南疆温室和菜地土壤微生物学特性比较

对阿拉尔垦区使用10年以上的温室和菜地土壤农化性质、土壤微生物区系、土壤微生物活性进行初步分析。结果显示：温室土壤NO3^-—N含量、总盐含量明显高于菜地，pH也略有下降，土壤存在次生盐演化的威胁。两种不同利用方式的土壤微生物区系均以细茵占绝对优势，说明细茵是土壤物质分解的主要参与者，微生物区系变化趋势与土壤肥力相似。温室土壤由于N03^--N含量、总盐含量增加，因而微生物活性下降。     

重金属污染黄壤生态修复中的微生态效应

以黄壤作为供试土壤,种植重金属富集植物与非富集植物,采用室内培养方法对外加镍污染黄壤的微生物活性及其群落结构进行了研究。结果表明:较低浓度Ni有利于提高土壤微生物活性,当Ni浓度>100 mg/kg时供试土壤的微生物活性开始下降,其中微生物生物碳、氮量和基础呼吸随重金属浓度增加而明显下降,但种植重金属富集植物的土壤下降幅度明显低于种植非富集植物的土壤。结果还显示,镍严重污染破坏了土壤微生物区系,使土壤细菌、放线菌及真菌数量下降,其中放线菌对重金属毒性影响最为敏感,重金属富集植物车前草引起土壤微生物区系的变化较小,表现了良好的修复能力。     

不同施氮水平下再生水灌溉对土壤微环境的影响

为探明再生水灌溉和氮素施用对土壤微环境的影响,通过温室盆栽试验种植小白菜,以清水为对照,研究了在5种施氮水平下再生水灌溉对土壤酶活性、微生物区系分布和土壤养分的影响。结果表明,在土壤理化学性状方面,再生水灌溉提高了土壤盐分、土壤脲酶、过氧化氢酶活性及土壤氮素含量,降低了蔗糖酶活性;相同施氮水平下,再生水处理土壤呼吸、土壤温度和土壤含水量均高于清水处理。在微生物数量方面,在低氮水平下,再生水灌溉对土壤真菌起促进作用,对氨化细菌无明显影响;在高氮水平下,再生水灌溉促进土壤细菌和氨化细菌增长,抑制土壤真菌生长。土壤微生物数量与土壤理化性状相关分析表明,细菌总数与总氮和硝态氮(NO3--N)含量呈正相关,与有机质(OM)含量和pH呈负相关;氨化细菌总数与硝态氮、温度、细菌总数和过氧化氢酶活性呈正相关,与有机质含量呈负相关。土壤微生物种类与土壤化学性质的CCA典范对应分析表明,NO3--N、总磷对疣微菌门(Verrucomicrobia)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的影响较大,pH和OM含量对厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)的影响较大。再生水灌溉下120mg/kg氮素处理更有利于土壤水分的保持和生物活性的提高,提升土壤肥力。     

碳源与底物对不同层次土壤产生N2O能力的影响

底层土壤的反硝化作用是土壤排放N2O的重要来源，同时也是影响浅层地下水硝酸盐含量的重要因素，通过一系列室内培养试验，研究了一种农用土壤不同土层在碳源和NO3含量不同情况下产生N2O的能力。结果表明，试验用土壤的不同土层均具有进行反硝化作用产生N2O的能力，底层土壤产生N2O的能力大于根区土壤；单独添加葡萄糖、NO3或同时添加葡萄糖和NO3，对土壤N2O和CO2释放的影响与土壤层次和观测时间有关；向土壤添加葡萄糖和NO3，各个土层释放N2O的能力均显著提高；从产生N2O和CO2能力的角度而言，不同层次土壤的微生物区系间存在较大差异。采用短期（24h之内）饱和泥浆好气培养法，可以区分土壤微生物区系在产生N2O方面的差异。     

