亚热带稻田土壤微生物生物量碳、氮、磷状况及其对施肥的反应特点

以湖南省6个稻田长期定位监测点为对象，研究了亚热带地区稻田土壤微生物生物量碳氮磷(C、N、P)状况及其对施肥(包括化肥、秸秆还田和有机肥)的反应状况。结果表明，在相同施肥条件下，稻田土壤微生物生物量C、N、P含量(分别为310--1270、33.0--193、5．9--28mg／kg土)明显高于报道的旱作土壤的含量，说明稻田有较好的土壤微生物生物量维持能力。各监测点土壤微生物生物量C、N、P含量及其对施肥的反应存在很大的差异。施化肥(NPK)对半数监测点的土壤微生物生物量C、N、P含量影响不大，秸秆还田或施用有机肥则均有明显提高，但各监测点的提高幅度差别很大。尽管如此，增加新鲜有机物的投入(如秸秆还田和施有机肥)是提高稻田土壤微生物生物量及其对养分的固持能力的主要途径。土壤微生物生物量C、N、P平均占土壤有机C、全N和全P的2．9％、3．6％和2．1％，且受施肥的影响较小。     

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...     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

外源氮输入下土壤有机碳与土壤微生物生物量碳分形特征

研究江苏北部沿海地区杨树Populus deltoides ‘Ⅰ-35’人工林不同量氮输入下土壤总有机碳（TOC）质量分数、土壤微生物生物量碳（SMBC）质量分数的时间动态特征以及土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的分形特征。试验设置5种施氮水平,分别为N₀（施氮0 g·m-2·a-1,对照）,N₁（施氮5 g·m-2·a-1）,N₂（施氮10 g·m-2·a-1）,N₃（施氮15 g·m-2·a-1）,N₄（施氮30 g·m-2·a-1）,于2015年4,6,8,10,12月各采集1次样品进行土壤性状理化分析,并引入分形理论对数据进行分析。结果表明:不同施氮水平处理下各个月份对土壤TOC质量分数影响极显著（P < 0.01）,土壤TOC质量分数随时间变化的分形维数（D）变化范围是1.805~1.949,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;在6月和10月,不同施氮水平处理对SMBC质量分数无显著影响（_P > 0.05）,在4月、8月、12月,施氮水平对SMBC质量分数影响极显著（P < 0.01）,SMBC质量分数随时间变化的D变化范围是1.728~1.963,D从大到小排序为N₂,N₃,N₁,N₄,N₀;不同施氮水平处理下土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是2.207~2.342,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;不同月份土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是1.650~6.149,D从大到小排序为6月、10月、4月、8月、12月。综上,N₂,N₃中等施氮水平处理下,土壤TOC和SMBC随时间变化以及土壤TOC随SMBC变化的复杂程度更高。研究区6月和10月土壤微生物的作用比较强烈,土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化更具随机性和复杂性。     

保护性耕作对麦-豆轮作土壤有机碳全氮及微生物量碳氮的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,共设4个处理(T:传统耕作;NT:免耕无覆盖;TS:传统耕作+秸秆还田;NTS:免耕+秸秆覆盖),采用春小麦豌豆双序列轮作(即小麦→豌豆→小麦和豌豆一小麦一豌豆,本文中所指春小麦地、豌豆地分别指2008年种植春小麦、豌豆的轮作次序),于2008年3月中旬对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮含量进行了采样测定.结果表明,经过7 a的轮作后,两种轮作次序下,0～30 cm土层中土壤有机碳、全氮、土壤微生物鼍碳、土壤微生物量氮含量均有在免耕+秸秆覆盖、传统耕作+秸秆还田处理较免耕不覆盖、传统耕作处理高的趋势,且其含量均随着土壤深度的增加而降低.其中,土壤微生物鼍碳含量在两种轮作次序下的排序均为:免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>免耕不覆盖(NT)>传统耕作(T);而土壤微生物量氮含量在春小麦地和豌豆地的排序则分别表现为:免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>传统耕作(T)>免耕不覆盖(NT)和免耕+秸秆覆盖(NTS)>传统耕作+秸秆还田(TS)>免耕不覆盖(NT)>传统耕作(T).同时,微生物量碳、微生物量氮与有机碳和全氮均呈显著正相关,说明提高土壤有机质、全氮含量的保护性耕作模式有利于土壤微生物量碳与氮的积累.     

