化,作为评价设施土壤肥力的指标。     

济南市城市绿地土壤肥力综合评价及管理

本文对147个土壤样品的10项土壤肥力指标进行主成分分析,按照累计贡献率大于85%的原则提取6个主成分,并求得土壤样品6个主成分得分和综合得分。以主成分综合得分为聚类指标,采用等间距法将147个样品分为四个肥力质量等级。其中,第Ⅰ等级为养分丰富型土壤,其各项养分指标最高,综合得分在0.90~2.18之间,所占比例14.96%;第Ⅱ等级为养分较丰富型土壤,其综合得分在0.16~0.70之间,所占比例17.01%;第Ⅲ等级土壤肥力一般,其综合得分在-0.24~0.10之间,所占比例23.81%;第Ⅳ等级土壤各养分因子均缺乏,为养分缺乏型绿地土壤,其综合得分在-1.04~-0.27之间,所占比例44.22%。根据济南市城市绿地土壤肥力质量状况提出了加强济南市城市绿地土壤科学管理的措施和建议。     

基于养分含量和生化性状的南京城郊设施蔬菜土壤质量评价

为探讨长期大棚种植对土壤质量的影响,采集南京城郊5个蔬菜基地土壤,测定其pH值、养分含量、酶活性、微生物生物量和群落功能多样性等指标,采用主成分分析法初步评价设施蔬菜土壤的质量状况。结果显示:与露天菜地土壤相比,设施土壤pH值下降0.83,速效磷和速效钾含量分别提高79.00%和41.00%,微生物生物量碳、微生物商、物种丰富度和优势度分别降低25.00%、34.00%、28.00%和20.00%。主成分分析法得到的5个主成分对于总方差的累积贡献率达到86.20%。计算综合得分可知,南京城郊西寇地区土壤质量较好,谷里和江心洲地区土壤得分较低。结合土壤理化性状指标可知,谷里地区酸化明显、速效养分含量较高;江心洲地区土壤肥力水平较低。     

不同农业耕作模式下崇明盐碱土壤低碳化改良效应的模型评价

对不同农业耕作模式的崇明滨海盐碱土进行了为期15个月的跟踪采样,通过分析土壤的10余种物理、化学和生物指标,在原始数据呈现季节性波动的情况下,借助主成分分析的数学方法将对土壤的多指标评价转化为单一综合指标的评价.在通过数学模型强化土壤改良效果的显著性和规律性的同时,将土壤呼吸和生物量作为评价指标之一,得出了不同于传统土壤评价系统的结论.模型评价结果显示,a、b、c 3区传统评价体系的综合主成分得分为0.413 1、-2.621 7和2.208 58,3区加和土壤呼吸和生物量后的综合主成分得分为-1.698 9、-2.287 24和3.986 12,3区的耕作模式的差异表明不同样地的综合主成分得分和农业利用模式的多样性相关,多样化的耕作模式虽然加强了土壤的呼吸,但同时导致了该样区生物量的显著提高.因此加和了土壤呼吸和生物量的综合主成分得分仍然高于未加和这两项指标的得分.就实验样地而言,多样化的土壤利用模式可能得到比较理想的改良效果.     

秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及其细菌群落结构的影响

[目的]分析秸秆覆盖还田对桑园土壤肥力及其细菌多样性的影响,阐明秸秆覆盖还田技术对南方桑园土壤肥力及健康的影响机制与应用前景,为构建稳定高产、可持续发展的桑树栽培管理体系提供参考依据.[方法]设秸秆覆盖还田桑园和对照桑园(非秸秆覆盖还田桑园)2个处理,其中,秸秆覆盖还田处理是将水稻秸秆切碎、自然堆沤50~60 d后覆盖于桑树根系两旁,覆盖45 d后分别采集秸秆覆盖还田桑园和对照桑园的土壤样品,利用传统的测定方法和Illumina高通量测序技术分析秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及土壤细菌群落结构特征的影响.[结果]秸秆覆盖还田桑园土壤β-葡糖苷酶、氨肽酶和磷酸酶活性及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照桑园土壤(P<0.05,下同);秸秆覆盖还田桑园土壤的菌群Chao1和Shannon指数也显著高于对照桑园土壤.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌门分类数量均为11个,但二者的优势细菌门分类组成比例存在一定差异;相对于对照桑园土壤,秸秆覆盖还田桑园土壤中Bac-teroidota的相对丰度急剧增加,而绿弯菌门(Chloroflexi)和Verrucomicrobiota的相对丰度急剧下降.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌属分类数量分别为23和24个;与对照桑园土壤相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中虽然慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、Dongia、Candidatus_Udaeo-bacter和norank_f_JG30-KF-AS9等优势细菌属部分缺失,但富集了类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_Methyloli-gellaceae、黄杆菌属(Flavobacterium)和微枝形杆菌属(Microvirga)等特有优势菌属.秸秆覆盖还田桑园土壤的特有细菌属为199个、特有细菌种为390个,分别是对照桑园土壤特有细菌属和细菌种的3.75和2.52倍.[结论]秸秆覆盖还田不仅显著提高桑园土壤肥力,还改变桑园土壤优势细菌不同(门、属)分类水平的组成比例,形成更丰富多样的土壤细菌群落结构,而有助于维护桑园土壤健康.     

施肥对泡桐人工林土壤微生物活性的影响

为明确不同施肥处理对泡桐人工林土壤微生物特性的影响,以湖南省4年生泡桐人工林土壤为研究对象,分析4种不同施肥处理下土壤酶活性及土壤微生物量的变化,以及土壤微生物量、土壤微生物酶与土壤化学指标之间的关系,并对其主成分进行分析。结果表明:3种施肥处理显著改变了土壤中过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶的活性,其中专用肥对脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性提高更为显著,相比不施肥对照,分别提高了79.01%,72.40%和230.76%。3种施肥处理显著提高了土壤微生物的生物量,其中专用肥处理对泡桐人工林土壤微生物量碳和氮提高最为显著,相比对照处理,微生物量碳提高了321.02%,微生物量氮提高了386.87%。泡桐在专用肥处理下,除p H外,土壤养分与土壤酶活性呈现正相关;土壤微生物量碳、氮、磷与土壤酶活性呈现正相关;土壤微生物量碳、氮、磷与土壤养分呈现正相关。专用肥对土壤微生物活性和化学指标产生的影响最大。     

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、6000 kg· 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.     

长期不同施肥制度对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响

通过设置在北京昌平区的长期肥料定位试验,研究16年的长期不同施肥制度下,土壤微生物生物量碳、氮、磷的状况。试验设置冬小麦-夏玉米复种连作和小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作2种不同种植制度以及长期撂荒处理(CK0),其中冬小麦-夏玉米复种连作种植制度(种植方式Ⅰ)包括4个施肥处理,分别为:对照(CK,不施肥,但种植作物)、氮磷钾(NPK)、氮磷钾+猪厩肥(NPK+M)、氮磷钾+玉米秸秆(NPK+S);小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作种植制度(种植方式Ⅱ)包括1个施肥处理为氮磷钾+种植方式Ⅱ(NPKF)。试验结果表明:1)长期撂荒土壤的有机质和全氮的含量、微生物量碳(SMB-C)和氮(SMB-N)均显著高于2种不同种植制度的农田土壤,但土壤微生物生物量磷含量较低;2)2种不同的种植制度中,施肥处理(NPK、NPKM、NPKS和NPKF)农田的土壤养分含量、微生物量生物量碳、氮、磷均高于不施肥但种植的农田(CK),与CK相比,NPK、NPK+M、NPK+S和NPKF处理的微生物量生物量碳增加了26%、70%、36%和46%,微生物量生物量氮增加了92%、251%、130%和159%,以及微生物量生物量磷增加了519%1...     

