化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养价值及土壤微生物活性的影响

以关中地区青贮玉米(Zea mays)及其根际土壤为研究对象,研究了种植当年化肥减量配施有机肥对青贮玉米产量、营养价值及土壤微生物活性的影响。结果表明,施肥当年不同处理之间产量无显著差异(P>0.05)。单施化肥处理(T1)的粗蛋白含量最高,配施有机肥在一定程度上降低了玉米的粗蛋白含量,提高了纤维的含量。T1处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量及土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均最低。随着有机肥配施比例的增加土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量和土壤酶活性均升高。由此初步说明,在关中地区化肥减量配施有机肥能够维持种植当年的玉米产量,显著提高土壤碳、氮储量及土壤酶活性。本研究为关中地区发展青贮玉米产业、改善土壤环境和提高肥料利用效率提供理论依据。     

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应，本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象，设置4种不同氮磷添加处理，包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥，研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明：1）单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应；单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用；单施氮肥使混播草地微生物生物量碳（SMBC）增加，而氮磷配施使其微生物生物量碳氮（SMBN）降低。2）单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性，单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶（AP）活性，氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、AP酶活性，表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3）试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值，SMBN︰SMBP高于全国平均值，且土壤N︰...     

关中地区紫花苜蓿，小麦及玉米根际土壤理化性质研究

为进一步明确关中地区基于牧草种植和传统农作物生产对土壤理化性质的影响，本试验测定了单播紫花苜蓿(A)、玉米(M)、小麦(W)及套种紫花苜蓿和玉米(AM)四年后土壤碳氮含量、稳定性同位素、微生物生物量及酶活性。结果表明：紫花苜蓿根际土壤全氮(TN)、同位素氮(δ¹⁵N)、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)及蔗糖酶(SUC)、脲酶(UR)和中性磷酸酶(NP)均显著高于小麦和玉米。此外，AM的根际土壤全碳(TC)，TN和MBC显著高于单播作物。土壤TC和TN分别与δ¹⁵N,MBC和NP等呈极显著正相关(P<0.01)，且冗余分析中土壤C,N及微生物生物量分别解释了酶活性变化的50.86%和69.81%。因此，关中地区基于豆科牧草紫花苜蓿的种植模式能够实现C,N资源的高效利用与土壤的可持续生产。本研究从土壤理化性质的角度为关中地区落实“粮改饲”等政策，实现农业资源的高效利用提供理论依据。     

套种紫花苜蓿对玉米根际土壤碳、氮、磷及真菌群落的影响

以单播青贮玉米(Zea mays)为对照,套种紫花苜蓿(Medicago sativa)模式下,测定了第一年早熟、晚熟青贮玉米根际土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、土壤微生物生物量碳(microbial biomass C, MBC)、土壤微生物生物量氮(microbial biomass N, MBN)、土壤微生物生物量磷(microbial biomass P, MBP)、土壤地表球囊霉素相关蛋白(glomalin-related soil protein, GRSP)、土壤真菌多样性和群落结构特征等。结果表明,两品种青贮玉米根际土壤全N含量在套种当年显著增加(P 0.05),说明套种可能增强了土壤固N微生物的活性。套种显著(P 0.05)增加了早熟玉米根际土壤MBN、MBP、易提取球囊霉素(easily extractable glomalin, EEG)和晚熟品种土壤MBC的含量,且使根际土壤真菌群落特征趋于相似,这表明套种可改善土壤养分供应状况,促进土壤微生物活动,从而提高土壤肥力,促进植物生长。因此,综合第一年土壤理化性质和真菌等多项指标结果分析,在关中地区进行紫花苜蓿和青贮玉米套种可有效提高土壤营养元素利用效率。     

