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。     

耕作方式对农田土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响

【[目的 ]】耕作措施对土壤健康和作物营养品质提升具有关键作用,明确不同耕作方式对土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响,为集约化农田可持续管理提供理论依据。【[方法 ]】田间试验自2012年起在山东德州进行,供试土壤为潮土,种植制度为小麦–玉米轮作。设置4种耕作模式处理：传统耕作、旋耕、休耕和免耕。2020年,采集0—20 cm土层土样分析土壤物理、化学性质和细菌群落结构,采集小麦籽粒样品分析其营养品质。【[结果 ]】与传统耕作相比,免耕、休耕和旋耕处理显著提高了土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有机质、全氮及有效磷含量,休耕还显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度。免耕、休耕和旋耕处理显著提高土壤微生物量碳、氮含量以及土壤细菌群落多样性指数,休耕及免耕处理提高土壤厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度。从营养品质变化来看,休耕显著提高小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素的含量,旋耕和免耕显著增加小麦籽粒蛋白质含量,除天冬氨酸外,其他16种氨基酸组分变化趋势与氨基酸总量变化基本一致。Pe...     

保护性耕作对土壤理化性质影响研究综述

通过对相关文献的梳理,总结了保护性耕作方式对土壤容重、土壤温度、土壤呼吸、土壤保水量等理化性质的影响。     

不同耕作方式对绿洲区夏玉米农田土壤呼吸及酶活性的影响

[目的]研究民勤荒漠绿洲区免耕(Tn)、少耕(Tm)、深松(Ts)和秋翻(Tf)4种耕作方式下土壤呼吸速率的动态变化及其与土壤酶活性的关系,为制定科学有效的土壤碳调控管理措施提供依据。[方法]在2a的田间定位试验基础上,利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定不同生育时期(苗期、抽穗期和成熟期)玉米田土壤呼吸速率动态变化,同时取0—20cm土样测定土壤酶活性和理化性质。[结果](1)民勤荒漠绿洲区土壤呼吸具有典型的日动态变化,4种耕作措施土壤呼吸速率日变化在玉米整个生育期呈单峰曲线变化,土壤呼吸速率依次为:TfTmTsTn,有机碳含量与土壤呼吸速率呈显著正相关(p0.05),说明在民勤荒漠绿洲区,传统耕作明显加快了玉米农田土壤碳的释放。(2)土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性与土壤呼吸有较好相关性(p0.05),其中与过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性达到极显著水平(p0.01);pH值、速效钾、有机碳与脲酶、蔗糖酶、β-葡糖糖苷酶活性达到极显著水平(p0.01)。[结论]耕作方式可以通过改变荒漠绿洲区土壤理化性质、激发酶活性从而使土壤呼吸速率发生不同程度的改变,影响玉米田CO2的释放。     

氟对土壤理化性质和玉米生长的影响

用盆栽试验研究了外源氟对潮土、黄棕壤pH、容重、玉米干物重和吸钾量的影响,结果表明：氟可以提高土壤pH,使土壤结块,容重增加,孔隙度减少,加入氟1000 mg/kg,黄棕壤和潮土pH分别比对照增加了0.77和0.52,土壤容重分别增加了26.98%和27.72%。氟对潮土过氧化氢酶活性没有影响,加入氟600 mg/kg,氟对黄棕壤过氧化氢酶活性产生明显抑制作用;氟对黄棕壤碱性磷酸酶活性无影响,氟400 mg/kg对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑制。加入氟600 mg/kg,土壤中性磷酸酶活性明显降低;氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性影响较潮土小。脲酶活性对氟最为敏感,在黄棕壤和潮土中,分别加入氟200 mg/kg和400 mg/kg,土壤脲酶活性明显降低。玉米苗期,氟浓度在400 mg/kg以上,才会对玉米苗期干物质积累产生影响,加入氟1000 mg/kg,黄棕壤和潮土玉米幼苗干物重比对照分别减少了20.1%和9.8%,氟对黄棕壤玉米苗期生长影响比潮土大;随着玉米生长,氟对玉米干物重产生明显影响的浓度越来越低,在玉米拔节期,氟浓度在200～400 mg/kg时,玉米地上和地下部干物重比对照明显减少,氟对玉米根的抑制作用超过玉米地上部。氟对玉米吸钾量影响很大,加入氟浓度高于400 mg/kg时,玉米吸钾量明显减少。加入氟1000 mg/kg,潮土玉米含钾量与对照相比减少了43.7%,黄棕壤玉米减少了41.9%。潮土玉米吸钾量与对照相比减少了59.7%,黄棕壤玉米吸钾量减少了50.9%。     