松华坝库区土壤氮磷累积特征与流失风险研究

分析了松华坝水库库区土壤的N,P累积特征。结果表明,(1)整个库区土壤(0—20 cm)全氮含量平均值为1.79 g/kg;NH4—N含量平均值为13.55 mg/kg;NO3—N含量平均值为7.29 mg/kg。全氮含量依次为:粮田>果园>菜地;NH4—N含量依次为:果园>粮田>菜地;NO3—N含量依次为:果园>菜地>粮田。(2)整个库区土壤(0—20 cm)全磷平均值为1.60 g/kg;速效磷含量平均值为10.36 mg/kg。全磷含量依次为:粮田>果园>菜地;速效磷含量依次为:菜地>粮田>果园。(3)入库河流的全N含量最初为Ⅱ类水,但是在入库口全N含量为Ⅴ类水。入库河流的全P含量最初为Ⅱ类水,全P含量最高为Ⅲ类水,入库口水质全P下降为Ⅲ类水。     

Fe2+对水稻生长及土壤微生物活性的影响

通过盆栽试验,模拟冷浸田土壤亚铁毒害,研究了土壤-水稻-亚铁-微生物相互作用的体系中,外加Fe2+ 不同处理水平 (0、 100、 200、 400、 800和1600 mg/kg) 对水稻苗期和分蘖期相关生理指标、 土壤微生物活性及其生态特征的影响。结果表明, 在含一定亚铁本底（207.77 mg/kg）的正常稻田土壤中,外源性Fe2+的加入将逐步抑制水稻生长、 降低土壤微生物活性。外源Fe2+浓度达100 mg/kg后,水稻的株高、 干物质积累量显著降低; 水稻叶片生理指标叶绿素含量（SPAD值）、 脯氨酸含量、 抗氧化酶系统活性则显著增加,表明外源Fe2+浓度100 mg/kg 是本研究条件下外源Fe2+ 对水稻生长产生显著毒害影响的临界点; 同时随外源Fe2+浓度的增加, 土壤微生物活性指标土壤微生物量碳、 微生物三大基础菌系总量（细菌、 真菌、 放线菌）、 功能菌系总量（氨化细菌、 固氮菌、 纤维分解菌）、 铁还原菌总量总体是先快速下降,后逐渐平稳降低。 半效应浓度EC50分析表明,外源Fe2+浓度100 mg/kg 为多数土壤微生物活性指标（微生物基础菌系总量、 功能菌系总量、 铁还原菌）EC50变化的临界值; 体系中土壤微生物活性指标和水稻生长指标的变化存在显著的相关性, 表明供试土壤亚铁对水稻生长的影响是亚铁对土壤-植物-土壤微生物系统同步影响的结果。综上结果可知,外源Fe2+浓度100 mg/kg为导致供试土壤中水稻生长及土壤微生物活性受到显著负效应的临界值,进而推知,本研究所用土壤对水稻生长和微生物活性的亚铁毒胁迫临界浓度约为300 mg/kg（含本底）, Fe2+含量超出该浓度时,需采取合理的农艺措施控制其负效应。     

设施和露天栽培下有机菜地土壤氮素矿化和硝化作用的比较研究

矿化作用和硝化作用是土壤氮素转化的主要途径,通过室内培养试验,对设施和露天栽培方式下有机菜地土壤氮素的矿化与硝化作用进行了比较研究。结果表明,除培养第1d外,设施有机菜地土壤氮素矿化量、矿化率在整个培养期间都显著高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤硝化量、硝化率在培养前两周内高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤矿化与硝化作用总体比露天有机菜地土壤强烈。矿化作用可能与全氮、C/N、微生物活性关系密切,而硝化作用强弱可能与微生物活性有关。无论施肥与否,设施有机菜地土壤N2O排放速率在培养期间总体高于露天有机菜地土壤,前者N2O累积排放量显著高于后者,这可能与土壤C/N有关。     