生物炭与秸秆还田对风沙土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响

以宁夏贺兰山东路风沙土壤为研究对象,分析等碳量秸秆、生物炭还田后土壤、微生物、胞外酶及其化学计量特征,为农田养分调控和土壤可持续利用提供科学依据.结果表明,随着秸秆和生物炭还田量的增加土壤有机碳(C)、全磷(P)、速效氮(AN)、速效磷(AP)浓度显著增加,且生物炭还田优于等碳量秸秆处理.而秸秆与生物炭还田对土壤全氮(N)浓度影响不显著.土壤C/N、C/P、N/P、AN/AP变化范围在10.1～10.9、7.4～8.2、0.7、2.7～3.4.且N/P、AN/AP随秸秆还田量的增加显著增加,随生物炭还田量的增加显著降低.生物炭还田后土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量显著高于等碳量秸秆还田.而秸秆还田后土壤微生物与胞外酶化学计量比均显著高于等碳量生物炭还田.相关性分析表明,秸秆还田后土壤AN与碱性磷酸酶(AKP)极显著负相关,与β-葡糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、MBC、(BG+CBH)/AKP、(NAG+LAP)/AKP、MBN/MBP极显著正相关.生物炭还田后土壤AP与BG、α-纤维素酶(CBH)、LAP、NAG、MBC、MBN、(BG+CBH)/AKP极显著正相关,与MNC/MBN极显著负相关.综上,生物炭还田有利于提高土壤养分浓度和微生物量,而秸秆还田更有利于维持土壤养分平衡.     

添加杨柳树枝对沙化土壤有机碳、含水量及微生物活性的影响

以宁夏银川腹部的沙化土壤为研究对象,设计了添加杨树粉碎材料（B）、添加杨树粉碎材料＋覆盖柳树枝条（C）和覆盖树枝混合粉碎材料（D）3种方式进行沙化土壤的处理,并以不做任何处理的土壤（A）为对照,测定了土壤中有机碳含量、含水量、微生物数量和酶活性。结果表明,B、C和D处理措施均能显著提高土壤含水量、有机碳含量、微生物（细菌、真菌和放线菌）数量(P＜0.05),其中细菌和放线菌数量增加最明显。B和C处理能显著增加土壤中脲酶和过氧化氢酶的活性(P＜0.05),D处理土壤中脲酶活性小于对照,过氧化氢酶活性与对照土壤无显著差异（P＞0.05）。相关性分析表明,土壤含水量、有机碳含量和细菌、真菌、放线菌数量以及脲酶、过氧化氢酶活性相关性显著(P＜0.05)。可见,添加有机物对修复沙化土壤、增加土壤微生物活性有显著作用。     

秸秆和生物炭对油菜—玉米轮作下紫色土有机碳及碳库管理指数的影响

为揭示西南紫色土区有机碳库对秸秆还田和施用生物炭的响应,采用田间试验的方法,研究了油菜(Brassica napus)-玉米(Zea mays)轮作制度下,对照(CK)、秸秆还田(CS)、施用生物炭(BC)、秸秆+生物炭1∶1混施还田(CS+BC)、秸秆+速腐剂还田(CS+D)5种处理的紫色土各形态有机碳含量及碳库管理指数(CPMI)。结果表明,与CK相比,秸秆还田和施用生物炭各处理均能提高土壤有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳、矿物结合态有机碳、活性有机碳含量及碳库管理指数,其中CS+D处理的微生物生物量碳、粗颗粒有机碳含量、土壤微生物熵最高,增幅分别为104.17%、248.57%和66.61%;其次为CS处理,增幅分别为75.25%、211.43%和51.38%;CS+D和CS处理的碳库管理指数分别比CK处理高87.42和70.95;BC处理下土壤矿物结合态有机碳含量最高,达到了13.14 g·kg-1。可见,秸秆还田、秸秆+速腐剂还田提高土壤有机碳活性和碳库管理指数的效果优于施用生物炭,有利于提升地力和改善土壤质量,而施用生物炭下土壤有机碳稳定性较高,有利于土壤有机碳长期稳定固持。     

保护性耕作下黄土高原作物轮作系统土壤健康评价

摘要：在黄土高原雨养农业区,以4个耕作处理[传统耕作(t)、传统耕作+秸秆覆盖（ts）、免耕(nt)和免耕+秸秆覆盖(nts)]的2年3熟粮豆轮作系统为对象,研究了0~5和5~10 cm土壤全碳、有机碳、全氮及微生物生物量碳和氮等指标的变化特征。结果表明,实施保护性耕作7年后,有机碳含量在ts、nt和nts处理下比t处理显著增加22.9%、25.3%和42.6%,0~5 cm层土壤微生物生物量碳和氮含量均以nts最高,t处理最低。在0~10 cm土层内,免耕促进了土壤碳的表聚化,但耕作有助于秸秆有机碳在土壤剖面的均匀分布。研究结果表明,短期尺度下微生物量碳和氮是反映耕作措施的敏感指标,中期尺度下土壤有机碳可以敏感反映土壤健康状况。     

