微生物菌剂与2种耕作方式下冬小麦生育期内土壤酶活性的动态变化

摘要: 通过田间小区试验,在秸秆还田的基础上研究了旋耕和深耕两种耕作方式以及添加不同外源微生物菌剂条件下,冬小麦不同生育期土壤脲酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性的动态变化特征。结果表明,旋耕和深耕没有明显影响土壤脲酶和纤维素酶的活性,而旋耕显著提高了碱性磷酸酶的活性;在小麦生育期内,土壤脲酶活性在拔节期明显降低,施入拔节肥后其活性逐渐增强,在孕穗期达到峰值;土壤碱性磷酸酶活性则随生育期的延长呈逐渐增加的趋势;土壤纤维素酶活性自返青至拔节逐渐降低,在拔节期达到最低,随着拔节期氮肥的施用其活性呈逐渐增加的趋势;无论是旋耕和深耕,小麦收获期土壤根区脲酶、碱性磷酸酶和纤维素酶的活性均显著高于非根区。此外,施用不同微生物菌剂对三种土壤酶的活性没有产生显著影响。     

不同耕作方式下旱作农田土壤酶活性与有机碳的关系研究

为了明确不同耕作方式对土壤酶活性与有机碳的关系,研究了以传统翻耕为对照,3种耕作方式浅松、浅旋和深松下两者的变化趋势及相关性。结果表明:随着土壤有机碳含量的增加土壤酶活性也随之增加,土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和有机碳为不同耕作方式大于传统耕作,不同耕作方式产量较传统耕作显著提高,最高提高92.18%;在燕麦生育旺盛期过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈极显著的正相关关系。因此,浅松、浅旋和深松在旱作农田条件下有利于土壤有机碳含量的积累、产量和土壤酶活性的提高。     

长期秸秆还田秋施肥对褐土微生物碳、氮量和酶活性的影响

通过对山西寿阳长期定位试验田0~20和20~40 cm的褐土土壤测定和分析,探讨了长期秸秆还田秋施肥下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性从0~20 cm土层到20~40 cm土层均呈减少趋势。长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都使微生物碳、氮量增加;长期秸秆还田秋施肥提高了褐土土壤脲酶活性;长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都可以明显提高碱性磷酸酶活性。微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性之间有显著的相关性,这种相关性表明它们可作为综合指标来反映褐土土壤微生物生态环境的变化。     

大气CO2浓度倍增对宁夏枸杞根区土壤微生物与酶活性的影响

为探究大气CO₂浓度倍增对宁夏枸杞根区土壤微环境的影响,以宁夏枸杞为试验材料,用开顶气室模拟控制CO₂浓度测得在大气CO₂浓度倍增处理下根区土壤微生物数量与土壤酶活性的变化。大气CO₂浓度倍增处理降低真菌数量,增加细菌、放线菌数量。0.5倍增CO₂浓度处理下宁夏枸杞根区土壤过氧化氢酶和转化酶的活性较对照分别提高24.74%和23.71%,脲酶活性和多酚氧化酶活性降低0.45%和15.29%;1倍增处理下土壤3种酶的活性较对照分别提高55.74%,23.07%,44.60%,而多酚氧化酶降低24.94%。通径分析表明,真菌数量对脲酶活性影响力最大,而细菌数量对过氧化氢酶活性影响力最强。大气CO₂浓度倍增宁夏枸杞根区土壤微生物数量与酶活性的相关性增强,其中真菌数量和细菌数量与脲酶呈显著负相关,放线菌数量在0.5倍增处理下与脲酶呈显著负相关。大气CO₂浓度倍增处理使宁夏枸杞根区土壤细菌、放线菌数量增加且可提高土壤过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性。     

不同培肥方式对盐碱土脲酶和过氧化氢酶活性的影响

为了提高盐碱土壤肥力,提升土壤中脲酶和过氧化氢酶的活性,通过定位试验,研究了有机-无机复混肥、生物肥、有机肥、厩肥、化肥5种肥料对土壤脲酶和过氧化氢酶活性的影响,并对这2种酶活性与土壤养分因子的相关性进行研究。结果表明,5种培肥方式对盐碱土中脲酶活性均有明显提高,并切脲酶活性都呈现先上升后下降的趋势,有机-无机复混肥对土壤中脲酶活性提高效果最为显著,是对照的1.421倍,有机肥和生物肥分别是对照的1.335倍和1.322倍。各种处理对过氧化氢酶活性的影响尽管并不显著,但与对照相比较,均有所提高。通过对这2种酶活性与有机质、全氮、碱解氮、全磷、速磷、速钾的相关性研究得出,速效磷和全氮对脲酶活性影响最大,相关系数分别达到了0.8737和0.8451,过氧化氢酶与有机质和碱解氮的相关系数达到了0.796和0.754。     