粤北铅锌矿区土壤生态系统微生物特征及其重金属含量

粤北大宝山金属矿产资源的开发给生态环境带来了严重危害。对该铅锌矿区土壤的微生物特征进行研究。结果表明:五节芒植物中的元素含量表现为Zn>Pb>Cu>Cd,Zn与土壤元素的相关性最为显著,其次为Pb。与对照土壤相比,矿区土壤的微生物基础呼吸作用增强,但微生物生物量却显著降低,微生物生理生态参数Cmic/Corg、qCO2值明显升高。随着矿区土壤的重金属含量增加,矿区(1#、2#)土壤的生化作用强度明显下降,生化作用表现为与土壤重金属含量呈显著负相关。与非矿区(6#)土壤相比,其中土壤氨化作用、硝化作用、固N作用和纤维素分解作用强度分别下降43.19%～70.01%,70.71%～92.02%,58.54%～87.76%和55.00%～79.60%。生化作用表现为与土壤中重金属含量呈显著负相关。土壤微生物活性下降是矿区土壤生态系统遭受破坏的重要标志之一,也是矿区土壤微生物生态演变的重要因素之一。土壤微生物活性降低削弱了矿区土壤中C、N营养元素的循环速率和能量流动。     

菜地酸化及其环境效应研究

菜地土壤受到酸沉降、大量含氮化肥的长期施用以及酸性废水的灌溉,土壤酸化速率加快。随着现代设施农业的快速发展,设施菜地土壤酸化明显,同时酸化菜地土壤表现出明显的区域特性。土壤酸化在一定程度上活化了菜地中的重金属,增加蔬菜中重金属含量从而降低蔬菜品质和健康风险,同时,酸化加剧了磷的流失,增加水体富营养化。但是土壤酸化在一定程度上降低了微生物活性,从而影响温室气体的排放。     

不同土壤类型和农业用地方式对土壤微生物量碳的影响

通过野外调查与室内分析,研究了山东桓台县3种土壤类型(潮土、褐土和砂姜黑土)与农业用地方式(林地、菜地和粮田)对土壤表层(0—10.cm)微生物量碳的影响。结果表明,不同农业用地方式对微生物量碳的影响较大,3种利用方式的微生物量碳含量差异显著,依次为:粮田>菜地>林地;土壤类型不同,土壤微生物量碳含量也不相同。任何一种土壤,菜地的N、P、K含量都高于粮田和林地;有机质含量粮田>菜地>林地;pH值林地>粮田>菜地。全N、有机质与土壤微生物量碳呈极显著正相关,有效P与微生物量碳呈弱负相关,速效K、pH值和微生物量碳不相关。不同用地方式下土壤养分与微生物量碳的相关程度不同。秸秆还田和施用有机肥有利于提高土壤中微生物量碳水平,施用化肥在一定程度上能够增加微生物量碳。     

施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及pH的影响

在甘肃武威市设施栽培条件下,通过田间小区试验研究了不同施肥量及肥料种类（化肥、有机肥、有机＋无机）对设施土壤硝态氮累积、硝态氮在土壤剖面运移及土壤pH值变化的影响。结果表明：施氮量和肥料种类对土壤硝态氮的累积和淋溶均有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20cm土层硝态氮累积量的影响最为显著;在同等施氮量时,单施无机肥处理（NPK）、有机无机肥减半配施处理（1/2MNPK）、单施有机肥处理（M）,在40～150cm土层硝态氮的累积量分别为267.33、211.94、125.72kg.hm-2,表明只施用化肥较有机肥、有机肥与化肥配施更易造成土壤硝态氮淋溶并在深层累积。将农户习惯施肥量（MNPK）减半后施用（1/2MNPK）对蔬菜产量没有影响,并且显著减少了硝态氮在土壤中的累积,表明当地农户设施栽培肥料施用量过高,不仅造成肥料利用率低,栽培成本高,还可能给地下水位较浅的地区带来环境污染的风险。此外,土壤硝态氮含量与pH值呈极显著负相关关系,表明硝态氮在土壤中大量累积会造成土壤pH值的下降。     

