生物炭对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

以一年生“弗雷”葡萄幼苗为试验材料,采用盆栽试验,根据生物炭施用方式与炭土质量比,设置 5个处理,研究了生物炭不同施用方式及施用量对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:与不施生物炭(CK)相比,生物炭混施(HA、HB)和穴施(JA、JB)增加了土壤有机质、有效磷、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性,但小幅度降低土壤容重和 pH。同一施用方式下,生物炭施用量越高土壤碱解氮、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性越高;同一施用量下,混施处理土壤有机质和速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性优于穴施处理,其中 HB(混施 5%生物炭)处理土壤有机质和速效养分含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性增加幅度最大,分别比 CK高73.7%、19.2%、42.3%、20.8%、10.5%、8.6%。土壤细菌 Alpha多样性分析表明 HB处理可以提高细菌丰度,但对细菌群落多样性影响甚微。穴施处理下硝化螺旋菌属菌群数量高于混施处理,而混施处理下节细菌属和假单胞菌属菌群数量高于穴施处理。UPGMA聚类分析及RDA冗余分析表明混施处理引起根际土壤微生物群落组成和结构发生较大变化,土壤碱解氮、有机质、速效钾及pH对细菌群落结构影响较大。综上,生物炭混施对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响优于穴施,其中 HB处理效果较优。     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）、丰富度指数（S）和Shannon均匀度指数（E）均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74 mg glucose·g-1·（24 h）-1和1.15 mg NH3-N·g-1·（3 h）-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

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]。     

竹醋液对土壤微生物及酶活性的影响

土壤微生物及酶活性是描述土壤质量的重要生物学参数。在实验室控制条件下,以平均抑制率为指标研究了0.1%、0.5%、2%、10%、100%竹醋液稀释液对土壤中细菌、真菌、放线菌数量及蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性的影响。结果表明,浓度高于2%的竹醋液处理均使土壤中的微生物生长被抑制,抑制效应顺序为细菌放线菌真菌;0.5%浓度的竹醋处理可促进土壤中微生物的生长,促进效应顺序为真菌放线菌细菌;0.1%浓度的竹醋对土壤中微生物生长影响较小;试验期内浓度高于2%的竹醋液处理对土壤中酶活性存在不同程度的抑制效应,抑制效应顺序为脲酶蔗糖酶蛋白酶。相关性分析表明,施加的竹醋液其浓度与土壤中蔗糖酶、蛋白酶活性呈显著正相关(P0.05),与脲酶活性呈极显著正相关(P0.01)。     

磷供应对玉米根际微生物碳源利用和功能多样性的影响

磷有效性能够改变根分泌物的组成和数量,调节土壤微生物的群落结构和多样性,但磷添加如何影响土壤微生物碳源利用和功能多样性尚不清楚。本研究通过盆栽土培试验,设置2个磷处理[低磷5.7 mg(P)?kg?1和高磷200 mg(P)?kg?1],以生长35 d的玉米根际土壤为研究对象,采用Biolog微平板法,分别在培养后240 h内每隔24 h检测具有31种不同碳源的微孔溶液颜色变化,揭示磷供应对玉米根际微生物碳源利用模式和功能多样性的影响。结果表明:随着培养时间的延长,土壤微生物对土壤碳源的利用呈现增加的趋势,直至碳源消耗殆尽;高磷供应显著增加了玉米根际土壤微生物群落平均颜色变化率(average well color development,AWCD),提高了对糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物的利用,但没有显著提高对脂肪酸和脂类的利用;在培养前72 h内,高磷供应显著增加了玉米根际微生物多样性指数、优势度指数和均匀度指数,但培养72 h后,磷供应对其没有显著的影响。主成分分析结果表明,提取的前3个主成分解释了75.15%的碳源利用,高磷和低磷处理具有显著不同的土壤微生物碳源利用模式。总之,糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物是玉米根际土壤微生物利用的主要碳源,短期磷添加能够显著增加土壤微生物对碳源的利用,在一定程度上能够提高土壤微生物群落功能多样性。     