不同管理措施对长江口围垦湿地芦苇群落土壤呼吸的影响

以崇明东滩的长江口典型芦苇湿地作为试验地点,通过对研究样地冬春季土壤呼吸及表层土壤温度、含水量的测定,探讨不同刈割期和还田处理对湿地芦苇土壤呼吸的影响。结果表明,晚期刈割且还田措施显著增加了土壤呼吸强度,而早期刈割且不还田措施显著降低了土壤呼吸强度。湿地土壤呼吸与土壤温度和水分的相关性分析显示,土壤呼吸与表层土壤温度具有显著的指数关系,而与表层含水量的关系较低,二者的共同作用可以解释土壤呼吸变化的88%～93%,表明不同的管理措施可显著影响湿地生态系统中的土壤碳排放。     

玉米秸秆还田对土壤性状及玉米生长的影响

[目的] 探索玉米秸秆还田对土壤物理性状、培肥效果、玉米生长及产量的影响。[方法] 本试验设秸秆还田+施肥、秸秆还田+不施肥、秸秆不还田+施肥、秸秆不还田+不施肥4个处理,通过定期取样测定不同处理的土壤田间持水量、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等指标,对土壤容重、有机质等理化性状进行分析,定期调查玉米生长动态指标,最后测产和考种。[结果] 秸秆还田区与不还田区相比较,土壤容重降低、土壤有机质等养分含量和玉米产量增加。反映出秸秆还田在改善土壤理化性状、提高土壤肥力、促进玉米生长和增加产量等方面有着显著效果,因此,玉米秸秆还田对土壤性状和玉米生长的影响具有重要的意义。同时具有稳产、高效、环保等优点,是一项较佳的培肥地力和增产措施,可在大方县玉米种植地区加以广泛推广。     

秸秆连续全量还田对土壤性状及水稻产量的影响特征

为明确稻麦轮作条件下连续秸秆还田配施秸秆腐熟菌剂对土壤性质及水稻产量的影响,采用大田定位实验的方法,以长江下游典型地区扬州市宝应县为研究区域,分析了稻麦秸秆连续5年全量还田以及还田配施快腐菌剂对耕地理化性状及水稻产量的影响特征。结果表明：1)秸秆长期全量还田有利于提升水稻产量,降低土壤容重和孔隙度,增加土壤有机质和速效钾含量增加;2)秸秆还田同时配施秸秆快腐菌剂能够进一步提升秸秆还田增加水稻产量、改善土壤理化性质的作用;3)水稻与土壤容重呈显著负相关,与土壤孔隙度、有机质、有效磷和有效钾呈显著正相关。总之,秸秆还田有利于提高水稻产量、改善土壤性质,配施秸秆快腐菌剂能够进一步提升秸秆还田的有益作用。     

秸秆还田技术对大豆产量及农艺性状的影响

为了达到良好的还田效果,应采取合理的秸秆还田措施。通过秸秆还田的不同处理方式,对大豆农艺性状和产量进行方差分析和多重比较,结果表明：与普通翻地处理比较,秸秆覆盖还田、秸秆心土还田、秸秆焚烧处理在大豆植株株高、单株节数、单株荚数、单株粒数及公顷产量上均得到增加,秸秆心土还田处理的大豆单株节数、荚数、粒数和产量表现最好,与普通翻地处理间存在着显著性差异。并且与普通翻地比较秸秆心土还田增产32.31%,秸秆覆盖还田增产22.50%,秸秆焚烧增产13.65%,由于秸秆心土还田腐熟效果最好,促进土壤肥力增加,大豆吸收的土壤养分比较充分,所以大豆的产量较高。     

不同耕作方式对西昌市小庙乡麦田土壤理化性质的影响

不同耕作方式对麦田土壤理化性质的影响研究结果表明,与翻耕不覆盖秸秆处理、翻耕秸秆覆盖处理相比,免耕秸秆覆盖处理的土温变化平稳;土壤自然含水量提高;土壤容重分别下降了5.6%和4.0%;土壤有机质、全氮、全磷、全钾分别提高了7.7%和0.5%、5.1%和1.1%、3.4%和-1.6%、7.0%和1.7%。免耕覆盖较其他耕作方式有着较为明显的优势,在改良土壤结构、防止水土流失、提高经济效益等方面具有积极作用。     

秸秆还田培肥土壤的研究现状

中国秸秆总产量居世界首位,如何使秸秆资源利用合理化、经济化和环保化成为当务之急。该文从土壤有机碳、土壤酶活性、秸秆还田后腐解特征和秸秆还田对作物产量的影响这几方面,综述秸秆还田培肥土壤的效果,旨在为今后秸秆还田培肥土壤提供理论依据。     