我国主要菜区耕层土壤盐分总量及离子组成

【目的】评价全国主要菜区温室、 大棚和露地菜田土壤盐分及离子组成状况,为土壤次生盐渍化防治、 蔬菜合理施肥和土壤可持续利用提供一定的理论依据。【方法】在我国北方3个区域(东北、 华北、 西北地区)和南方4个区域(华中、 西南、 华东、 华南地区)主要蔬菜种植区不同栽培方式典型菜田耕层土壤展开调查,共采集501个土壤样品,分析了盐分总量及其离子组成。【结果】 1)全国主要菜区设施(温室和大棚)菜田土壤盐分总量及其各离子含量(NO-3、 SO2-4、 Cl-、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+)均显著高于露地菜田土壤,盐分总量平均高69.3%,离子组成增加幅度在36.2%~170.0%之间。2)设施菜田土壤次生盐渍化的土样数比例显著高于露地菜田土壤,但设施菜田土壤盐化程度总体上较轻,居于轻度盐化水平的比例占38.2%,处于中度盐化以上水平的比例仅占4.7%。 3)设施菜田土壤盐分总量及主要盐分离子(NO-3、 SO2-4和Ca2+)含量积累总体上随种植年限的延长呈先增后降并趋于平缓的变化趋势,在连续种植5~6年时达到高峰期,之后因采取的各种管理措施而有所降低,但仍显著高于露地菜田土壤。 4)设施菜田土壤盐分离子组成以NO-3和SO2-4为主,其次是Ca2+,分别占盐分总量的27.9%、 26.9%和15.3%。露地菜田土壤主要盐分离子组成总体上是SO2- 4 NO- 3 Ca2+、 HCO-3,分别平均占盐分总量的29.0%、 21.1%、 16.1%和14.1%,但西北地区露地菜田土壤盐分离子组成以HCO-3为主,其次是SO2-4、 NO-3和Ca2+。【结论】设施菜田土壤次生盐渍化的土样数比例虽然显著高于露地菜田土壤,但土壤盐化程度总体上较轻,盐分离子主要是NO-3、 SO2- 4和Ca2+,NO-3、 SO2-4含量大于Ca2+含量; 露地菜田主要盐分离子是SO2-4、 NO- 3、 Ca2+和HCO-3,含量为SO2- 4 NO- 3 Ca2+、 HCO-3。     

设施菜田土壤pH和初始C/NO3– 对反硝化产物比的影响

【目的】设施菜田土壤反硝化作用是N₂O排放和氮素损失的重要途径。本研究通过室内厌氧培养试验,在不同pH和初始C/NO₃–条件下,比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征。【方法】以设施菜田土壤为研究对象,通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件,调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83;同时以谷氨酸钠作为有效性碳,除未添加有效性碳作为对照处理 (CK) 外,其他有效性碳与硝酸盐 (C/NO₃–) 的比值分别调节为5∶1、15∶1和30∶1,三种pH条件下均设置 4 个 C/NO₃– 水平,每个水平3次重复。利用自动连续在线培养系统 (Robot系统),在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的 N₂O、NO、N₂和CO₂浓度的动态变化,通过计算N₂O/(N₂O + NO + N₂)指数估算反硝化过程N₂O的产物比。【结果】增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N₂O和NO的产生量,酸性 (pH 5.63) 土壤的N₂O、NO产生量峰值在不同初始C/NO₃– 比下均显著高于中性 (pH 6.65) 和碱性 (pH 7.83) 土壤 (P < 0.05)。中性和碱性土壤在高C/NO₃– 下有利于减少反硝化过程N₂O的产生,而酸性土壤条件下差异并不显著。中性土壤条件下增加有机碳含量会降低NO产生量,而在酸性和碱性土壤上有机碳的添加对NO产生量没有显著影响。土壤pH和初始C/NO₃– 比对土壤N₂O的产生有极显著的交互效应 (P < 0.001)。酸性和中性土壤上添加有机碳能够显著增加土壤N₂的产生速率 (P < 0.05),且与对照相比,不同pH的土壤添加有机碳后均显著促进反硝化过程中N₂O向N₂的转化。在不同初始C/NO₃– 下碱性土壤的CO₂产生量显著高于酸性和中性土壤,同时与对照相比,添加有机碳显著增加了土壤的CO₂产生量 (P < 0.05)。酸性土壤的N₂O产物比在不同初始C/NO₃– 下均极显著高于碱性土壤 (P < 0.01),且不同初始C/NO₃– 下的土壤N₂O产物比随pH的增加显著下降,二者呈极显著线性负相关关系 (P < 0.01)。【结论】土壤pH降低是设施菜田土壤N₂O和NO排放量较高的重要原因。而且,增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失,并在中性和碱性土壤中N₂O的产生量减少。土壤pH升高和初始C/NO₃– 增加均降低了产物比,但增加了土壤反硝化作用速率。在利用N₂O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素。     