稻草还田配施催腐菌剂对晚稻根际土壤微生物与酶活性及产量的影响

稻草还田有利于土壤的可持续耕作,但往往影响土壤的当季生产力。以五丰优T025为供试作物,红壤为供试土壤,在大田条件下研究了微生物制剂在稻草还田中对土壤中微生物数量和酶活性的影响,并以水稻农艺性状和产量检验了土壤的生产力。结果表明,稻草全量还田并添加微生物制剂能够显著提高土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,增强蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活力;提高晚稻的单穗粒数、结实率、千粒重和产量。微生物制剂在稻草全量直接还田中具有较好的应用前景。     

甘蔗间作玉米对甘蔗根际微生物代谢功能多样性的影响

为探讨甘蔗间作玉米种植对甘蔗根际土壤微生物群落功能多样性的影响,在云南元江和陇川甘蔗种植区设置甘蔗间作玉米和单作甘蔗田间小区试验,采用Biolog技术研究了甘蔗间作玉米对甘蔗根际微生物代谢功能的影响。结果表明:陇川试验点甘蔗间作玉米田土壤微生物代谢功能多样性指数Shannon多样性指数、Simpson指数、Mc Intosh指数、Shannon均匀度指数和Mc Intosh均匀度指数分别比甘蔗单作田提高7.08%、11.25%、63.16%、1.31%和2.26%;元江试验点,甘蔗间作玉米田土壤微生物代谢功能多样性指数Shannon多样性指数、Simpson指数、Mc Intosh指数、Shannon均匀度指数和Mc Intosh均匀度指数分别比甘蔗单作田提高10.58%、48.40%、43.42%、0.20%和1.65%。由此表明甘蔗间作玉米种植提高了甘蔗根际土壤微生物的多样性。甘蔗间作玉米种植提高了甘蔗根际微生物对碳源的利用率,且元江甘蔗根际土壤微生物对碳源的利用效率低于陇川。与单作甘蔗相比,元江试验点间作甘蔗根际碳水化合物类、氨基酸类、多聚物类、胺类、羧酸类和酚酸类利用率分别提高141.71%、50.53%、62.38%、92.82%、43.21%和6.30%,陇川试验点分别提高42.90%、51.50%、33.30%、42.64%、16.72%和24.47%。其中,两个试验区间作田甘蔗根际土壤微生物对碳源D-纤维二糖、D,L-a-甘油、D-半乳糖-γ-内酯、L-丝氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸和2-羟苯甲酸的利用率比单作显著提高100%以上。通过主成分分析,发现甘蔗与玉米间作改变了甘蔗根际微生物的群落组成及其代谢功能,且碳水化合物类、羧酸类和氨基酸这3类碳源是区分甘蔗单作和间作处理间差异的敏感碳源。陇川试验点,对土壤微生物代谢功能影响较大的碳源主要包括2种多聚化合物、6种碳水化合物、2种羧酸类化合物、4种氨基酸和1种酚酸;元江试验点,对土壤微生物代谢功能影响较大的碳源主要包括1种多聚化合物、5种碳水化合物、3种羧酸类化合物、4种氨基酸和2种胺类化合物。综上所述,宿根甘蔗间作玉米提高了甘蔗根际微生物群落的多样性,增加了根际微生物的活性,改变了微生物群落的代谢功能。研究结果可为作物间作对土壤微生物多样性分析及增产机理研究提供新的思路和理论基础。     