北京菜园土土壤微生物生物量碳、氮与土壤一些性质的关系

10个土壤样品采自北京郊区种植年限不同的菜园地,同时测定了土壤中微生物生物量碳、氮及土壤有机碳、全氮、pH、有效磷、钾和物理性粘粒(<0.01mm)含量。研究发现:微生物生物量碳在24.8～522.4mg·kg~(-1)土,平均为234.4mg·kg~(-1)土;微生物生物量氮在39.2～74.1mg·kg~(-1)土,平均为51.3mg·kg~(-1)土;微生物生物量碳氮与土壤有机碳和全氮之间存在极显著的相关性,生物量碳占土壤有机碳平均为1.3%,生物量氮占土壤全氮平均为5.3%;微生物生物量碳氮与土壤有效磷钾和 pH 的相关性较低,但与物理性粘粒含量存在一定的相关性。     

不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮含量的变化

土壤微生物生物量虽然仅占土壤有机碳的5%,但在有机质分解与养分循环过程中扮演重要角色。采用空间替换时间的方法在我国亚热带地区选取杉木人工林5年、8年、21年、27年和40年等5个不同林龄,测定了土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮含量以及土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮含量,探究不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮组分的变化特征。结果表明:不同林龄杉木人工林中,5年生林分土壤铵态氮含量显著高于8年生和40年生林分。27年生和40年生林分土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著高于5年生和21年生林分。5年生杉木的微生物生物量碳(MBC)含量显著低于其他林龄,21年生林分土壤微生物生物量氮(MBN)含量最低。土壤硝态氮和全碳与土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮具有相关性,土壤微生物生物量碳与土壤全碳、全氮之间关系密切。研究结果表明,不同林龄杉木人工林土壤微生物碳氮库的大小可能与土壤养分有关。     

水稻秸秆不同处理方式对亚热带农田土壤微生物生物量碳、氮及氮素矿化的影响

通过室内模拟培养试验,添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭,分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)及氮素矿化的变化动态,探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明,培养35 d后,与对照(CK)相比,添加生物质炭处理,旱地土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了34.6%、163.1%和6.4%;水稻土MBC没有明显差异,MBN和矿化氮量分别增加23.0%和15.1%。添加秸秆处理,旱地土MBC、MBN分别增加了90.4%和203.8%,矿化氮量却减少了22.2%;水稻土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了13.4%、19.9%和7.3%。研究阐明了生物质炭添加对农田土微生物生物量氮和氮素矿化具有促进作用,而对土微生物生物量碳的影响却因土地利用方式的差异而略有不同;水稻秸秆添加对微生物生物量均有促进作用,其促进程度基本高于生物质炭,而对氮素矿化的影响因土地利用方式的不同而存在差异。     

长期施肥对土壤有机碳、氮组分及微生物多样性影响的研究进展

土壤有机碳、氮组分与土壤环境、土壤肥力密切相关。通过综合国内外长期定位施肥试验研究报道,研究不同施肥方式下土壤有机碳、氮组分的差异规律,探讨微生物多样性的响应特征,并对该领域今后研究方向提出展望。     