绿洲区玉米专用菌肥对土壤理化性质及酶活性的调理作用

为探究施用玉米专业菌肥对绿洲区玉米根际土壤理化性质和土壤酶活性的调理作用,寻求减少化肥施用量的有效途径。在甘肃武威黄羊镇设7个处理,不施肥(A),全量化肥(B),菌肥(不施化肥,C);85%化肥(85%B),85%化肥+菌肥(85%B+C),70%化肥(70%B),70%化肥+菌肥(70%B+C)。成熟期测定土壤养分、3大微生物计数和微生物量碳氮;并在苗期、拔节期、开花期和成熟期分别测定玉米根际土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性和土壤呼吸。研究表明:85%B+C处理能够显著提高土壤全氮、全磷、有效磷和有机质含量;过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶在玉米的开花期达到最大值,碱性磷酸酶在拔节期达到最大值;蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶含量均表现出处理85%B+C显著高于其他处理,过氧化氢酶处理B(全量化肥)高于其他处理,且A处理均表现为最低;施肥处理对土壤细菌数量的影响最大,是未施肥处理的1.97～5.01倍,此外,土壤真菌数量均表现出处理A(不施肥)显著高于其他各个处理;微生物生物量碳氮以85%B+C处理最优且显著优于其余处理;减量化肥并配施菌肥可以增加土壤呼吸速率。减量化肥并配施菌肥能够有效的提高绿洲区玉米地土壤的养分含量和酶活力,是减少绿洲区玉米化肥施用量的有效途径。     

施肥和控鼠对退化高寒草甸植物-土壤-微生物碳氮磷化学计量特征的影响

以黄河源区斑块化退化高寒草甸为研究对象,通过测定施肥、施肥+控鼠两种修复措施下草地植物、土壤和微生物生物量碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比,揭示在斑块化退化高寒草甸恢复过程中植物-土壤-微生物之间的生态化学计量特征及相互关系,为退化草地的快速恢复提供理论指导。结果表明：施肥+控鼠修复措施显著增加植物地上部分C、N含量和土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)含量以及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量,与对照相比分别增加1.02%、20.77%、32.69%、8.81%、340.97%、316.20%、53.49%、209.94%,同时显著降低植物地下部分C含量以及地上部分C/P,且植物地上和地下部分N/P均小于14,表明退化草地短期恢复过程中植物生长主要受N限制。退化草地恢复过程中植物C、C/P和土壤MBC、MBC/MBN对土壤环境变化反映敏感,内稳态模型方程拟合结果均显著(P<0.05),1/H分别为0.0594、-0.7676、-0.4746、-0.7340、3.4729、1.4542,且土壤微生物的敏感程度高于植物...     

树盘覆盖对早酥梨园土壤有机碳及其组分的影响

以18年生早酥梨园为试材,连续3年开展了玉米秸秆覆盖、黑色地膜覆盖、玉米秸秆 地膜覆盖、玉米秸秆 生物菌肥覆盖和清耕试验,研究5种树盘覆盖方式对丘陵山地早酥梨园土壤有机碳及其组分的影响。结果表明,土壤总有机碳（TOC）含量随土层深度增加而降低,TOC含量增幅最大的是0~30cm土层,效果最明显是玉米秸秆 菌肥覆盖处理,TOC含量比清耕（CK）增加了64.7%。年生长周期内,土壤TOC含量呈现先稳定后降低再升高的趋势,添加秸秆有机物的覆盖处理显著提高了土壤TOC含量,玉米秸秆 菌肥覆盖TOC含量增幅最大,比清耕增加了11.0%。随着覆盖年限的增长,添加秸秆有机物覆盖处理的土壤总有机碳含量、易氧化有机碳（ROC）含量及其占总有机碳的比例、微生物量碳（MBC）含量及其占总有机碳的比例均呈现不同程度的增加,玉米秸秆 生物菌肥覆盖增幅最大,其次为玉米秸秆覆盖和玉米秸秆 黑色地膜覆盖。黑色地膜覆盖增加了土壤可溶性有机碳（DOC）含量及其所占TOC比例。在实际应用中,玉米秸秆 生物菌肥覆盖可用于以培肥为主要目的的覆盖栽培,玉米秸秆 黑色地膜覆盖可用于以增温效应为主要目的覆盖栽培,覆盖材料应本着就地取材原则,以实现农业废弃物利用和果树提质增效的双重效应。     

