氮沉降对亚热带常绿阔叶天然林不同季节土壤微生物群落结构的影响

以亚热带地区细柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林为研究对象,开展2年(2010—2011年)的原位模拟大气氮沉降试验,设置3个氮水平(以氮(N)含量计算):对照(CK, 0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(LN, 50 kg·hm~(-2)·a~(-1))、高氮(HN,100 kg·hm~(-2)·a~(-1))。采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术探讨常绿阔叶天然林土壤微生物群落结构对氮沉降的响应。结果表明,天然林土壤微生物以细菌为优势类群,占微生物总PLFA含量的78.3%。夏季土壤微生物群落结构与其他季节发生显著差异;LN仅显著改变夏季土壤微生物群落结构;HN导致春季和冬季土壤微生物群落结构发生显著分异,且在不同季节对土壤微生物变化类群的影响不同。此外,氮沉降未使真菌与细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比(G+∶G-)发生显著改变,而使不同结构的环丙烷脂肪酸或异构脂肪酸等特殊脂肪酸比值发生改变,这表明短期氮沉降虽然改变了土壤微生物的群落结构,但并未影响微生物对环境变化的响应力,微生物可能通过改变特殊脂肪酸含量应对短期氮沉降,不同季节的应对策略有一定差异。因此,在探讨氮沉降对亚热带地区森林生态系统土壤微生物群落结构的影响时有必要考虑季节因素。     

模拟氮沉降下施石灰对休耕红壤优势植物根际土壤微生物群落的影响

氮沉降引起红壤酸化加剧和土壤生态系统功能退化。采用休耕植物自然演替恢复土壤生物多样性和生态系统功能;同时,针对氮沉降造成的土壤酸化,通过施石灰来调控土壤pH,以期加速土壤生态恢复进程。土壤微生物群落结构的改变能够指示土壤恢复措施的影响。为探究氮沉降背景下,石灰施用措施对休耕红壤生态功能的恢复效果,以高强度农作休耕地上最初出现的优势植物狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv)根际为研究对象,研究模拟氮沉降(0kg·hm~(–2)、45kg·hm~(–2)和90kg·hm~(–2))下施石灰(0 kg·hm~(–2)和110 kg·hm~(–2))对根际土壤微生物群落的影响。结果表明,模拟氮沉降降低了各类群微生物磷脂脂肪酸(PLFA)量、革兰氏阴/阳性细菌比及香农多样性指数。在没有额外施氮的处理中,施石灰降低了各类群微生物PLFA量。而氮和石灰交互作用下,各类群微生物PLFA量均随氮沉降量增加而增加。结构方程模型显示,石灰对微生物群落的影响最为强烈;模拟氮沉降和施石灰通过综合影响土壤pH、养分有效性及植物—微生物养分竞争而改变微生物群落结构和多样性。总之,模拟氮沉降下施用石灰措施能够改善休耕红壤生境,降低因氮沉降造成的酸化对根际微生物群落的危害,加速土壤生态系统恢复。     

模拟氮沉降对甜槠林分凋落物及主要养分归还量的影响

选取亚热带典型的常绿阔叶甜槠林为研究对象,从2011年4月至2013年6月进行模拟氮(N)沉降试验,以探讨甜槠林凋落物养分归还量对N沉降的响应。氮沉降水平分别为:对照(CK,0 kg N hm-2a-1),低氮(LN,50 kg N hm-2a-1),高氮(HN,100 kg N hm-2a-1),高氮+磷(HN+P,100 kg N hm-2a-1+50 kg P hm-2a-1),每个处理重复3次。在模拟氮沉降2 a后,于2012年7月开始收集各样地的凋落物样品,分析凋落物及其养分归还量。结果表明:不同处理凋落物量没有显著差异,表明氮沉降增加没有显著提高林分凋落物产量;不同处理落叶、落枝中N、P、K、Ca、Mg含量均无显著差异,表明氮沉降亦没有显著增加凋落物各养分含量;模拟氮沉降处理均增加了各养分元素年归还量,但不同元素对N沉降的响应不同。N、K和Mg年归还量与CK存在显著差异,而P和Ca年归还量与CK处理无显著差异。     