无害化污泥施用对土壤有机质、微生物量碳和氮含量的影响

合理施用无害化处理后的城市污泥是废弃物资源化利用的重要途径之一。本文采用小麦、玉米轮作的田间连续定位试验,研究了不同施用量的无害化污泥对华北沙化潮土土壤中有机质、微生物量碳和氮含量的影响。结果表明:施用无害化污泥0 t·hm-2(CK)、15 t·hm-2(A1)、30 t·hm-2(A2)和45 t·hm-2(A3)4种处理下,与CK相比,A3处理在小麦季和玉米季土壤有机质含量均得到显著提高(p0.05),其中小麦季土壤中有机质含量为17.45 g·kg-1,增加了30.91%;玉米季土壤有机质含量为26.52 g·kg-1,增加了80.53%。A2和A3处理对土壤微生物量碳和氮的提升也分别达到显著水平(p0.05),小麦季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到225.91 mg·kg-1和321.18 mg·kg-1,比CK处理分别增加144.20%和247.18%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到154.41 mg·kg-1和190.75 mg·kg-1,分别增加29.19%和59.60%;小麦季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达13.53 mg·kg-1和23.92 mg·kg-1,比CK处理分别增加95.52%和245.66%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达29.50 mg·kg-1和30.71 mg·kg-1,比CK处理分别增加40.08%和45.82%。在小麦和玉米轮作周期,随无害化污泥施用量的增加,土壤有机质含量、土壤微生物量碳和氮的含量均得到有效提高;土壤有机质、微生物量碳和氮的含量分别与无害化污泥的不同施用量呈正相关关系。     

Effect of Different Irrigation Methods on Dissolved Organic Carbon and Microbial Biomass Carbon in the Greenhouse Soil

The objective of this study was to investigate the contents and distribution of dissolved organic carbon （DOC） and microbial biomass carbon （MBC） at 0-100 cm soil depth under three irrigation treatments, viz., subsurface, drip and furrow irrigation in the greenhouse soil. The soil samples were collected at different depths （0-100 cm）, and the contents of soil total organic carbon （TOC）, DOC and MBC were analysed. The experiment was conducted for 10 yr, during which period the application of fertilizers and crop management practices were kept identical. The results showed that the contents of TOC, DOC and MBC were significantly affected by different irrigation regimes, decreased with the increase of soil depth. TOC at 0-10 and 80-100 cm soil depths followed the order of furrow irrigation 〉 subsurface irrigation 〉 drip irrigation, whereas at the depth of 10-80 cm followed the order of subsurface irrigation 〉 furrow irrigation 〉 drip irrigation. DOC and MBC contents at 0-100 cm soil depths followed the order of furrow irrigation 〉 drip irrigation 〉 subsurface irrigation, and drip irrigation 〉 furrow irrigation 〉 subsurface irrigation, respectively. The ratios of DOC and MBC to TOC accounted for 4.98-12.87% and 1.48-2.82%, respectively, which were the highest in the drip irrigation treatment, followed were in the furrow irrigation treatment, and the lowest in subsurface irrigation treatment. There were significant positive correlations among the contents of DOC, MBC and TOC in all irrigation treatments. The furrow irrigation facilitated the accumulation of TOC and DOC, while drip irrigation increased the MBC. The content of TOC and the ratios of DOC to TOC were the lowest in subsurface irrigation treatment.     

禁牧年限对退化伊犁绢蒿荒漠土壤有机碳库和微生物碳、氮的影响

【目的】明确伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠土壤有机碳库和微生物量碳氮对禁牧年限的响应规律,为退化荒漠的恢复、管理和利用提供科学依据。【方法】采用空间序列代替时间序列的方法,以中度退化伊犁绢蒿荒漠为对象,研究不同禁牧年限(禁牧1、4和11 a)下荒漠有机碳库(SOC)、微生物量碳(MBC)和微生物量氮库(MBN)的变化特征。【结果】(1)与自由放牧区相比,禁牧区0~30 cm土壤有机碳储量显著下降了13.3%~24.3%,0~10 cm有机碳储量随着禁牧年限的增加呈先下降后上升的变化趋势。(2)随着禁牧年限的增加,0~30 cm土壤微生物量碳储量呈先降后升的变化趋势,而土壤微生物量氮对禁牧的响应不明显(P0.05),微生物量碳可以作为衡量退化荒漠恢复的早期指标。【结论】短期禁牧不利于退化伊犁绢蒿荒漠土壤的恢复,而长期禁牧能有效提高土壤质量。禁牧是恢复退化荒漠最经济、最方便的途径。     