不同土壤耕作方式下稻田土壤微生物多样性研究进展

土壤耕作方式是影响土壤环境和质量重要的因素；土壤微生物是土壤重要的组成部分,是有机质分解营养转化中最活跃的部分。目前,前人开展了不同土壤耕作方式对稻田耕层土壤微生物影响的研究,但是因为土壤类型、气候、田间管理措施等因素的影响,其研究结论各异。为深入了解不同土壤耕作方式下土壤微生物的变化情况,本文系统分析了前人在免耕、旋耕、翻耕等不同耕作方式对土壤微生物影响的研究进展。结果表明：(1)免耕处理下土壤微生物生物量碳、氮含量高于翻耕和旋耕,土壤微生物生物量随着土壤深度的增加而减少。(2)不同耕作处理间微生物数量及酶活性均存在着显著差异,微生物数量及酶活性均随土壤深度、季节变化、耕作年限等变化而改变,微生物数量总体趋势呈现细菌>放线菌>真菌数量。(3)保护性耕作下土壤微生物多样性高于翻耕、旋耕等耕作处理且土壤微生物多样性随着土壤深度增加呈下降的变化趋势。总的来说,本文总结了目前不同土壤耕作方式下土壤微生物的研究进展,并深入分析了对所出现差异的原因,其结果对今后进一步研究我国南方双季稻田根际土壤微生物的变化规律提供参考依据,为完善我国南方双季稻田土壤耕作方式、保护稻田生态环境提供理论依据。     

生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响

研究了生物炭与有机肥配施对土壤酶及其微生物生物量碳氮的影响,为黄褐土障碍因子改良及合理施肥提供参考。在等氮条件下设置了6 个施肥处理：不施肥(CK)、单施生物炭(B)、氮磷钾配合施用(NPK)、氮磷钾+生物炭(NPK+B)、氮磷钾+有机肥(NPK+M)、氮磷钾+有机肥+生物炭(NPK+B+M)。采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法和化学分析法分别对土壤微生物量碳氮、酶活性和土壤化学性质和作物产量进行测定分析。结果表明：在黄褐土条件下,生物炭与有机肥处理均能显著提高土壤脲酶活性和土壤微生物生物量碳、氮含量,其中以NPK+M+B处理效果最好。有机肥能够促进β-葡萄糖苷酶酶活性,而生物炭与其作用相反。土壤微生物量碳氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶与产量之间存在显著或极显著正相关关系。本试验条件下,生物炭与有机肥的添加能够提高土壤酶活性,提高土壤有机碳和全氮含量,以NPK+B+M处理对酶活性提升效果最好。     

节水灌溉对冬小麦田土壤微生物特性、土壤酶活性和养分的调控研究

为了探讨节水灌溉下土壤微生物特性和土壤酶活性的变化特征及其与土壤养分之间的关系,在华北平原旋耕条件下,研究了不同灌溉处理(常规灌溉W1、节水灌溉W2和无灌溉W3,冬小麦全生育期总灌溉量分别为150,75,0 mm)对冬小麦田土壤微生物量氮、基础呼吸、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:减少灌溉量可显著降低土壤微生物量氮和土壤基础呼吸。随着灌溉量的减少,β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性随之降低;而W3可显著提高脲酶活性。土壤含水量随灌溉量的减少而降低。水分胁迫可显著提高土壤有机碳和硝态氮含量,但有降低铵态氮含量的趋势。相关性分析可知,土壤微生物量氮与土壤铵态氮含量显著正相关。β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶活性均与土壤含水量和铵态氮含量显著正相关,β-葡萄糖苷酶活性与有机碳含量显著负相关;脲酶活性与有机碳和硝态氮含量显著正相关,而与土壤含水量显著负相关。可见土壤微生物特性和土壤酶活性受灌溉处理调控,并且与土壤C、N养分的循环转化关系密切。     