温带针阔叶林土壤有机碳动态和微生物群落结构对有机氮添加的响应特征

森林生态系统土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)转化和碳储量动态对大气氮沉降增加的响应是具有特异性的,取决于土壤初始氮状态、施氮类型、剂量与持续时间。过去相关研究主要集中在无机氮沉降效应方面,对有机氮沉降如何影响温带针阔混交林SOC及其组分含量尚不清楚,鲜有研究关注氮素富集条件下SOC变化的微生物学机制。以长白山温带针阔混交林为研究对象,设置4个尿素添加水平(0、40、80、120 kg·hm~(–2)·a~(–1),以N计,下同)的原位控制试验。施肥三年后,采集0～10 cm矿质层土壤样品,测定土壤不同形态氮含量、土壤团聚体比例和不同粒径SOC含量;利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定土壤微生物不同种群相对丰度与群落结构,探讨SOC含量变化与微生物群落变化之间的相关关系。结果表明,施氮三年显著增加了土壤NO_3~--N、DON和TN含量,土壤酸化明显。施氮虽然未显著增加表层土壤总SOC含量,但是显著增加活性SOC组分(颗粒态有机碳和团聚体结合态有机碳)含量,增幅介于27.5%～96.3%,导致SOC组分发生累积的大气氮沉降临界负荷为80kg·hm~(–2)·a~(–1)以N计下同。SOC含量的变化(ΔSOC)与团聚体结合态有机碳、颗粒态有机碳含量的变化正相关。除好氧细菌丰度外,施氮总体上未改变微生物种群丰度,但是显著改变了微生物的群落结构,革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌(G+/G–)丰度比例增加而好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降。有机氮富集倾向于促进温带针阔混交林土壤团聚体的形成,局域产生厌氧微环境,好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降。活性SOC组分含量、土壤团聚体百分比和微生物PLFA丰度之间显著相关,暗示微生物群落结构与SOC积累和稳定之间关系密切。上述研究结果表明,氮素富集会改变温带针阔混交林土壤微生物群落结构,进而导致土壤碳积累。     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6-703.5mg·kg^-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34-92.15mg·kg^-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs（GPPLFAs/GNPLFAs）比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高。PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理。经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关。     

覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响

为探讨覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响,通过磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究覆盖作物处理对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响。试验设置3个处理,分别为种植覆盖作物+覆盖作物刈割后留在土壤表面自然腐解(T1)、种植覆盖作物+覆盖作物刈割后从园中清除(T2)和清耕对照(CK)。结果表明,T1、T2处理土壤微生物PLFAs总量和微生物量碳、氮均显著高于CK(P0.05);土壤pH和碳氮比是影响猕猴桃园土壤微生物群落的主要环境因子,pH与土壤微生物PLFAs总量呈极显著正相关(P0.01),与细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量呈显著正相关(P0.05),碳氮比与革兰氏阳性菌PLFAs量/革兰氏阴性菌PLFAs量呈极显著正相关(P0.01)。研究表明,猕猴桃园种植覆盖作物改变了土壤环境因子,影响土壤微生物群落结构组成。研究可为丹江口水源涵养区果园生态管理模式的探索提供理论依据。     

氮添加对马尾松人工林凋落物分解及其微生物活性的影响

对马尾松人工林凋落物进行了12个月的模拟氮沉降试验[对照CK,0 kg N/(hm~2·a)]、低氮[(LN,50 kg N/(hm~2·a)]、中氮[MN,100 kg N/(hm~2·a)]和高氮[HN,150 kg N/(hm~2·a)],研究了凋落物分解特征、土壤微生物活性及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)随着氮浓度的增加,马尾松凋落物的分解系数呈先增加后降低趋势,MN处理下马尾松凋落物的分解系数达到最高,之后有所下降;与对照相比,LN,MN,HN凋落物分解系数分别增加了15.36%,56.89%和12.97%;(2)模拟氮沉降促进了微生物量碳、氮、磷,相同月份微生物量碳、氮、磷均随着氮浓度的增加呈先增加后降低趋势,在MN处理下微生物量碳、氮、磷达到最大,HN处理下微生物量碳、氮、磷有所降低;(3)模拟氮沉降增加了大部分土壤酶的活性,HN处理下有所抑制,土壤中与碳(纤维素酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶和β-木糖苷酶)、氮(硝酸还原酶)、磷(酸性磷酸酶和碱性磷酸酶)元素循环相关的酶均随着时间的增加呈增加趋势,相同月份在MN处理下达到最大,HN处理下有所降低。(4)不同氮处理下土壤微生物活度、微生物代谢熵、自养呼吸、异养呼吸、总呼吸变化趋势基本保持一致,随着时间的增加呈增加趋势,相同月份在MN处理下达到最大,HN处理下有所降低;(5)相关性分析表明纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、硝酸还原酶与凋落物分解系数呈显著正相关(p0.05),土壤微生物量碳、氮、微生物活度、微生物代谢熵和微生物总呼吸与凋落物分解系数呈显著正相关;PCA排序表明:土壤微生物呼吸和土壤微生物代谢熵很大程度上反映了其微生物特性,其中土壤碳循环酶、微生物活度、土壤微生物代谢熵对凋落物分解贡献最大。     