有机物添加对碱化土壤有机碳库及土壤质量的影响

以土默川苏打碱化土壤为研究对象,通过田间定位试验探讨不同有机物料添加对碱化土壤有机碳库与质量的影响.设置生物炭(BC)、牛粪(CD)、羊粪(GM)、玉米秸秆(SW)和对照(CK)共5个处理,于2019～2020年春季将所有有机物料以玉米秸秆全量还田(10.5t/hm2)为基准,按等量有机碳量(2.4t/hm2)的方式添...     

翻埋与覆盖林木枝条对干旱区沙化土壤及紫花苜蓿根系丛枝菌根真菌的影响

沙化是全球干旱半干旱地区土壤退化的主要类型之一，而该地区的生态防护林、农田防护林及城市森林的林木修剪物为沙化土壤的改良提供了丰富的资源。本研究以宁夏易得的杨树枝条为材料，设置了覆盖（M）、翻埋（W）、翻埋+覆盖（WB）及无任何枝条添加的对照（CK）4种处理，测定了土壤理化性质、土壤酶活性、紫花苜蓿地上生物量及菌根侵染率等指标，并利用Illumina Miseq高通量测序技术研究了土壤与根系丛枝菌根（AM）真菌群落结构，分析了影响AM真菌侵染率及群落结构的主要驱动因子。研究结果表明，翻埋与覆盖处理均不同程度改善了土壤性质，提高了紫花苜蓿地上生物量，但总体以WB处理效果较佳；相比CK，处理WB还显著提高了紫花苜蓿根系总侵染率、丛枝侵染率、菌丝侵染率、泡囊侵染率及土壤孢子数（P<0.05），同时亦显著提高了根系AM真菌Chao1和ACE指数，但所有林木枝条施用方式对土壤α多样性影响均不显著（P>0.05）。此外，NMDS和PERMANOVA分析结果显示，处理WB对土壤与根系AM真菌群落结构存在显著响应（P<0.05）。相关分析和dbRDA分析结果进一步表明，AM真菌的侵染状...     

黄土丘陵区不同土地类型下土壤养分特征—基于生态化学计量学

为探讨黄土丘陵区不同土地类型下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量特征，本研究以黄土丘陵区典型小麦地、云杉林地、苜蓿地为对象，基于实测数据，采用方差、相关统计分析，研究不同土地类型、不同土层深度（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm）土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比。结果表明：3种不同土地类型土壤SOC、TN和TP含量均随土层深度增加而降低，其平均含量分别为12.19、0.33和0.48 g·kg^-1，小麦地和苜蓿地土壤SOC、TN和TP空间变异性较云杉林地偏大。SOC、TN含量为云杉林地>小麦地>苜蓿地，TP含量为云杉林地>苜蓿地>小麦地。土壤SOC、TN和TP间均存在显著正相关关系。小麦地C/P显著（P<0.05）高出苜蓿地41.96%，N/P显著高出云杉林地、苜蓿地28.57%、36.19%。3种不同土地类型土壤化学计量比（C/N、C/P、N/P）均值分别为：39.61、31.53、0.83，且其C/N大于中国平均值（12.3），C/P、N/P较全国平均值（61.0、5.2）明显偏小，黄土丘陵区C/N较稳定。土地类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比存在不同程度的影响，合理调整土地利用结构有助于土壤养分的存留，有利于土壤生态的恢复。     

放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤碳氮及其稳定同位素的影响

为了探究不同放牧强度对荒漠草原土壤碳氮元素的影响,选取内蒙古希拉穆仁荒漠草原为研究对象,分析3种放牧强度(无牧、轻度放牧、重度放牧)对0～50 cm 土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、稳定碳、氮同位素(δ13C,δ15N)的影响.结果表明:随着放牧...     