秦皇岛市蔬菜大棚全盐及盐分组成离子变化的研究

通过对不同棚龄、不同土层、不同季节的蔬菜大棚土壤全盐及盐分组成离子变化的研究表明,大棚土壤全盐含量明显高于相邻棚外土壤,大棚土壤全盐含量随着棚龄的增加而增加,大部分大棚土壤已达到中度盐渍化的程度,同棚龄不同土层全盐含量由上而下呈下降的趋势,大棚土壤全盐含量季节变化2月份明显高于9月份。不同棚龄的大棚土壤盐分组成离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO3-含量,在0～20cm土层中均明显高于相邻棚外土壤,其含量随着棚龄的增加而增加,其中,K+、Ca2+、NO3-、SO42-最为明显,是造成大棚土壤表层盐渍化的主要离子。造成大棚土壤盐渍化的主要原因是大量使用化学肥料,另外,耕作、灌溉等管理方式不当也是造成棚内土壤盐渍化的原因。     

塑料大棚设施菜地土壤次生盐渍化特征

以上海郊区规模化设施蔬菜园艺场为研究对象,监测了不同种植年限和不同种植模式的塑料大棚设施菜地土壤的主要理化性状,筛选了设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,分析了不同深度土壤特征指标的变化规律。结果表明,与露天菜地相比,设施菜地土壤酸化、盐渍化、养分累积明显,田间最大持水量和土壤呼吸速率降低;各类种植年限和种植模式的设施菜地表层土壤(0~20 cm)可溶性盐分、硝态氮和全磷含量分别达到4.18 g·kg~(-1)、121.8 mg·kg~(-1)和1.38 g·kg~(-1),分别为对应露天菜地的2.9倍、1.7倍和1.6倍。综合考虑设施菜地和露天菜地土壤主要理化性状的显著性以及设施菜地土壤对作物的障碍影响和对环境的污染风险,选择p H值、可溶性盐分、硝态氮和全磷作为设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,并采用土壤相对质量评价法进行评价。设施菜地土壤p H值随着深度的增加而升高,可溶性盐分、硝态氮和全磷则随着深度的增加而递减,其中硝态氮相对质量指数达到3.06;随着设施菜地种植年限的增加,土壤p H值逐步降低,硝态氮、全磷和可溶性盐分逐步累积,其中4~6年棚龄的p H值和可溶性盐分相对质量指数最高,7~9年棚龄的硝态氮相对质量指数最高,10年以上棚龄的全磷相对质量指数最高,茄果连作模式的可溶性盐分和硝态氮相对质量指数最高,叶菜连作模式的全磷相对质量指数最高。     

太湖地区大棚菜地土壤养分与地下水水质调查

为了解和评价太湖地区大棚菜地土壤肥力及其周边地下水硝酸盐和氨氮含量状况,以直湖港小流域为研究区域,采集大棚和露天菜地土样192和54个,浅层地下水样26和10个,分析土壤速效养分、全氮和有机质含量,土壤pH和EC值,地下水硝酸盐和氨氮含量。结果表明,直湖港小流域大棚菜地耕层土壤速效氮含量为279 mg/kg,是露天菜地的2.6倍。大棚菜地耕层土壤速效磷、钾含量分别为188 mg/kg和203 mg/kg,与露天菜地无显著差异。大棚菜地耕层土壤速效氮磷钾含量均高于全国第二次土壤普查分级的最高标准,且氮磷钾养分表聚严重。耕层土壤有机质含量偏低为13/kg;大棚菜地耕层土壤pH值为5.6呈弱酸性,37%的该区大棚菜地种植面积土壤pH值低于作物生理障碍的临界值,该区16.4%的大棚蔬菜种植面积土壤EC值超过作物生育障碍临界值。参照我国生活饮用水卫生标准评价,结果表明,直湖港小流域大棚菜地周边浅层地下水硝酸盐超标率为35%,氨氮超标率为8%。     