生物有机肥对秦巴山区核桃园土壤微生物群落和酶活性的影响

采用大田试验,探讨生物有机肥对秦巴山区核桃园土壤微生物群落结构及其代谢、 酶活性和土壤理化性质的影响。结果表明,施入生物有机肥可改变土壤微生物群落结构,改变微生物对各大类碳源的利用,提高微生物碳源利用率、物种多样性和丰富度,常规施肥对土壤微生物群落结构影响不显著。生物有机肥可显著提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性,但对过氧化氢酶的影响不显著;常规施肥可提高土壤脲酶和脱氢酶活性,对其他酶活性没有显著影响。生物有机肥可显著提高土壤有机质, 全量氮、磷、钾和速效磷含量,提高土壤pH值,使土壤理化性质得到改善;常规施肥也可在一定程度上提高土壤养分含量,但其效果不如生物有机肥。     

长期施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响

通过长期田间试验,研究了白浆土耕种18年后施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响。结果表明:无论轮作还是连作施肥,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性均有不同程度提高,施用厩肥尤为明显,OM处理的脲酶活性最大,与CF、CK处理间差异显著,轮作的土壤脲酶活性和中性磷酸酶活性均高于连作;深松处理配施化肥可以提高白浆土的蔗糖酶和脲酶活性,且轮作影响大于连作。     

稻田冬季保护性耕作对土壤酶活性以及稻米品质的影响

为研究稻田冬季保护性耕作对土壤酶活性以及对水稻品质的影响,本试验设计了5个不同种植模式,即稻田免耕稻草全程覆盖种植马铃薯（T1）、免耕直播黑麦草处理（T2）、免耕直播油菜处理（T3）、免耕直播燕麦草处理（T4）以及空闲（CK）,以杂交组合国稻-6号为材料。研究结果表明:（1）比之对照（CK）,T1、T2和T3处理均可显著提高其土壤蛋白酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及转化酶活性,尤其是T1处理,其土壤酶活性明显高于其他处理;（2）T1、T2和T3处理均能改善稻米品质,和对照（CK）相比,整精米率和蛋白质含量明显提高,垩白度、直链淀粉含量以及胶稠度明显降低;（3）在本试验条件下土壤酶活性对稻米品质影响的程度依次为中性磷酸酶蛋白酶过氧化氢酶转化酶。     

不同耕作方式对旱地土壤酶活性动态的影响

结合中长期田间定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)以及秸秆还田(TS)处理下春小麦生长期内土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶等活性的动态变化趋势。结果表明:(1)各种酶的活性随着小麦生育期的变化呈现出明显的规律性变化,并且四种耕作方式下各种酶活性的变化趋势基本一致。土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现先上升,在灌浆期出现峰值后逐渐下降的变化规律。土壤脲酶和碱性磷酸酶活性呈现先上升,在拔节期出现峰值后逐渐下降,而在灌浆期到收获后又处于回升阶段。(2)在春小麦的各生育期:与T相比较,NT、NTS以及TS处理均可使土壤酶活性增加。     

轮耕对宁南旱区土壤理化性状和旱地小麦产量的影响

为了探索免耕/深松隔年轮耕对土壤理化性状及冬小麦产量的影响,2007年至2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松与连年翻耕3种耕作模式,对土壤容重、团聚体、养分及小麦产量等进行了研究。结果表明:与传统耕作相比,免耕/深松/免耕和深松/免耕/深松模式显著(p<0.05)降低土壤容重,改善了土壤的孔隙状况;两种轮耕模式可显著(p<0.05)增加0～40 cm各土层2～0.25 mm水稳性团聚体的含量。3种耕作方式比较,深松/免耕/深松模式最能有效增加0～40 cm土壤有机质和0～20 cm土层全氮含量;免耕/深松/免耕和深松/免耕/深松处理较传统耕作显著增加0～40 cm土层碱解氮和有效磷含量、20～40 cm土壤速效钾含量,改善了土壤的养分状况。试验期间,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松模式3年平均小麦籽粒产量较传统耕作显著增加,分别增产9.59%和10.69%(p<0.05),以深松/免耕/深松处理增产效果最佳。     