不同恢复措施对宁夏典型草原土壤碳氮储量的影响

为探讨不同恢复措施下草原土壤有机碳、全氮储量特征的变化,以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对放牧(对照GG),封育(EG),水平沟(CG)和鱼鳞坑(FG)3种不同恢复措施下0~40 cm土壤有机碳、全氮储量进行研究。研究表明:1)土壤有机碳和全氮含量以封育草地最高,分别为30.35和2.92 g/kg,放牧草地次之,水平沟草地最低(P<0.05);C/N表现为封育最高,水平沟次之,放牧草地最低;各措施下土壤有机碳和全氮含量随着土层加深整体呈下降趋势。2)土壤有机碳和全氮密度呈封育和放牧草地较高,鱼鳞坑居中,水平沟最低。各恢复措施下有机碳密度随着土层加深而降低,全氮密度无明显规律。3)土壤碳氮储量表现为封育草地>放牧草地>鱼鳞坑草地>水平沟草地。禁牧封育更有利于该区典型草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

不同秋眠类型紫花苜蓿根际与非根际土壤理化性质及化学计量特征

为探究不同秋眠类型紫花苜蓿根际与非根际土壤理化性质,本研究调查了关中地区种植5年不同秋眠类型紫花苜蓿再生期和休眠期根际与非根际土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、全氮(Total nitrogen, TN)、全磷(Total phosphorus, TP)及土壤酶活性。结果表明：根际SOC、TN、土壤酶活性及化学计量比显著高于非根际土壤(P<0.05);TP在根际与非根际土壤中无显著差异(P>0.05);休眠期土壤SOC、TN、TP含量整体变化趋势表现为随着秋眠级数递增,养分含量逐渐升高,即强秋眠(D)<半秋眠(SD)<非秋眠(ND),而再生期的表现趋势正好相反。根际与非根际SOC与TN、蔗糖酶活性呈正相关;根际土壤TN与蔗糖酶、蛋白酶活性呈正相关,与脲酶活性呈负相关;非根际土壤TN与蔗糖酶活性呈正相关,与蛋白酶活性呈负相关。本研究结果将有助于进一步探究不同秋眠类型紫花苜蓿土壤营养物质循环与生产力之间的关系及根际土壤的微生态。     

不同恢复措施对退化荒漠草原土壤碳氮及其组分特征的影响

以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象,实施深翻耕+补播（SR）、浅翻耕+补播（QR）和禁牧封育（F）恢复措施,同时以传统放牧为对照（CK）,研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳（SOC）、全氮（TN）及颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）、微生物量碳（MBC）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和微生物量氮（MBN）的变化特征,以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明：与其他处理相比,QR处理草地的土壤SOC含量（5.50~9.93 g·kg^-1）、土壤TN含量（0.17~0.23 g·kg^-1）、土壤ROC含量（0.53~0.99 g·kg^-1）及土壤MBN含量（62.82~73.20 mg·kg^-1）总体较高;土壤MBC含量（386.00~481.80 mg·kg^-1）及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高;不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较CK均有所下降。相关分析表明：SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关（P<0.01）,与MBC含量呈显著负相关（P<0.05）。基于土壤碳、氮固存,在所有的处理中,浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。     

Driving Factors That Reduce Soil Carbon,Sugar, and Microbial Biomass in Degraded Alpine Grasslands

Soil carbon and sugars play key roles in carbon (C) cycling in grassland ecosystems. However, little is known about their changes in quantity and composition in degraded alpine meadows in the Tibetan plateau. We compared vegetation C density, soil organic carbon (SOC) density, and soil sugars in nondegraded (ND), degraded (DA; following artificial restoration), and extremely degraded (ED) grasslands and analyzed the relation among these parameters by redundancy analysis (RDA) and structural equation models (SEMs). Belowground biomass, soil microbial biomass C, soil microbial biomass nitrogen (N), belowground biomass C density, SOC density, and soil sugars were lower in DA and ED grasslands than in ND grasslands. In addition, the ratio of belowground biomass to aboveground biomass (BAR) decreased with an increase in degradation. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass was identified as the main indirect driving force of ecosystem C density by affecting total vegetation C and SOC densities. Soil dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (SMBC), neutral sugars (NS), and total nitrogen (TN) were identified as main direct driving forces. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass altered DOC, SMBC, NS, and TN and, consequently, was the primary driving force for the alpine meadows’ ecosystem C density. It was concluded that land management in alpine meadows should include practices that maintain a relatively high BAR in order to curb degradation and increase ecosystem C density.