水稻-油菜周年耕作方式对土壤微生态的影响

为探索土壤微生态对稻-油系统周年耕作方式的响应机制,利用湘北洞庭湖区长期免耕直播土壤,设置稻-油轮作试验,通过比较双免耕双直播和旋耕抛栽土壤中酶活性、微生物数量、群落多样性和菌群功能等指标的差异,研究不同耕作方式对土壤微生态的影响。宏基因组测序表明,细菌群落在2种耕作方式下组成相似,双免耕双直播下细菌多样性更高;真菌群落在不同耕作方式下有不同的真菌类型,但旋耕抛栽下真菌多样性更高。菌群功能分析显示,需氧和兼性厌氧原核微生物相对丰度在双免耕双直播中较高;与氮代谢相关的原核微生物相对丰度在双免耕双直播中较高,而与碳代谢相关的原核微生物的相对丰度在旋耕抛栽中较高。可培养微生物数量测定表明,免耕土壤中可培养细菌、真菌、放线菌和硝化细菌的数量都较旋耕极显著降低,而氨化细菌数量极显著增加。酶活性分析表明,双免耕双直播土壤中的脲酶活性比旋耕抛栽提高了58.12%,而转化酶、磷酸酶和纤维素酶的活性分别降低了28.57%、11.00%和57.73%。本研究表明稻-油轮作双免耕双直播的耕作方式有利于提高土壤中细菌的多样性、需氧和兼性厌氧原核微生物的相对丰度,有利于土壤中氮的转化和利用,为洞庭湖区稻-油系统合理耕作方式的选择提供依据。     

长期连作棉田不同恢复模式对土壤团聚体及酶活性的影响

选择干旱区玛纳斯河流域绿洲长期连作棉田(20年)为研究对象,研究连作棉田(CM),采用轮作玉米(YL)、轮作大豆(DL)、玉米-大豆间作(YDJ)和休闲免耕(XX)4种轮作模式对农田土壤团聚体及酶活性的影响。结果表明,不同轮作模式均以D53-250团聚体含量最高,团聚体含量分布范围为39%~53%;相比连作棉田,短期轮作玉米和轮作大豆模式土壤过氧化氢酶与脲酶酶活性增强。轮作大豆和轮作玉米模式中土壤过氧化氢酶活性在D250团聚体中最高;在不同轮作模式下,蔗糖酶活性表现为D250D53-250D53,随着团聚体粒级的减小,蔗糖酶的活性降低;磷酸酶活性顺序表现为D250D53D53-250。不同轮作模式均能影响土壤酶活性,团聚体酶活性均集中在大团聚体中。大豆轮作和玉米轮作有利于酶活性的增强,可作为长期连作棉田短期轮作倒茬的首选模式。     

不同轮作方式对土壤微生物量及酶活性的影响

[目的]为了探究不同轮作模式对阴山北麓土壤微生物量和土壤酶活性的影响,筛选适合阴山北麓的轮作模式,[方法]本试验设计了6种轮作模式、3种连作处理及休闲,共10个处理,研究对土壤生物学性状的影响。[结果]结果表明：2015年,轮作处理的土壤微生物量碳含量均显著高于较连作处理,且S2、S6、S4轮作模式较好,而2016年以S2、S3、S4模式较好;微生物量氮的变化2015年以S1、S4模式较好,而2016年以S4模式下的土壤微生物量氮含量显著高于其他处理(p＜0.05)。土壤过氧化氢酶活性的变化表现为2016年均低于2015年,且2015年以S2、S4、S5模式较好,2016年以S3、S4、S5模式表现较好;土壤脲酶和蔗糖酶活性的变化在2015年均以S1、S2、S4模式较好,而2016年以S4、S5模式好,且较2015年高,分别提高了24.53%、23.30%、21.23%、19.29%。2015年土壤微生物量的变化与脲酶活性呈显著相关,2016年土壤微生物量变化与土壤酶活性的相关性不显著。[结论]本试验中得出燕麦苜蓿混作(1年)、苜蓿(1年)、马铃薯(3年)种植模式能提高土壤微生物量及土壤酶活性。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响。笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响。结果表明：相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0~5cm土层土壤总有机碳含量分别提高了2.40%、2.80%、16.00%,全氮含量分别提高了-1.23%、1.32%、11.11%,免耕处理下10~20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0~5cm、5~10cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0~5cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10~20cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0~10cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用。总体来看,保护性耕作措施有利于表层0~5cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善。     