利于小麦—玉米轮作田土壤理化性状和作物产量的耕作方式研究

【目的】干旱缺水是陕西渭北旱塬粮食生产的主要矛盾。该区长期采用单一土壤耕作方法,造成土壤质地紧实,蓄水纳墒和提供营养的能力变差,直接影响粮食作物产量的提高。本文通过多年不同轮耕方式定位试验研究,旨在探讨免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种土壤轮耕模式对旱地冬小麦春玉米轮作田土壤理化性状和作物产量的影响。【方法】以平衡施肥（每公顷基施N 150 kg、P2O5 120 kg和K2O 90 kg）为主处理,免耕、深松和翻耕3种耕作方式组成免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种土壤轮耕模式为副处理,以连年免耕、连年深松和连年翻耕为对照,进行为期连续 4 年（2007~2011年）的土壤轮耕结合平衡施肥定位试验,详细探讨了不同土壤处理模式对土壤的理化性状和作物产量的影响。【结果】在四年试验中,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕模式下的040 cm土壤容重较连年免耕分别降低4.50%、6.45%和3.57%,深松/翻耕较连年深松无差异,而较连年翻耕降低1.78%。深松/翻耕较对照组040 cm土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效钾分别增加0.27%~15.60%、3.14%~8.61%、3.76%~24.32%、15.62%~25.17%、10.90%~14.43%、8.61%~15.53%,翻耕/免耕较连年翻耕仅有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量提高。各处理的040 cm土壤0.25 mm水稳性团聚体含量依次为连免免/深连深深/翻翻/免连翻,连免显著高于（P0.05）其他处理1.1~2.5倍。冬小麦和春玉米籽粒产量有3年表现为深松/翻耕＞免耕/深松＞翻耕/免耕,2009年在免耕/深松轮耕模式下春玉米产量显著高于深松/翻耕模式。其余免耕/深松较连年免耕增产12.05%（P0.05）,深松/翻耕较连年免耕增产18.15%（P0.05）、较连年深松增产4.55%（P0.05）,较连年翻耕增产11.22%（P0.05）,比免耕/深松和翻耕/免耕分别增产5.44%（P0.05）和14.57%（P0.05）;而翻耕/免耕则在各方面的效应下降,增产效果降低,较连年翻耕减产2.92%（P0.05）。总之,以免耕/深松和深松/翻耕轮耕模式可创造良好的土壤耕层结构,增加水稳性团聚体,降低耕层及耕层以下土壤容重,提高土壤养分,促进作物生长发育。其中以深松/翻耕轮耕模式的效果较为明显,增产效果更突出。【结论】在渭北旱塬干旱少雨的生态环境下,深松/翻耕土壤耕作模式可以显著改善土壤的理化性状,提高土壤水性团聚体,降低土壤容重,释放土壤养分,从而提高作物产量,是陕西省渭北旱塬及类似地区冬小麦、春玉米一年一熟制作物轮作模式最佳的土壤轮耕模式,其次是免耕/深松轮耕模式。     

甘蔗酒精废液对土壤理化性状及氧化还原酶的影响

在蔗地上设计不施肥(CK1)、施化肥(CK2)和4个直接喷施甘蔗酒精废液处理,研究不同用量废液施用对土壤理化性状及两种氧化还原酶活性的影响.结果表明:蔗地施用废液提高了土壤全氮、Cl-、有机质、腐殖质含量,使甘蔗苗期土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性异常升高,随后迅速下降,成熟期下降到接近或小于CK2的土壤酶活性水平.甘蔗苗期土壤过氧化氢酶活性与全氮、有机质、腐殖质呈极显著正相关,与富里酸、胡敏酸、Cl-呈显著正相关(r0.05=0.811,r0.01=0.917,n=6);土壤多酚氧化酶活性与有机质、腐殖质、Cl-呈显著正相关.与不种植甘蔗的75 tCK废液处理相比,种植甘蔗的75 t废液处理甘蔗生长后期土壤全氮、有机质、Cl-含量和多酚氧化酶活性较低.说明与施用化肥或不施肥处理相比,蔗地施用废液有提高土壤肥力和有机质、腐殖质含量的作用,但也使施用初期过氧化氢酶和多酚氧化酶活性异常升高,施废液的土壤种植甘蔗对废液养分吸收和环境净化有一定作用.     

