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]。     

铜胁迫对白茅根际和非根际土壤酶活性影响的研究

通过盆栽实验研究了重金属Cu递进胁迫对白茅根际和非根际土壤酶活性的影响。结果表明,随着Cu浓度的增加,根际和非根际土壤的pH值下降、土壤酸化,而电导率呈持续上升,但根际土壤的pH值持续高于非根际土壤且更接近于中性。在梯度浓度的重金属Cu胁迫下,根际和非根际蔗糖酶活性随Cu浓度增加均表现出先升后降的趋势,但根际土壤的蔗糖酶活性在Cu浓度为1000 mg kg-1时达到峰值,而非根际土壤则在Cu浓度为500 mg kg-1时已到达峰值。白茅根际和非根际土壤中磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性受Cu离子的影响均表现出持续下降的趋势,但各酶受抑制率各不相同。对梯度浓度Cu胁迫下的白茅根际和非根际土壤酶活性而言,四种酶在根际土壤中的活性普遍高于非根际土壤,且Cu2+对根际酶活性的抑制率也大于非根际土壤酶。对重金属单Cu污染敏感的土壤酶类依次为磷酸酶>蔗糖酶>脲酶>过氧化氢酶,其中磷酸酶可作为检测污染土壤的指示酶。     

不同树龄茶树根际土壤酶活性的变化分析

以不同种植年限黄金桂茶树根际土壤为研究对象,分析茶树树龄对土壤酶活性的影响。结果表明,茶树根际土壤中与养分循环相关的酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性随着茶树树龄的增加而上升,且与茶树树龄呈显著正相关,中性磷酸酶、碱性磷酸酶则相反;茶树根际土壤中与抗性相关的多酚氧化酶活性随着茶树树龄的增加而上升且与茶树树龄呈显著正相关,而过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性则呈下降趋势,与茶树树龄呈显著负相关。土壤酶对茶树树龄的敏感性分析结果表明,不同土壤酶响应茶树树龄变化的趋势为过氧化氢酶脲酶脱氢酶蔗糖酶过氧化物酶多酚氧化酶酸性磷酸酶中性磷酸酶碱性磷酸酶。可见,在茶树生产管理过程中应适当提高磷肥的施用量,老茶树应当加强土壤松耕,以提高土壤中抗性酶活性。     

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。     

铝、氟及其复合处理对茶树根际土壤酶活性的影响

研究了铝、氟及其交互作用对白茶和智仁早茶根际土壤酶的生态效应。结果表明,在单独施铝处理中,脲酶和多酚氧化酶活性受到抑制,其它土壤酶活性均随铝浓度的升高呈现先升后降的趋势,当Al浓度高达400mg/kg时,对酶呈现出抑制作用,影响达显著或极显著水平;在单独氟处理下,磷酸酶、尿酸酶活性变化不大,随着氟浓度的升高,除多酚氧化酶活性受抑制外,其余的酶活性也呈现出先升后降的趋势,当F浓度高达120 mg/kg时,对酶产生抑制作用,总体上氟的影响不如铝显著;铝、氟复合处理条件下,铝与氟之间联合作用对脲酶、蛋白酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、尿酸酶和抗坏血酸氧化酶活性产生了显著或极显著的交互效应,其作用方式因铝、氟处理浓度组合、酶及茶树品种的不同而不同。研究还发现,铝、氟对茶树根际土壤酶的交互效应与铝氟浓度的比值有密切关系,且不同的酶活性达最高时的铝氟比值基本相同,表明在茶树体内代谢中铝、氟之间存在一定的相关性。根际土壤酶活性在两个茶树品种间存在较大的基因型差异,尤其以酸性磷酸酶和抗坏血酸氧化酶最为显著,总体上白茶根际土壤酶对铝、氟及其交互作用较智仁早茶更敏感,两茶树品种之间土壤酶活性的差异与茶树根际过程密切相关。     

长期施用堆肥对小麦根际及非根际土壤化学性质的影响

Compost of different rates was applied to artificial field plots of a low humic andosol at National Agriculture Research Center (NARC)of Japan for 15 or 28 years,and their effects on the chemical properties of wheat rhizosphere soil and nonrhizosphere soil were measured.Contiuous application of compost for 28 years resulted in raise of soil C,N,P,pH and exchangeable based.The building up of compost for 28 years resulted in raise of soil C,N,P,pH and exchangeale bases,The building up of organic matter in the soil occureed slowly.A residual effect of the compost on soil chemical properties was still present after 13 years of no application,but this effect was weaker in comparison with that of the continuous application treatments.In the rhizosphere soil,NaHCO3-extracted P and exchangeable Ca were higher than those in the bulk soil.The removal of free organic acid slightly affected the soil pH,especially,the rhizosphere soil pH.The raise of soil pH may result from the increase of exchangeable base by the application of compost.     