配施生物有机肥对马铃薯生产及土壤微生物量碳氮的影响

2015—2016年在大兴安岭加格达奇进行生物有机肥对马铃薯产量、品质及土壤微生物量碳、氮的影响试验。结果表明,与不施肥对照和农民习惯施肥处理相比,配施生物有机肥显著增加了马铃薯产量,2015年、2016年产量分别达到27 900、29 850 kg/hm~2,分别较不施肥对照和农民习惯施肥处理提高了51.2%、136.9%和11.0%、16.4%;配施生物有机肥马铃薯VC、粗蛋白和淀粉含量最高,2年平均较不施肥对照和农民习惯施肥处理分别提高了94.4%、38.2%、12.8%和12.9%、5.0%、3.3%;生物有机肥显著增加了土壤微生物量碳、氮,与不施肥对照和农民习惯施肥处理相比,土壤微生物量碳分别提高了61.4%和29.4%,土壤微生物量氮分别增加了39.5%和20.4%。总体来看,传统施肥量减少50%并配施生物有机肥,可以显著提高马铃薯产量、品质及土壤微生物量碳、氮,有利于当地马铃薯的可持续与优质高效生产。     

贵州典型岩溶区土地利用对土壤有机碳及微生物量碳的影响

为喀斯特岩溶区的土地合理开发利用提供参考依据,采用LSD法多重比较分析贵州普定喀斯特生态系统观测研究站内不同生态系统(水田、旱地、园地、林地、灌丛和草地)的典型样地土样(0～20cm)的土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(SMBC)和可溶性有机碳(DOC)含量及其相互关系。结果表明:岩溶区不同的土地利用方式显著影响SOC、SMBC、DOC的累积和SMBC/SOC;SOC含量以林地最高,为36.18g/kg,草地最低,为20.20g/kg,林地和灌丛SOC含量显著高于园地、旱地和草地;水田、园地和旱地SOC显著高于草地;DOC含量,水田和林地的分别为40.06mg/kg和39.94mg/kg,均显著高于其余土地利用类型,灌丛的为34.18mg/kg,显著高于园地、旱地和草地,除水田和林地之外,其余土地利用方式间均达显著差异;SMBC含量,园地灌丛林地水田草地旱地,园地最高,为355.32mg/kg,旱地最低,为121.38mg/kg,不同土地利用方式间存在极显著差异;园地的SMBC/SOC最高,为1.22%,旱地的最低,仅为0.40%;SOC与SMBC、DOC均存在极显著正相关关系;植树造林与降低人为活动更有利于SOC的积累,SMBC含量和DOC含量可更敏感地反映SOC含量的动态变化。     

红壤小流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮的影响

以我国南方红壤丘陵区为背景,研究了红壤小流域花生地、花-橘间作、橘园和板栗园4种不同土地利用方式对土壤微生物量的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中0￣5cm土层土壤微生物量碳依次为板栗园>橘园>花-橘间作>花生地,而土壤微生物量氮则为板栗园>花生地>花-橘间作地>橘园。4种土地利用方式下土壤微生物量碳、氮均呈现出高度的坡位变异,坡麓土壤微生物量碳、氮明显高于坡顶和坡中,且这种分异主要反映在0￣5cm土层,其中从坡顶到坡麓0￣5cm土层土壤微生物量碳增幅依次为板栗园(28%)>花生地(24%)>橘园(13%)>花-橘间作地(7%);而土壤微生物量氮为花生地(29%)>橘园(14%)>板栗园(13%)>花-橘间作地(8%)。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮与土壤容重、含水量、有机碳呈显著相关,而与土壤全磷、有效磷相关性不明显。     