湿地围垦对土壤碱性磷酸酶动力学特征的影响

  目的  酶促反应动力学是揭示土壤养分转化的重要手段。探究围垦对土壤磷素转化及有效性的影响,以期为湿地养分转化效率及质量提升提供理论依据。  方法  采集洪泽湖河湖交汇区(光滩、芦苇Phragmites communis、杨树Populus和稻田)和崇明东滩湿地(光滩、互花米草Spartina alterniflora、芦苇和麦田)等不同覆被或土地利用方式的8种土壤,以碱性磷酸酶(ALP)为例,研究湿地围垦对酶促反应动力学特征的影响。采用单因素方差分析法比较不同土地利用下土壤ALP动力学参数的差异,并结合冗余分析探究土壤理化性质与动力学参数的相关性。  结果  洪泽湖湿地,无论是光滩自然演变为芦苇湿地,还是围垦芦苇湿地为杨树人工林或稻田,ALP动力学参数最大反应速率(V_max)和米氏常数(K_m)均增大,V_max增加13.0%~313.4%,K_m增加21.0%~50.8%。但酶的催化效率(V_max/K_m)在自然演替过程中下降25.0%,人为围垦利用后增大2.3倍。对崇明东滩湿地而言,光滩演变为芦苇湿地后,V_max和K_m分别增大7.0和6.2倍,V_max/K_m增大11.1%;芦苇湿地转变为麦田后,V_max、K_m和V_max/K_m分别减少54.8%、47.0%和13.3%。冗余分析结果显示:V_max/K_m与全氮(洪泽湖)和有机碳(崇明东滩)为正相关关系。  结论  光滩自然演变为芦苇湿地过程中,尽管ALP的总量增加,但酶与底物亲和力下降。围垦后的土地利用类型及管理方式可能对ALP的V_max/K_m产生显著影响。无论自然覆被还是围垦后的土地利用类型,提高土壤全氮和有机碳质量分数有利于ALP催化效率的提升。图1表3参43     

秸秆还田方式对低丘橘园土壤碳库与蓄水能力的影响

为了深入理解秸秆还田对低丘柑橘园土壤的改良效果,采用田间微区方式开展2年试验,设对照（不施用秸秆）、覆盖还田、浅层还田、深层还田和全层还田等5个处理,比较研究了不同方式秸秆还田对土壤碳库及水分变化的影响。结果表明：各类秸秆还田方式均不同程度改善了土壤物理性状、有机碳含量、肥力指标和酶活性,但它们对不同深度土层的影响有所差异。秸秆覆盖还田只能改善表土最上部分土壤的理化性状,且对表层水分条件的改善优于其他还田方式;但其对深层土壤的影响不明显。秸秆翻耕还田兼具翻耕本身的松土作用和增加有机质输入,同时改善不同深度土层的物理性状与有机质和养分的积累,其对土壤性状的改良作用强度大于秸秆覆盖。总体上秸秆深层还田和全层还田对土壤改良作用的影响范围大于秸秆浅层还田,特别在增加深层土壤有机碳和水分的贮存方面秸秆深层还田效果尤为显著。研究认为,秸秆深层还田与地表覆盖相结合可全方位改善柑橘园土壤性状,新建果园前期可考虑以深层还田为主,后期逐渐转变为浅层还田或覆盖还田。     

农作物秸秆还田对土壤性状的影响

农作物秸秆还田作为一项有效的农业措施得到了大力地推广应用。重点对秸秆还田对土壤有机质、土壤微生物区系、土壤结构、土壤养分以及对土壤产生不利的影响进行探讨,为秸秆还田技术在作物秸秆资源综合利用过程中发挥充分作用提供技术支撑。     

农作物秸秆资源化利用研究进展

首先介绍了秸秆还田的基本方式,然后综合阐述了秸秆还田对土壤肥力的影响,最后提出了当前秸秆还田中所存在的问题,为提高秸秆资源的高效利用,推进农业的可持续发展提供一定的理论依据。