大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性和养分有效性的影响

在新疆石河子进行了2年不同氨基酸有机肥施用量的大田试验,测定棉花根际和非根际土壤酶活性和有效养分含量。结果表明,棉花根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性高于非根际,且脲酶、纤维素酶活性达到显著差异。新陆早8号根际过氧化氢酶活性高于新陆早12号,但蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、纤维素酶活性低于新陆早12号。根际碱解N呈显著降低,速效P呈增加趋势。膜下滴灌根际和非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、土壤pH及非根际的碱解N、速效P、根际的速效K较淹灌高,而土壤蔗糖酶、纤维素酶、根际碱解N、速效P、非根际的速效K较淹灌低。氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性都有增加作用。土壤pH随着有机肥施用量的增加呈下降趋势,根际低于非根际。氨基酸有机肥增加了土壤碱解N、速效P、速效K含量。     

玉米根际和非根际土壤细菌微多样性与土壤有机碳矿化的关系

[目的]运用高级别分类学分辨率揭示玉米根际和非根际土壤中细菌群落微多样性,并探讨微多样性与土壤有机碳矿化的关系,从更精细的分类学分辨率水平上为玉米根际土壤中微生物驱动的碳循环提供理论依据。[方法]以西北农林科技大学曹新庄试验农场为依托,采取田间生长条件下玉米根际和非根际两种土壤类型。利用高通量测序技术,比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上玉米根际和非根际土壤中的细菌群落结构,揭示细菌群落的微多样性。同时通过培养试验检测根际和非根际土壤的有机碳矿化特性。[结果]通过比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上的细菌群落,OTUs和ASVs两种方式显示出相似的细菌群落结构。在玉米根际和非根际土壤类型中,ASVs在更高分类学分辨率水平上描绘细菌群落组成,同时揭示了普遍存在于OTUs内的不同菌株或生态型。此外,两种不同生长策略(r-策略和K-策略)细菌物种的相对丰度差异是导致根际和非根际土壤细菌群落结构不同的主要因素。培养试验表明,根际土壤有机碳矿化量显著高于非根际土壤。3 a的连续采样分析结果表明,根系是田间成熟玉米根际和非根际土壤理化性质差异的主要因素而受时间(2019—2021年...     

根际土壤化学研究进展

本文就根际土壤中元素含量，形态分布和土－根系统中的化学反应机制研究的进展作了扼要论述。土－根系统中的化学过程是复杂的动态过程，其显著特点是根－土界面化学。并对今后根际土壤化学研究提出了看法。     

不同年龄木麻黄林地根际土壤养分含量和酶活性动态

在福建省东山县滨海沙地，开展了不同年龄木麻黄林地根际和非根际土壤养分和酶活性的测定，研究结果表明：（1）不同年龄木麻黄林地根际pH小于非根际土壤，随林龄增长根际土壤和非根际土壤pH值均表现为下降趋势；根际土壤有机质、全氮和水解氮含量高于非根际土壤，各土层有机质含量在中龄林时最大；从中龄林阶段至过熟林，水解氮含量下降；全磷和速效磷含量从幼林发育至中龄林、近熟林逐渐减少，至过熟林略有恢复；根际土壤全钾、速效钾含量呈增加趋势。（2）不同年龄木麻黄林地根际CEC值、水解性总酸度、交换性盐基总量、交换性Mg^2＋均大于非根际土壤；幼林龄根际交换性Ca^2＋低于非根际；土壤CEC值在中龄林时最高。（3）不同年龄木麻黄林地根际土壤磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性均大于非根际土壤；随着林木的生长，根际和非根际土壤磷酸酶活性逐渐升高，并且根际与非根际间的差异也呈增大趋势；根际过氧化物酶活性从幼龄林到中龄林下降，随着林木生长至过熟林有所升高；根际多酚氧化酶活性在过熟林阶段高于其它发育阶段。     

木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分和酶活性研究

对木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分及酶活性进行测定,结果表明:混交林根际与非根际土壤pH值均呈下降,加剧了土壤酸化。速效钾除外,混交林中木麻黄根际各种矿质养分含量都小于对应的纯林;土壤阳离子交换总量减小,土壤营养贮量和养分供应能力有所下降。多酚氧化酶除外,根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化物酶活性混交林中小于纯林。混交后木麻黄在促进湿地松生长的同时可能对自身的生长不利,在沿海沙地营造木麻黄湿地松混交林,两树种均对土壤养分的过量索取可能会加剧地力的退化。     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

生物炭对大豆根际土壤酶活性及产量的影响

研究不同生物炭施用量对大豆增产与根际土壤酶活性的影响,为大豆增产提供合理的生物炭施用量。以当地常规施肥为对照(CK),设置生物炭处理27 kg·hm^-2(B1)、54 kg·hm^-2(B2)、81 kg·hm^-2(B3)、108 kg·hm^-2(B4),生物炭与常规肥混匀沟施。结果表明：B3处理可以显著提高大豆根际土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性以及土壤酸性磷酸酶活性;土壤β-葡萄糖苷酶活性则表现为在大豆营养生长期间B1处理酶活性最高,在生殖生长阶段B4处理酶活性最高;生物炭对土壤蔗糖酶活性的影响不显著。B3处理显著增加了大豆株高、单株荚数、有效荚数、单株粒重、百粒重及产量,各因素分别较CK增加了13.13%、32.11%、45.73%、17.41%、7.80%及7.35%。生物炭可以提高土壤酶活性、改善土壤微环境,与化肥配施可以显著增加大豆株高、有效荚数和百粒重,进而促进农作物增产增收。     