不同林龄马尾松人工林土壤微生物群落结构和功能多样性演变

土壤微生物在森林生态系统中起着至关重要的作用,研究人工林演变中土壤微生物群落结构特征,对评价人工林土壤质量动态变化和维持土壤微生态平衡具有重要意义。以亚热带地区马尾松人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG技术研究不同林龄(13 a,25 a,38 a和58 a)对土壤微生物群落结构和代谢功能多样性的影响。结果表明:不同林龄土壤微生物类群均以细菌为主,其次为真菌和放线菌,最后为原生动物;土壤微生物总PLFAs量、真菌数量和真菌/细菌均表现为13 a最高,38 a最低;土壤细菌、革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G–)和放线菌数量均25a最高。层次聚类和主成分分析(PCA)结果表明,林龄对土壤微生物群落结构产生显著影响,13 a和25 a林龄分别与38 a和58 a林龄的土壤微生物群落结构差异较大。冗余分析表明,有机碳、全氮和pH是土壤微生物群落结构的主要影响因素。不同林龄土壤平均颜色变化率(AWCD)和微生物功能多样性指数(香农指数、辛普森指数和McIntosh指数)总体表现为25 a13 a58 a38 a;不同林龄土壤微生物对碳源的利用存在差异,各林龄利用的主要碳源为氨基酸类、羧酸类和酚类,其中25a在各碳源中利用率最高。PLFA和BIOLOG综合分析可知,马尾松人工林种植25 a后,土壤微生物群落结构稳定性和功能代谢活性明显降低,加剧了土壤微生态失衡。     

施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析

【目的】 施肥能直接或间接改变农田生态系统的养分平衡,从而影响土壤的物理、化学和生物学特性。本研究探讨不同种植制度和土壤条件下施肥对农田土壤生物学特性的影响程度,为合理施肥和土壤肥力提升提供科学依据。 【方法】 通过收集近10年 (2008—2018年) 来发表的文献,建立了包含185组微生物量及群落结构等相关内容的数据库。采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析了施肥对土壤微生物量、群落结构以及酶活性的影响。 【结果】 与不施肥相比,施肥显著提高了土壤微生物磷脂脂肪酸 (PLFA) 和微生物量碳、氮含量,提高幅度分别为28.5%、30.9%和41.6%。施用 (单施或配施) 有机物料对土壤微生物总PLFA含量及微生物量碳、氮含量的提高幅度分别为47.3%、50.4%和58.7%,相当于施用化肥的2.8、2.4和3.9倍。与不施肥相比,施肥均能增加各类微生物菌群PLFA含量,对细菌、真菌及放线菌的提高幅度为23.8%～30.4%,对革兰氏阴性菌(G–)和革兰氏阳性菌 (G+) 的提高幅度为37.8%～43.2%,且施用有机物料处理对各类微生物菌群PLFA含量的提高幅度显著高于施化肥处理。施用化肥对土壤微生物总PLFA含量的提高幅度在一年两熟制区为17.9%,在水田和水旱轮作条件下为18.3%～27.6%,而在一年一熟制区及旱地条件下对土壤微生物总PLFA含量无显著影响。在不同pH的土壤中,施用有机物料对微生物总PLFA的提高幅度均显著高于施化肥处理。在pH < 6与pH > 8的土壤上施用化肥对微生物总PLFA含量无明显影响。施肥显著提高了与土壤有机质分解相关的β-葡萄糖苷酶(42.4%)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(174.5%)的活性,对与氮循环相关的亮氨酸氨基肽酶活性无显著影响。统计分析还表明,施肥并未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G +∶G–)。 【结论】 在不同种植制度、土地利用类型和土壤pH下,施肥显著改变了土壤微生物量和与有机质分解相关的酶活性,但未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G+∶G–)。单施或配施有机物料均有利于提高农田土壤微生物总量及各类菌群的生物量,效果显著好于单施化肥。      