宁夏引黄灌区不同盐化程度土壤酶活性及微生物多样性研究

为了掌握宁夏引黄灌区盐碱地盐化土壤退化程度对微生物多样性及土壤酶活性的影响及其变化规律,采用Biolog微生物鉴定系统、比色法及滴定法对宁夏引黄灌区不同程度盐化土壤微生物多样性和土壤酶活性进行了研究.结果表明:随着盐化程度的增加,土壤微生物多样性指数、土壤转化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性逐渐降低;土壤各种酶活性的季节变化不完全相同,而且在土壤不同层次上波动很大.转化酶和碱性磷酸酶活性在0-20 cm 土层表现为9月＞8月＞6月,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性在20 40 cm土层表现为6月＞8月＞9月.不同盐化程度与土壤转化酶、碱性磷酸酶活性达之间达到显著正相关关系(p＜0.05),土壤微生物多样性指数与土壤转化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性之间达到极显著正相关关系(p＜0.01),与土壤不同盐化程度、土壤脲酶活性之间达到显著正相关关系(p＜0.05).说明土壤酶活性与土壤盐渍化关系密切,土壤转化酶、碱性磷酸酶及微生物多样性可作为盐碱地土壤退化程度及土壤肥力评价的生物指标.     

氮素形态对中后期小麦根际土壤氮转化微生物及酶活性的影响

采用盆栽方法研究了硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对豫麦34不同生育期根际土壤氮素转化相关微生物及酶活性的影响。结果表明,土壤氮素转化不同微生物生理类群活性及酶活性差异显著,其活性大小顺序为:反硝化细菌硝化细菌脲酶蛋白酶亚硝化细菌氨化细菌。反硝化细菌、硝化细菌、蛋白酶、亚硝化细菌及氨化细菌活性从拔节期开始逐渐升高,于花后14天达到最大值,之后开始下降;脲酶活性在拔节期最高,逐渐降低,至花后14天最低,之后又略有回升。氮素形态对小麦根际土壤氮素转化微生物及酶活性的影响因生育期、微生物生理类群而异。综合比较分析表明,铵态氮促进土壤有机氮的分解利用,促进氨转化为NO3-,抑制反硝化作用引起的氮素损失,酰胺态氮次之,硝态氮最差。     

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。     

免耕和秸秆还田对潮土酶活性及微生物量碳氮的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站玉米-小麦轮作保护性耕作定位试验平台,研究了全翻耕（(T)、免耕（(NT)、全翻耕+秸秆还田（(TS)以及免耕+秸秆还田（(NTS)处理分别对田间0 ~ 10、10 ~ 20和20 ~ 30 cm土层酶活性及土壤微生物量碳、氮的影响。结果表明：①在0 ~ 10和10 ~ 20 cm土层内,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶、脱氢酶活性为免耕处理大于全翻耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理,以NTS处理最高,T处理最低;在20 ~ 30 cm土层中,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脱氢酶活性免耕处理大于全翻耕处理,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶活性有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理。②在0 ~10和10 ~ 20 cm土层内,土壤微生物量碳、氮均为免耕处理大于全翻耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理;在20 ~ 30 cm土层中,微生物量碳以NTS处理最高,微生物量氮以TS处理最高;③4种处理下的土壤酶活性和微生物量碳、氮均随着土层的加深而减少,且在各土层中差异达显著水平。     

潮土长期雨养对土壤酶活性和微生物功能多样性影响

随着华北地区水资源持续短缺,雨养农业可能是当地粮食生产的趋势之一,因而明确雨养农业对土壤质量影响将为预估作物产量变化提供基础。本研究以河南省封丘县潮土4种不同利用类型的土壤为平台,探讨长期雨养农地(雨养地)和传统灌溉农地(传统地)上土壤酶活性和微生物功能多样性的差异,并将其与邻近荒地和林地进行比较。除脱氢酶活性为雨养地比传统地低24%外,蔗糖酶、脲酶及碱性磷酸酶活性在雨养地和传统地间均相当,但比林地和荒地高36%~149%;基于Biolog分析的参数,包括平均吸光值(AWCD)及功能多样性指数,在不同处理间没有显著性差异,但主成分分析发现雨养地的碳源利用能力与传统地和林地比较接近,而与荒地相差较大,主要表现在利用羧酸类和氨基酸类物质的不同上,这可能与荒地较高p H及雨养地、传统地、林地根系有可能分泌羧酸类和氨基酸类物质有关。本研究结果表示,在潮土上即使经过连续16年的雨养农业后,土壤酶活性和微生物功能多样性的变化很小,结果从土壤质量变化角度预示在当地实行雨养农业的可能性。     