动植物有机肥对烤烟根际土壤酶活性及微生物碳氮的影响

为明确动植物有机肥在改良土壤和提高肥力方面的作用,采用田间试验,以芝麻饼肥为对照,研究动植物有机肥对烤烟根际土壤性状的影响。结果表明:与对照相比,施用动植物有机肥明显提高了土壤脲酶、土壤多酚氧化酶活性,增加了土壤微生物碳、微生物氮含量,其中动植物有机肥处理C在移栽后60 d显著增加了脲酶活性,在移栽后30 d显著增加蔗糖酶活性,在移栽后30 d和60 d显著增加了多酚氧化酶活性,在移栽后30 d显著增加了微生物碳和微生物氮数量。施用动植物有机肥的处理C,无论对土壤酶活性还是土壤微生物碳、微生物氮作用均最明显。     

动植物有机肥对烤烟根际土壤酶活性及微生物碳氮的影响

为明确动植物有机肥在改良土壤和提高肥力方面的作用,采用田间试验,以芝麻饼肥为对照,研究动植物有机肥对烤烟根际土壤性状的影响。结果表明:与对照相比,施用动植物有机肥明显提高了土壤脲酶、土壤多酚氧化酶活性,增加了土壤微生物碳、微生物氮含量,其中动植物有机肥处理C在移栽后60 d显著增加了脲酶活性,在移栽后30 d显著增加蔗糖酶活性,在移栽后30 d和60 d显著增加了多酚氧化酶活性,在移栽后30 d显著增加了微生物碳和微生物氮数量。施用动植物有机肥的处理C,无论对土壤酶活性还是土壤微生物碳、微生物氮作用均最明显。     

辽宁省不同土地利用对土壤微生物量碳氮的影响

通过野外调查采样和室内氯仿熏蒸提取法分析,研究了辽宁省旱地、稻田、湿地、草地、森林、果园6种不同土地利用方式共计35个样地表层土壤(0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm)对土壤微生物量碳(SMBC)和土壤微生物量氮(SMBN)的影响.结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中土壤微生物量碳依次为森林>湿地>稻田>旱地>果园>草地;土壤微生物量氮则为森林>旱地>稻田>果园>湿地>草地.土壤微生物量碳氮均表现为森林显著高于其他土地利用方式,湿地、稻田、旱地、果园高于草地.除旱地和稻田,土壤微生物量碳随土层加深含量递减;而土壤微生物量氮在6种土地利用类型中,均表现为随土层加深含量递减.相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间显著相关,土壤微生物量碳、氮是可以表征土壤肥力的敏感因子.     

Effects of Carbon and Nitrogen Additions on Soil Microbial Biomass Carbon and Enzyme Activities Under Rice Straw Returning

The effects of different amounts of carbon and nitrogen sources on the soil microbial biomass carbon, dissolved organic carbon and related enzyme activities were studied by the simulation experiment of rice straw returning to the field, and the mechanism of the decomposition of rice straw returning to the field was discussed. Completely randomized experiment of the two factors of the three levels was designed, and a total of nine treatments of indoor soil incubation tests were conducted. Full amount of rice straw was applied to the soil in this simulation experiment and different amounts of brown sugar and urea were added in the three levels of 0(no carbon source and nitrogen source), 1(low levels of carbon and nitrogen sources) and 2(high levels of carbon and nitrogen sources), respectively. The results showed that the addition of different amounts of carbon and nitrogen sources to the rice straw could increase the soil carbon content. Compared with T0 N0, the microbial biomass carbon of T2 N2 was increased significantly by 170.48%; the dissolved organic carbon content of T1 N2 was significantly increased by 58.14% and the free humic acid carbon contents of T0 N2, T1 N1 and T2 N0 were significantly increased by 56.16% and 45.55% and 47.80%, respectively; however, there were no significant differences among those of treatments at later incubation periods. The addition of different carbon and nitrogen sources could promote the soil enzyme activities. During the incubation period, all of the soil enzyme activities of adding sugar and urea were higher than those of T0 N0 treatment. Therefore, the addition of different amounts of carbon and nitrogen sources to rice straw returning could improve soil microbial biomass carbon content, dissolved organic carbon and soil enzyme activities.