模拟氮沉降对森林土壤酚类物质和可溶性糖含量的影响

采用野外原位试验模拟氮沉降,研究其对福建建瓯万木林自然保护区杉木林(CUL)、浙江桂(CIC)和罗浮栲林(CAF)3种林分土壤多酚、单宁和可溶性糖含量的影响。每个林分设置对照(CK,0 kg/(hm2·a))、低氮(LN,30 kg/(hm2·a))和高氮(HN,100 kg/(hm2·a))3个处理。结果表明:针叶杉木林土壤多酚含量最高,单宁和可溶性糖含量最低,且均与另两个阔叶树种林分差异显著。杉木和罗浮栲林土壤多酚含量随着氮添加量的增加而显著降低,浙江桂多酚受HN处理影响不大,仅LN处理显著降低49.4%。氮沉降主要表现为降低土壤单宁含量,LN处理分别显著降低杉木林、浙江桂和罗浮栲林单宁含量43.5%、70.0%和79.5%;而HN处理仅降低阔叶林土壤单宁含量。然而,氮沉降增加土壤可溶性糖含量,与对照处理相比,LN处理分别显著增加杉木、浙江桂和罗浮栲林土壤可溶性糖48.8%、19.2%和19.8%。各林分凋落物中多酚、单宁和可溶性糖含量受氮沉降的影响不显著。     

改变凋落物和根系输入对米槠天然林土壤微生物群落的影响

伴随气候变化下亚热带地区米槠天然林净初级生产力变化,凋落物以及植物根系输入亦会发生改变,这将显著影响土壤微生物群落。于2019年7月在设置7年的米槠天然林植物残体添加和去除试验（the detritus input and removal treatments,DIRT）样地采集不同处理（对照、去除地上凋落物、去除地下根系、无凋落物输入、添加双倍地上凋落物）的2个土层土壤（0—10,10—20 cm）,测定微生物磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）含量,计算各微生物群落比值以及多样性,进一步揭示凋落物和植物根系输入对亚热带米槠天然林土壤微生物群落组成和多样性的影响。结果表明：（1）不同处理下0—10 cm土层微生物磷脂脂肪酸含量约为10—20 cm土层的2倍;（2）地上凋落物变化均使得革兰氏阳性菌、阴性菌及放线菌等细菌含量出现不同程度的下降,但不会对丛枝菌根等真菌含量产生影响,而去除根系处理显著降低丛枝菌根真菌含量;（3）微生物群落Shannon-wiener、Simpson多样性指数不受凋落物输入的影响,凋落物去除降低表层土壤微生物群落的Margalef丰富度,提高Pielou均匀度,表明0—10 cm土层微生物群落含量与分布状况受凋落物输入变化影响较大;（4）地下植物根系存在可提高真菌（如丛枝菌根真菌）含量,而地上凋落物输入主要改变细菌丰度以及群落结构。可溶性有机碳以及矿质氮是影响不同处理土壤微生物群落组成和多样性的主要因素。可见,凋落物和根系输入通过土壤理化性质的变化而影响了微生物群落,研究结果可为全面认识植物、土壤与微生物间的相互作用对森林生产力的影响提供科学依据。     

长期不同施肥条件下红壤性水稻土微生物群落结构的变化

以位于江西省红壤研究所内长期定位试验的水稻土(始于1981年)为研究对象,运用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG分析技术研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及有机肥与化肥混施(NPKM)三种施肥方式对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:长期施化肥和有机肥与化肥混施处理的PLFA总量均高于未施肥处理,两者分别较未施肥处理高91%和309%;PLFA主成分分析(PCA)显示施肥促进了土壤微生物群落结构的变化,其中NPKM处理增加了革兰氏阴性细菌(G-细菌)、真菌、放线菌和原生动物的数量,NPK处理增加了革兰氏阳性细菌(G+细菌)的数量,不施肥处理较施肥处理提高了真菌/细菌比例,CK和NPK处理的微生物群落结构更为相似;各施肥处理间土壤的AWCD值(平均每孔颜色变化率,average well color development,AWCD)表明,NPKM处理能够促进土壤微生物群落对碳源的利用能力,进而增加土壤中微生物的整体活性,而NPK处理减弱了土壤微生物的活性。代谢功能多样性分析同时表明,NPKM处理增加了微生物群落的多样性,而NPK处理使土壤微生物的多样性降低;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析显示,土壤总PLFA量与土壤有机质和全氮呈极显著相关(p0.01),与速效养分相关性不大。     