豆科牧草根际土壤脲酶活性的研究

研究结果表明:土壤脲酶活性与养分含量呈极显著相关,可作为评价土壤肥力的生物学指标;脲酶活性的垂直分布随土层深度而递减;土壤脲酶活性数量随作物生长与根系生物量的增强而增加,与土壤微生物数量显著相关;根际土壤脲酶活性高于近根际土壤;不同种类豆科牧草,根际土壤脲酶活性存在明显差异。深根豆科牧草苜蓿、草木樨可留给深层土壤大量根系残留物,从而有利于提高土壤深层脲酶活性与综合供肥能力。     

根际土壤磷的动态

养分的有铲性是由土壤物理、化学和生物学特性，特别是根系主导的根际动态所决定的的，根系引起根际ＰＨ值和Ｅｈ、根分泌物以及由此而引起微生物种群、数量和活性的改变，从根本上决定着根际养分的动态而根系的动态又受植物生长的调控。根际微生态系统直接影响到土壤养分向根系的转移和被根系的吸收利用。因此，研究养分在根系－－土壤微环境中的动态是十分重要的。     

不同种植密度条件下两种穗型冬小麦品种根际土壤酶活性的动态变化

在大田试验条件下，研究了2种穗型冬小麦品种在不同种植密度条件下根际土壤酶活性的动态变化。结果表明，随着生育时期的推进，两种穗型冬小麦品种根际土壤蛋白酶、过氧化氢酶和脲酶活性均呈先增高后降低的单峰曲线变化，拔节期和抽穗期活性较高，返青期和开花期活性则较低。不同种植密度条件下，豫麦49—198系根际土壤蛋白酶、脲酶活性均随密度增加呈先增高后降低的变化趋势，而过氧化氢酶活性表现不明显；兰考矮早八3种根际土壤酶活性随密度增加呈先降低后增高的变化趋势。不同密度水平下3种酶活性的方差分析表明，蛋白酶、脲酶差异达到显著水平，过氧化氢酶差异不显著。     

南亚热带不同植被根际微生物数量与根际土壤养分状况

研究了包括尾叶桉、广东凤丫蕨、柳叶竹、大叶相思、青皮、木荷、湿地松在内的7种南亚热带不同植物植被下土壤根际微生物与根际养分状况及其相关关系。结果表明，根际环境对细菌有明显的正效应，对放线菌和真菌有正、负两方面的影响，但对根际微生物总量具有根际效应明显;在南亚热带森林生态系统中，在植物的某些生长季节，微生物的根际效应与土壤养分的根际效应一致。     

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明：随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy∶MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明：土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤理化特征

[目的]探索湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤的理化特征,为湘中地区生态修复提供理论依据。[方法]以典型抽样方法调查湘中丘陵区草丛(G)、草灌(GS)、灌木(S)和乔灌(AS)4种典型植被,研究其根际与非根际土壤理化性质的差异,通过典型相关分析揭示根际与非根际土壤理化指标间的耦合关系。[结果]研究区草丛和灌木根际土壤中细砂粒(0.25~0.05mm)含量分别显著(p0.05)低于乔灌63.84%和76.97%;粉粒(0.02~0.002mm)含量表现为草和灌木分别显著高于乔灌的38.48%和37.66%。根际土壤0.25~0.05mm微团聚体含量均表现为乔灌高于其他植被,0.02~0.002mm微团聚体含量均表现为灌木高于其他植被。草灌与灌木非根际土壤有机质含量显著(p0.05)低于根际土壤148.05%和121.92%,灌木和草灌根际土壤有机质含量显著(p0.05)高于乔灌土壤84.28%和92.08%;草灌根际土壤全氮含量显著(p0.05)高于非根际土壤83.33%,草灌根际土壤碱解氮含量显著(p0.05)高于乔灌土壤200.83%;不同植被类型根际/非根际土壤磷含量差异不明显,总体来看,同一植被根际土壤全磷含量低于非根际土壤,而有效磷表现为乔灌最低;乔灌根际土壤速效钾含量分别显著(p0.05)低于草丛和草灌土壤125.15%和137.71%,除草灌外,其余植被类型根际土壤全钾含量均低于非根际土壤。典范相关分析表明土壤有机质和全量养分含量,2~1,1~0.5,0.25~0.05mm土粒含量,2~1,1~0.5mm团聚体3组理化性状间相互关系密切。[结论]改善土壤理化性质,促进湘中丘陵地区生态恢复,应注重协调土壤养分、颗粒组成及团聚体之间的耦合关系。