高度集约化利用下蔬菜地土壤养分累积状况-以南京市南郊为例

本文以南京市南郊蔬菜地土壤为研究对象,全面调查了蔬菜地土壤有机质、全N、全P、全K、速效P、NO3--N等养分指标的累积状况。调查结果显示,与水稻田土壤相比,土壤养分均有不同程度的累积,尤以大棚土壤速效P、NO3--N的累积为甚;但与第二次土壤普查资料相比,土壤有机质、全K均有不同程度的下降,全P略有上升。平衡的施肥制度和合理的耕作管理体系是保持土壤养分平衡的关键。     

宜兴市温室土壤理化性质的调查和分析

对宜兴市的温室和露天土壤的理化性质(包括pH,电导率,各种水溶性离子的含量以及全盐量)进行调查测定,结果表明:宜兴市温室土壤pH值0-20 cm土层比深层低,有酸化趋势;土壤全盐量显著高于露天土壤,盐分已明显在0～20cm土层富集,表层土壤全盐含量均在2.00 g/kg以上;在盐分的离子组成中,阳离子以Ca2 为主,平均占全盐总量的14%,阴离子以NO3-和SO42-为主,分别平均占全盐总量的56%和23%.说明该地区温室土壤己达到中度盐渍化水平.     

新乡市大棚菜田土壤养分及盐分的演变

为了研究大棚菜田土壤养分及盐分演变特征,采集了不同种植年限(0、5、10、15、20、25、30a)的大棚菜田0～20、>20～40cm土壤样品,测定了主要土壤养分指标、水溶性盐分以及土壤pH值。结果表明:新乡市大棚菜田土壤的培肥期在0～15a,培肥后(15a)土壤有机质质量分数在30g/kg以上,达到较理想状态,碱解氮和速效磷含量表现为富集,质量分数分别在150、90g/kg以上。但是速效钾却在100g/kg以下,较缺乏,并且15a以后还在继续流失。各养分含量随着土壤深度的增加逐渐下降。土壤碱解氮、速效磷含量与有机质呈极显著相关。新乡市大棚菜田土壤中氮磷钾的比例严重失调,出现磷素过量而钾素供应严重不足。土壤盐渍化从大棚种植15a开始发生,与种植年限呈极显著正相关,并且与土壤pH值下降表现同步性。该研究结论期望给新乡市蔬菜大棚土壤的施肥决策提供参考。     

不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤氮磷生物转化特征

为了从土壤生物学角度评价太湖地区不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤肥力与质量,该研究调查了江苏省宜兴市不同蔬菜品种、不同栽培年限、不同栽培方式及不同土壤深度的蔬菜塑料大棚土壤氮磷生物学特性.结果显示,土壤脲酶活性受不同蔬菜品种影响,栽种黄瓜的土壤脲酶活性显著小于栽种茄子的土壤.随着栽培年限的增加,土壤脲酶活性与氨氧化细菌数量明显增加.在种植同一种蔬菜(黄瓜)条件下,基质槽培下理化性状与部分生物学指标优于土壤栽培.蔬菜塑料大棚土壤脲酶活性与氨氧化细菌数量随着土壤深度的增加总体呈缓慢降低的趋势,中性磷酸酶活性随土壤深度增加先升高而后降低;与相同土层的露地土壤相比,蔬菜塑料大棚土壤理化性状逐渐恶化,土壤脲酶活性和氨氧化细菌数量相对较高.这些结果可以为该地区蔬菜塑料大棚土壤的可持续利用提供初步的土壤生物学依据.