不同质地土壤不同林龄巴旦木叶片及土壤养分动态变化研究

为探明新疆莎车县巴旦木主栽区不同土壤质地下巴旦木土壤养分和叶片营养水平分布特征,笔者分别以沙土和壤土质地巴旦木幼树林和盛果期林为研究对象,测定叶片及0~20、20~50cm深度土壤的有机质和养分含量,分析莎车县巴旦木不同土壤质地、不同发育阶段、不同生长时期土壤肥力状况及对矿质营养元素利用需求模型。结果显示：沙质土壤巴旦木园土壤碱解氮、有效磷、有机质水平较低,土壤速效钾、有效硫与钙含量丰富,镁浓度适中;壤土巴旦木园土壤有机质含量缺乏,速效磷、速效钾、有效硫与钙、镁含量丰富,微量元素中有效锌缺乏;壤质土全氮、有效磷、镁、铜、铁含量均高于沙质土,沙质土微量元素铜、锌、铁、锰含量均缺乏;而巴旦木不同发育期对土壤养分含量影响几乎一致;巴旦木不同树龄叶片在展叶期-果实膨大期-采收期的营养元素含量变化趋势大致相同,巴旦木对大量元素的吸收主要发生在果实膨大期和采收期;展叶期主要以吸收全氮、速效钾为主,膨大期主要吸收速效氮和有机质为主;对微量元素的吸收主要集中在果实采收期,并且主要以吸收铁、锰元素为主,锌次之;膨大期以硼为主,其它微量元素吸收较少。根据平衡施肥的原则得出：巴旦木果实膨大期和硬核期以增施氮磷肥为主,在硬核期以增施钾肥为主,期间适当补充树体所需的微量元素,在采收后或次年年初施足有机肥和氮肥。     

微生物菌剂与耕作方式对冬小麦土壤化学性状的影响

为了解不同的耕作方式和微生物菌剂施用下土壤化学性状的动态变化特征,在玉米秸秆还田的基础上,于冬小麦季通过田间小区试验,研究了旋耕和深耕2种耕作方式以及添加不同外源微生物菌剂条件下,冬小麦不同生育期土壤速效磷、速效钾、土壤微生物量碳氮的动态变化特征。结果表明,2种耕作方式下对土壤速效磷、速效钾、微生物量碳氮含量差异不显著,但小麦季不同生育期对这些的影响达到显著水平。旋耕方式下,施用（沼液+根际促生菌）和EM菌分别对土壤速效磷、土壤速效钾效果最明显;深耕方式下,施用（沼液 根际促生菌）和沼液分别对土壤速效磷、土壤速效钾效果最好;2种耕作方式下施用根际促生菌降低了土壤碳氮比值,有利于秸秆的腐解。土壤速效钾在小麦季收获期根区较非根区含量分别增加了44.31%（旋耕）和32.61%（深耕）。2种耕作方式下的根区土壤微生物量碳、氮显著高于非根区,且添加EM菌均能提高土壤微生物量碳、氮含量。     

有机培肥与轮耕方式对夏玉米田土壤碳氮和产量的影响

探明不同轮耕和有机培肥方式对夏玉米田土壤碳氮及其酶活性的影响,对提升农田土壤肥力及促进玉米高产具有重要意义。设秸秆(P)与牛粪(F)两种有机培肥方式和小麦季旋耕-玉米季深松(RS)、小麦季深松-玉米季免耕(SN)、小麦季翻耕-玉米季免耕(CN) 3种轮耕方式,共6个处理,于2015—2016和2016—2017玉米收获期采样测定,研究了不同有机培肥和轮耕方式对土壤碳氮及其酶活性和作物产量的影响。结果表明,轮耕方式、有机肥及其交互效应对土壤肥力有显著影响。在0～10 cm和10～20 cm土层,与轮耕方式CN相比, RS和SN能够显著提高土壤有机碳、全氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。在轮耕方式RS中,与施用牛粪相比,秸秆还田显著提高了10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土层的有机碳含量,增加了10～20 cm土层的全氮含量和蔗糖酶活性。在轮耕方式SN中,与秸秆还田相比,施用牛粪显著提高了0～10 cm和10～20 cm土层的有机碳、全氮含量和蔗糖酶活性,增加了各土层脲酶活性。与秸秆还田+翻耕-免耕(PCN)相比,秸秆还田+旋耕-深松(PRS)和施用牛粪+深松-免耕(FSN)能显著提高土壤肥力。在0～10 cm和10～20 cm土层,各处理中以FSN增加土壤有机碳、全氮含量和蔗糖酶、脲酶活性最为明显。轮耕方式、有机肥及其交互效应对产量有显著影响。轮耕方式RS和SN的产量较CN分别显著提高了1.89%～10.49%、5.44%～11.99%。在轮耕方式RS中,产量表现为秸秆还田较施用牛粪显著提高了2.91%～3.11%;而在轮耕方式SN中,则表现为秸秆还田较施用牛粪显著降低了5.02%～9.07%。两年玉米产量均表现为FSNPRSFRSPSNFCNPCN。综上所述,在6种处理中,处理FSN在提高土壤肥力和产量方面最为显著,可以作为试验及周边地区适宜的轮耕培肥方式。