盐胁迫下吡虫啉对棉田土壤微生物数量及酶活性的影响

应用室内模拟实验的方法研究了盐胁迫下不同浓度吡虫啉对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:低浓度（0.4 μg/g）吡虫啉对细菌数量有刺激作用,中浓度（2.0 μg/g）和高浓度（10.0 μg/g）吡虫啉对细菌数量的影响表现为刺激—抑制作用;添加盐时,吡虫啉对细菌生长有促进作用,中、高浓度处理组的细菌数量在后期恢复至对照水平。吡虫啉对放线菌有抑制作用,且浓度越大土壤中放线菌数量越少;添加盐时,吡虫啉对放线菌生长有促进作用,后期逐渐恢复至对照水平。整个实验周期内,两种情况下吡虫啉对土壤真菌影响较小。吡虫啉仅在21 d时对土壤中碱性磷酸酶有一定的激活作用,且与浓度呈现一定的剂量—效应关系;添加盐时,高浓度吡虫啉在整个实验周期内均能刺激碱性磷酸酶活性。低浓度和中浓度吡虫啉对土壤中脲酶有一定的激活作用,高浓度吡虫啉在21 d和28 d时对土壤中脲酶活性表现为抑制作用;添加盐时,吡虫啉对土壤中脲酶活性影响变小,仅在14 d时对脲酶活性有显著的抑制作用。低浓度吡虫啉对β—葡萄糖苷酶活性无显著性影响,中、高浓度处理有显著的抑制作用;添加盐时,吡虫啉对β—葡萄糖苷酶抑制作用消失,反而在14 d时对其有短暂的激活作用。以上结果表明,盐胁迫下吡虫啉（0~10.0 μg/g）对土壤微生物数量和土壤酶活性会有一定的影响,但随着时间的延长会逐渐回复至对照水平。此结果可为盐胁迫下合理使用吡虫啉提供科学依据。     

棕壤微生物和几种酶活性的磁致效应研究

试验通过室内模拟方法,研究了不同磁场强度处理棕壤后对土壤微生物数量和几种酶活性的影响。结果表明磁场对微生物数量有影响,但因磁场强度和微生物种类的不同而异。100、500mT场强对细菌表现为抑制作用,但对放线菌、真菌表现为激活作用;300mT场强对各类群土壤微生物均表现为正效应。经磁场处理后的棕壤,过氧化氢酶、过氧化物酶和三种磷酸酶活性均有不同程度的提高;随着培养时间的延长,磁致效应也发生动态变化。在磁场处理后的1～7d,其细菌、放线菌、真菌的磁致效应均显著,并出现最大值,而后随培养时间的延长逐渐变小,直至培养结束,磁场对其已无显著影响。而土壤中几种酶的磁致效应持续时间较长。     