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准（2.0mg·L-1）,农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为：农田（96.54kg·hm-2·a-1）〉沙荒地（32.84kg·hm-2·a-1）〉林地（28.66kg·hm-2·a-1）〉草地（15.48kg·hm-2·a-1）。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。     

杉木凋落物及其生物炭对土壤微生物群落结构的影响

以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象,设置单独添加生物炭、单独添加凋落物以及混合添加凋落物和生物炭处理,进行一年的室内培养实验,研究不同添加物处理对土壤性质及微生物群落结构的影响。结果表明:与对照(S)相比,单独添加凋落物与混合添加凋落物和生物炭均使土壤磷脂脂肪酸(PLFA)总量、真菌丰度以及真菌/细菌比值显著增加;单独添加生物炭与混合添加凋落物和生物炭均使革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌比值显著增加。混合添加凋落物和生物炭处理的放线菌丰度显著高于单独添加凋落物处理的。主成分分析表明,不同添加物处理的土壤微生物群落结构存在显著差异;典范对应分析表明,不同添加物处理通过改变土壤p H、全碳、全氮、C/N、可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)等性质,进而影响土壤微生物群落结构。     

福建海岸沙地5种防护林土壤微生物群落特征

[目的]探明福建海岸沙地不同防护林对土壤微生物群落的影响及机制,为海岸带防护林森林质量提升提供科学依据。[方法]选择5种主要防护林为对象,分别为次生林、木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林、湿地松(Pinus elliottii)人工林、厚荚相思(Acacia crassicarpa)人工林和尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林,采用磷脂脂肪酸法(Phospholipids fatty acid, PLFA)比较了不同防护林的土壤微生物群落结构。[结果](1)海岸沙地不同防护林土壤中共检测到18种PLFA生物标记,在尾巨桉和次生林中种类最多,湿地松和厚荚相思人工林最少。(2)土壤总磷脂脂肪酸、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌含量均表现为尾巨桉和次生林较高,厚荚相思和木麻黄人工林较低,土壤真菌含量为尾巨桉林最高,丛枝菌根菌含量为次生林最高,真菌和丛枝菌根菌含量在其他防护林间无显著差异。(3)次生林的土壤微生物多样性和均匀度均高于4种人工林。(4)土壤pH、细根碳氮含量为土壤微生物群落的主要影响因子,其次为土壤全氮和硝态氮含量...     

模拟氮沉降对森林土壤速效磷和速效钾的影响

通过野外氮沉降模拟试验,研究了氮沉降对亚热带森林(罗浮栲、杉木和浙江桂)土壤速效磷和速效钾的影响,试验处理设置为对照[CK,0 kg/(hm2.a)]、低氮[LN,(30 kg/(hm2.a)]和高氮[HN,100 kg/(hm2.a)]。结果表明,长期氮沉降作用下,罗浮栲和杉木土壤速效磷的含量和速效磷/速效钾值皆随氮沉降水平提高而增加,而浙江桂土壤速效磷和速效磷/速效钾值则随氮沉降水平提高而减小;氮沉降对土壤速效钾有淋失作用(LN>HN),但影响不显著,各处理之间的速效钾含量差异小;不同森林土壤之间的速效磷或速效钾含量差异较大;保留凋落物与去除凋落物处理之间的试验结果呈显著正相关性。     

生物质炭及过氧化钙对旱地红壤酶活性和微生物群落结构的影响

明确生物质炭等改良剂对土壤酶活性及土壤微生物群落结构的影响,对南方红壤旱地改良剂的合理施用及评价不同改良剂对旱地红壤肥力的影响具有重要意义。针对江西旱地红壤进行室内培养试验,试验设置4个处理,即CK、Ca(过氧化钙,1.72 g/kg)、C(生物质炭,21.46 g/kg)、C+Ca(过氧化钙,1.72 g/kg;生物质炭,21.46 g/kg),利用磷脂脂肪酸方法(PLFA),研究改良剂对土壤微生物量和组成以及土壤酶活性、土壤活性有机碳的影响。结果表明:旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙土壤提高可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量;增加蔗糖酶(INV)、淀粉酶(AMY)及脲酶(URE)活性,特别是配施(C+Ca)显著提高土壤活性碳含量及酶活性。PLFA分析表明,土壤微生物总PLFAs量的大小顺序为:C+CaCCaCK;各处理土壤细菌的相对丰度最大,大约占微生物总含量的80%,放线菌次之,大约占微生物总含量的13%～15%,而真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度较低。生物质炭和过氧化钙增加了革兰氏阴性菌(GN)/革兰氏阳性菌(GP)值,尤以C+Ca处理增加幅度最大。主成分分析(PCA)表明,添加生物质炭和过氧化钙能够改善土壤微生物群落结构;计算主成分的综合得分,配施(C+Ca)处理的综合得分最高,对土壤微生物群落结构的影响最大。冗余分析(RDA)表明,土壤MBC、DOC和土壤INV酶活性是影响土壤微生物数量和结构的主要因子。因此,施用生物质炭和过氧化钙能够明显提高旱地红壤微生物生物量,改变红壤微生物群落结构以及激发红壤酶活性,且配施效果最显著。     