不同施肥处理对土壤养分含量及土壤酶活性的影响

在田间试验条件下,通过对花生各生育期土壤养分含量与酶活性的研究,探讨了不同施肥处理对土壤养分含量及土壤酶活性的影响。结果表明:各生育期不同施肥处理土壤养分含量以控释掺混肥处理最高,在整个生育期内都能满足花生对养分的需求,普通复合肥在土壤中养分释放迅速,后期出现脱肥现象;土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性以控释掺混肥处理最高,纯控释肥处理其次,均明显高于普通复肥和对照处理,过氧化氢酶活性受肥料类型的影响较小,变化范围在2.68～6.26ml/g之间;3种土壤酶活性与速效P含量的相关性最好,其中脲酶活性与土壤速效P含量相关性达到极显著正相关,过氧化氢酶活性与速效P含量为极显著负相关,脲酶活性与碱解N含量存在显著正相关,磷酸酶活性与碱解N同样存在显著正相关,过氧化氢酶活性与速效K含量存在极显著负相关。这说明土壤酶活性与土壤养分含量呈密切的相关性,可将其作为评价土壤肥力的指标。     

蚕豆生长及土壤酶活性对低分子量聚乙烯的响应

研究与推广环保型可降解地膜, 是解决当前农田白色污染的重要途径。与普通地膜比较, 可降解地膜降解时间短, 残留物以分子量较低的线性低密度聚乙烯(LLDPE)为主。研究低分子量聚乙烯对作物生长及土壤性质的影响, 对可降解地膜的推广具有重要意义。本研究模拟自然条件, 以添加低分子量聚乙烯(LMWPE)的壤土盆栽种植蚕豆, 并设定不同的LMWPE添加量, 研究全生育期蚕豆的株高、复叶数、结荚数及土壤中脲酶、过氧化物酶、蔗糖酶活性对LMWPE的响应。结果显示: 与不添加LMWPE且种植蚕豆的处理(CK₁)比较, 全生育期中添加LMWPE(分别按覆盖地膜1年、10年、50年、100年折算的添加量)且种植蚕豆处理的蚕豆株高、复叶数及土壤脲酶活性、过氧化物酶活性显著高于CK₁, 且随着LMWPE添加量增加, 土壤酶活性及蚕豆株高和复叶数增幅越显著, 但各处理土壤蔗糖酶活性及蚕豆结荚数差异不显著。蚕豆根系的形成和生长对3种土壤酶活性具有显著影响。3种土壤酶活性与株高、复叶数显著相关, 但与结荚数无显著的相关性。本研究结果表明, 土壤中添加LMWPE对蚕豆生长及3种土壤酶活性有激活作用, 以添加量为2.80 g·kg^-1处理的影响最为明显。     

Tillage effects on compaction, earthworms and other soil quality indicators in Hungary

The philosophy toward tillage throughout the last century in Hungary can be characterized as a fight against extreme climatic and economic situations. The ‘Hungarian reasonable tillage’ approach that was promoted by Cserháti at the end of the 1800s was aimed at reducing tillage without increasing the risk of crop failure in arable fields. Recently, new tillage trends and systems have been introduced because of the rise in energy prices and because of the need to cut production costs, conserve soil and water resources and protect the environment. In Hungarian relation, the rationalized plowing, loosening and mulching systems are counted to the new tillage solutions. There are new steps in the sowing methods too, such as seedbed preparation and plant in one pass, till and plant, mulch-till and plant and direct drilling, which are environment capable, throughout improving soil condition and avoiding the environment harms. The applicability of various soil conservation tillage methods is currently being tested in research projects and discussed in workshops throughout the country. In this paper, soil quality problems such as compaction, trends in soil tillage, and factors affecting soil quality or condition as well as improvement and maintenance are summarized. The data show that annual disking and plowing causes subsoil compaction at the depth of tillage within 3 years and that the compacted layer expanded both in surface and deeper layers after the 5th year. Soil quality deterioration by tillage-pans was improved by subsoiling and maintained by direct drilling and planting soil-loosening catch crops. Within a loam and a sandy loam soil there were close correlations between earthworm activity and soil quality. Earthworm numbers increased on undisturbed but noncompacted soils and soils that included stubble residues remaining on the surface, but did not increase on soils that were deteriorated by tillage-pans or left bare by the absence of mulch. Our goal for the new millennium, is to use only enough tillage to create and maintain harmony between soil conservation, soil quality and crop production.     