铀污染对土壤酶活性及微生物功能多样性的影响

为研究外源铀对土壤微生态的影响,设置不同浓度(0、10、20、50、100、150 mg·kg^-1)的铀对土壤进行处理,测定各铀处理组中土壤酶活性和微生物功能多样性。Biolog-ECO微平板技术分析结果表明,随着铀污染浓度升高,微生物活性逐渐降低;各铀处理组土壤微生物群落Shannon、Simpson、McIntosh多样性指数均显著低于对照组。铀处理后,六大类碳源利用能力较对照组显著降低,其中酚酸类碳源平均颜色变化率(AWCD)仅为对照组的19.98%。对照组中,微生物对胺类碳源利用能力最高;10 mg·kg^-1铀处理组中,微生物对多聚物类碳源利用能力最高;50、100和150 mg·kg^-1铀处理组中,微生物对羧酸类碳源利用能力最高。酶活性分析表明,随着铀污染浓度升高,碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性均呈下降趋势,而亚硝酸还原酶活性呈先升高后降低的趋势。纤维素酶活性仅在高浓度铀污染土壤中受到抑制。铀处理第30天,酶活性受到的抑制作用最强。4种酶对铀敏感程度依次为芳基硫酸酯酶>碱性磷酸酶>亚硝酸还原酶>...     

蚯蚓活动对生态滤池土壤酶活性的影响

通过构建蚯蚓生态滤池和无蚯蚓对照生态滤池的实验,研究了蚯蚓活动对生态滤池土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶)的影响以及酶活性的季节动态变化特征。研究结果表明,在0~20 cm的基质层,三种土壤酶活性随土壤深度的增加而减少;蚯蚓活动对生态滤池的基质酶活性有促进作,蔗糖酶和脲酶活性在蚯蚓作用下得到显著的提高,而碱性磷酸酶对蚯蚓活动的响应仅限于5~10 cm基质层;在试验期内,生态滤池内的蚯蚓数量及生物量受温度及土壤湿度的影响表现出较大的季节波动:夏季最高,春季冬季相对较高,秋季最低;三种土壤酶活性表现为相似的季节变化规律:秋季活性最高,而秋季和夏季的酶活性高于春季和冬季。蚯蚓活动对生态滤池基质土壤蔗糖酶活性和脲酶显著的促进作用,并间接影响了其对生活污水污染物去除效果。     

盐碱地土壤酶活性研究进展和展望

盐碱地是农业生产重要的后备土地资源,同时土壤盐渍化是灌溉农业生产过程中首要考虑的问题之一。近年来,越来越多的研究开始关注盐碱地改良利用过程中包括土壤生物学性质在内的土壤整体环境质量的改善。其中,土壤酶是土壤生物活动的产物,其活性水平是土壤环境质量的良好生物学指标,可以用来评价土壤退化程度及管理措施的效果和可持续性。本文总结说明了盐渍化土壤酶活性状况及盐碱胁迫机理,并对盐碱地改良利用过程中土壤酶活性的研究现状进行了综述。最后从存在问题和关注热点出发,提出了下一步的研究重点。     

银北盐碱区植物根际土壤酶活性及微生物群落特征

开展盐碱区耐盐植物根际微生物群落多样性研究,对于盐碱土壤的植被恢复和生态修复具有重要意义。运用Biolog微平板技术,对宁夏银北盐碱区6种耐盐植物根际土壤酶活性及微生物群落代谢功能多样性进行研究。结果表明:不同植物根际土壤理化性质和酶活性存在一定的差异。与裸地相比,6种植物能显著提高盐碱地土壤酶活性,苜蓿根际土壤三种酶活性显著高于其他植物。土壤平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而逐渐增加,大小顺序依次为苜蓿(MX)、芨芨草(JJC)、柽柳(CL)、柳枝稷(LZJ)、苦豆子(KDZ)、枸杞(GQ)和裸地土壤(CK),根际土壤与盐碱裸地土壤之间差异显著(P<0.05)。土壤微生物群落香农指数、辛普森指数和麦金塔指数均以苜蓿根际土壤最高,芨芨草次之,二者较其他土壤差异显著(P<0.05)。不同植物根际土壤微生物碳源利用能力存在差异,苜蓿根际土壤微生物的利用率显著高于其他土壤(P<0.05),碳水化合物类是根际土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类和羧酸类,胺类的利用率最小。主成分分析显示,对PC1和PC2起分异作用的主要碳源为碳水化合物类和羧酸类。综合各项指标,均表现...