不同梯度氮沉降对亚热带甜槠林凋落物及养分的影响

[目的]分析不同梯度氮沉降作用下亚热带常绿阔叶甜槠(Castanopsis eyrei)林凋落物量及养分变化规律,从而为亚热带地区氮沉降研究提供数据参考与理论依据。[方法]对安徽省仙寓山地区设置不同梯度施氮对照试验,长期实地监测甜槠林凋落物量及其养分的响应状况。[结果]凋落物量大小顺序为:高氮加磷(HN+P)低氮(LN)高氮(HN)对照CK,不同处理间的差异未达到显著水平;但是落叶量LN与CK之间差异显著(p=0.023)。各处理凋落物量的月变化模式均呈双峰型,分别在4和11月达到峰值;凋落物中各组分所占比例从大到小均为:叶果枝碎屑花皮;施肥处理不同程度上改变了落果量的比重:HN+P(27%)HN(25%)CK=LN(23%)。甜槠林C,N,P,K,Ca,Mg这6种大量元素的养分年归还量共计:HN+P 4.62t/(hm2·a)CK 4.44t/(hm2·a)HN 4.17t/(hm2·a)LN 3.96t/(hm2·a);不同处理各养分(K除外)归还量均表现为上述关系,且HN+P与CK之间的N,P的养分归还量差异显著(p=0.047;0.023)。对于各组分而言,落叶的养分归还量占年养分归还量的52%~58%。[结论]模拟不同梯度的氮沉降处理在一定程度上改变了甜槠林凋落物总量的大小及其组成比例,且影响到其他养分的吸收及归还量。     

农田改为农林(草)复合系统对红壤CO2和N2O排放的影响

以鄂南玉米地、紫穗槐/玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地与撂荒地6种土地利用类型为研究对象,利用静态箱法,对夏玉米生长期间土壤CO2和N2O通量及影响因子进行了测定,研究我国北亚热带丘陵红壤区农田改变为林(草)地和农林(草)复合系统后土壤CO2和N2O排放特征。研究结果表明:(1)土地利用方式改变后,撂荒地土壤CO2排放量明显低于其他5种土地利用类型,但紫穗槐/玉米地、单作玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地5种土地利用类型之间土壤CO2排放量差异不显著。(2)玉米生长期间,6种不同土地利用方式下,土壤N2O排放总量从高到低依次为紫穗槐/玉米地(508 g·hm-2·a-1)、紫穗槐林地(470 g·hm-2·a-1)、撂荒地(390 g·hm-2·a-1)、香根草/玉米地(373 g·hm-2·a-1)、香根草草地(372 g·hm-2·a-1)、单作玉米地(285 g·hm-2·a-1)。(3)土壤CO2通量与土壤有机碳、土壤微生物生物量碳和土壤含水量无显著相关关系;土壤N2O通量与土壤氮素净矿化率呈显著线性相关,但与土壤无机氮和土壤含水量无显著相关关系。农田改变为农林(草)复合系统可能潜在地增加土壤CO2和N2O排放;农田改变为林(草)地可能潜在地减少土壤CO2排放,增加土壤N2O排放。     

外源芘的添加对水稻土微生物群落多样性的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究了外源芘的添加对土壤中微生物群落结构和遗传多样性的影响。结果表明,在培养1~15d内,添加芘的土壤中脂肪酸总量高于未添加芘的对照组;而培养30d时,添加芘的土壤中脂肪酸总量低于对照组。芘的添加增加了土壤中真菌、放线菌和革兰氏阴性菌的脂肪酸含量,减少了革兰氏阳性菌的脂肪酸含量,并改变了土壤中细菌群落的遗传多样性。多样性指数在培养15d时最低,而到培养30d时达到最大值,其变化可能与土壤中外源芘的降解有关。