转 AtPAP15基因大豆种植对根际土壤养分及酶活性的影响

以转入AtPAP15基因的两个磷养分高效转基因大豆株系AP15-1、AP15-3及其各自受体YC03-3、YC04-5为材料,在大田连续种植两季,通过在苗期、盛花期和成熟期采集根际土,对其进行pH和全磷、速效磷、有机磷、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、及钼等八种微量元素含量的测定,并分析了盛花期AP15-1与其受体YC03-3根际土中酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性变化,从而了解上述磷高效转基因大豆的种植是否会对根际土中主要养分和酶活性产生影响.研究结果显示:秋春两季根际土中除全钾和微量元素含量外,其他养分含量在个别时期,转基因大豆AP15-1或AP15-3与其受体之间,均存在显著性的差异,但这些显著性差异大部分出现在苗期,成熟期仅有机磷含量在AP15-1与其受体YC03-3、速效钾含量在AP15-3与其受体YC04-5之间呈显著差异,并且这些差异在两季中均未重复出现.根际土中四种土壤酶活性测定结果显示:同季转基因大豆与其受体之间差异不显著.总体结果表明,上述转AtPAP15基因磷高效大豆种植对根际土中磷、氮、钾等养分和四种土壤酶活性均未产生显著的影响.     

土壤消毒措施对土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响

采用田间试验方法,研究了垄沟式太阳能消毒、石灰氮麦秸、垄鑫3种土壤消毒方法对日光温室土壤物理特性及黄瓜生长发育的影响。结果表明,垄沟式太阳能消毒处理对土壤物理特性未产生较大影响,处理后粗粉粒含量较对照降低9.5%,砂粒两个粒径(0.1～0.5mm、0.5～1.0mm)含量较对照分别增加39.4%、117.7%,其余组分无明显变化;石灰氮麦秸处理后黏粒含量增加163%,细粉粒两粒径(0.001～0.005mm、0.005～0.01mm)含量较对照分别增加52.1%和116.8%;施用垄鑫处理后土壤黏粒含量较对照降低65.8%,细粉粒两个粒径含量较对照分别降低33.0%、32.2%。不同处理对土壤微团聚体的形成均有一定阻碍作用,其中石灰氮麦秸处理对土壤团聚体的形成影响最大,其次是垄鑫处理,垄沟式太阳能消毒处理影响最小。3个土壤消毒处理都能提高黄瓜平均叶片数、平均株高、叶绿素含量和黄瓜产量,其中垄沟式太阳能消毒处理能显著提高黄瓜生物学指标,有良好的增产效果。     

带旋和全旋耕作对稻茬小麦生长和土壤理化性质的影响

为明确带旋耕作在稻茬麦区的适用性,该研究于2018-2020年在水稻秸秆切碎匀铺还田条件下,以全旋（full rotary tillage,FRT）耕作为对照,研究了带旋（strip rotary tillage,SRT）耕作对稻茬麦田土壤理化性质、小麦生长和籽粒产量的影响。结果表明,与FRT相比,SRT在土壤偏干状况下大幅提升了0～10 cm土层贮水量,提升幅度为15%～43%,而在土壤偏湿时提升幅度仅为3%～9%。带旋耕作下土壤温度日变化幅度平缓,且在低温条件下有助于提升5和15 cm土层温度。2 a间5～15 cm土层SRT土壤速效氮与速效钾含量较FRT分别增加12%、55%、41%和17%,差异显著（P<0.05）,SRT促进了土壤养分在浅层富集。在2019-2020年,SRT较FRT显著增加了幼苗单株次生根数、单株地上部生物量、植株可溶性糖含量和叶片RuBPCase活性（P<0.05）,明显提升了幼苗质量,同时2 a间均提高了开花期和乳熟期单茎叶面积、叶片RuBPCase活性以及开花期和成熟期单茎干物质量。2 a间均以SRT产量最高,比FRT分别增产11%和14%,穗粒数比FRT分别增加16%和5%,差异均达显著水平（P<0.05）。综上,带旋耕作下良好的土壤水、热、肥条件有助于幼苗健壮生长,提升了单茎光合生产能力,促进了幼穗发育和穗粒数形成,但带旋耕作出苗率较全旋耕作低了19.3%,未来还需结合其壮苗优势开展农机农艺配套技术研究。