红壤水稻土累积酶活性及养分对长期不同施肥处理的响应

本研究基于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年的长期定位试验,揭示对照(不施肥,CK)、有机肥(C)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机肥(NPKC)等不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及土壤养分的影响。于晚稻收获后采集各小区耕层土壤,测定红壤水稻土中转化酶、脲酶活性(测定时并设加0.5 ml甲苯与不加甲苯处理)及转化酶动力学特征,同时测定土壤养分含量及微生物生物量碳,分析酶活性与养分含量及微生物生物量碳间的关系,明确土壤中累积酶活性及土壤养分对长期不同施肥处理的响应。结果发现,与对照相比,施肥处理下土壤转化酶活性显著提高了31.3%~131.7%,微生物生物量碳显著提高了84.9%~125.1%;在没有甲苯抑制微生物活性下,施肥处理的转化酶底物蔗糖转化速率增加量提高了89.5%~153.7%,脲酶底物尿素转化增加量提高了59.2%~98.9%,表明微生物显著影响两种累积酶表观酶活性;转化酶活性、脲酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关。与对照处理相比,施肥处理显著增加了土壤有机碳(30.1%~36.3%)、全磷(28.6%~102.9%)、速效磷(62.2%~445.0%)、碱解氮(35.9%~56.4%)含量;统计分析显示,转化酶活性、脲酶活性均与碱解氮、有机碳含量显著正相关。与对照相比,各施肥处理土壤的转化酶米氏常数(Km)差异并不显著,而转化酶表观活性(Vmax)及转化系数(Vmax/Km)均显著增加。长期施肥处理增加了土壤养分含量和微生物生物量碳,提高了土壤中累积酶的活性。     

长期施肥对小麦-玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响

通过对华北平原小麦–玉米轮作农田生态系统18年田间施肥试验,研究了长期不同施肥处理对耕层（0—20 cm）土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的影响。试验设化肥NPK不同组合（NPK、NP、NK、PK）,全部施用有机肥（OM）,一半有机肥+化肥NPK（1/2OMN）及不施肥（CK）共7个处理。结果表明,各施肥处理均能在不同程度上增加土壤腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡敏素）及活性腐殖质（活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮含量,提高可浸提腐殖质（胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质组分碳和氮分配比例;但施肥对土壤活性腐殖质组分碳和氮含量的增加率均分别高于腐殖质组分碳和氮。各处理土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均为OM处理最高,且有机肥与化肥NPK配施高于单施化肥各处理;而化肥处理中NPK均衡施用效果最好。说明施用有机肥、有机肥与化肥NPK配施及化肥NPK均衡施用是增加土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的关键;活性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措施的响应更灵敏。     

长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征

土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳（DOC）、 氮（DON）的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮（SMBN）占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值（SMBC/SMBN）,促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量（Nt）显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率（Nt/TN）,但有机肥配施化肥（氮或氮磷钾）的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。     

城市不同功能区绿地土壤理化性质及微生物生物量的分布特征

为提高城市绿地生态系统服务功能和促进城市可持续发展,本文研究了南京市不同功能区绿地表层土壤理化性质和微生物生物量的分布特征。结果显示:土壤p H整体呈碱性且容重偏大;公园绿地土壤全氮、有效磷和速效钾含量显著高于道路绿地;不同功能区绿地土壤有机质含量无显著差异,但公园绿地土壤微生物生物量碳含量和微生物熵显著高于居住区和道路绿地;公园绿地土壤结构和养分均优于道路绿地。土壤微生物生物量碳含量与有机质、全氮和速效钾含量呈极显著正相关,与有效磷含量呈显著正相关,与容重呈极显著负相关;土壤有机质与全氮和速效钾含量呈极显著正相关,与有效磷含量和pH无显著相关性,与容重呈显著负相关。因此,勤松土,合理施肥,增加枯枝落叶等凋落物覆盖,提高土壤养护管理水平对修复城市土壤生态和建设生态城市具有重要意义。     

沼液施用量对毛竹林地土壤理化性质及碳储量的影响

为了解决沼液资源化利用,化肥减施的问题,该文以沼液替代化肥来研究相同氮磷钾含量肥料施用的前提下,不同沼液用量与化肥配合施用(N_1P_1K_1Z_1—沼液全氮替代化肥施氮总量的25%,N_2P_2K_2Z_2—沼液全氮替代化肥施氮总量的50%,N_3P_3K_3Z_3—沼液全氮替代化肥施氮总量的75%)对毛竹林地土壤理化性质及竹林固碳增汇效应的影响。结果表明,单独施用化肥或者化肥与沼液配合施用对毛竹林地土壤pH值、有机质、全氮、磷、钾含量的影响不明显(P0.05),而沼液与化肥配合施用(特别是N_3P_3K_3Z_3—高量沼液)对土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量提高的幅度较为显著(单施化肥处理除外)(P0.05)。单独施用化肥或化肥与沼液配施显著降低了放线菌的比例(单施化肥处理除外),却显著增加了细菌和真菌的比例(P0.05)。与不施肥对照CK处理相比,单施化肥处理显著增加了细菌与真菌数量的比值,增幅为24.51%;而沼液与化肥配施则与CK处理之间的差异不显著(P0.05)。化肥与沼液配施均能显著提高毛竹林地土壤微生物量碳和氮的含量,而且能够显著提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性(P0.05),各施肥处理均以N_3P_3K_3Z_3提高的幅度最大。此外,单独施用化肥或者化肥与沼液配施均能显著提高I度竹、II度竹和林分的平均胸径以及I度竹和林分的碳储量(P0.05),各施肥处理仍以N_3P_3K_3Z_3处理增加的幅度最大。可见,施用沼液替代化肥能够提升土壤肥力水平,促进毛竹生长,尤其是新竹的生长和固碳增汇。     

不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式（翻耕、旋耕、免耕）对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕 > 翻耕 > 旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤养分（有机碳、全氮含量）和有效养分（有效磷、铵态氮和硝态氮）均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）;与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌）均有明显的增加,大致表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕。土壤微生物活度的变化范围为0.38~0.69,依次表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。     

有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon,MBC）、氮（soil microbial biomass nitrogen,MBN）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、氮（dissolved organic nitrogen,DON）的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理（no fertilization,CK）和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%（MBC）、42.68%和24.02%（MBN）、14.70%和9.99%（DOC）、22.32%和21.79%（DON）。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%（MBC）、49.54%（MBN）、19.29%（DOC）和32.81%（DON）,其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数（308.87 mg/kg）小于微生物量碳（474.71 mg/kg）,而可溶性有机氮质量分数（53.07 mg/kg）要大于微生物量氮（34.79 mg/kg）。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关（P<0.01）。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。     

土壤生物活性有机碳库及其表征指标的研究

土壤生物活性有机碳库 (C0)的大小和周转可以指示土壤供应养分的能力以及养分的循环状况。对浙江省 11个土壤的研究表明 ,生物活性有机碳库的变化幅度为 184.87～ 3022.41mg/kg ,占土壤总有机碳的2.91%～8.94% ,生物活性有机碳库的周转速率k为0.0070～0.0199d-1。C0与土壤总有机碳、全氮、有效氮、CEC、重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳都呈显著性正相关 ,k与这些指标均无相关性。C0与重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳占土壤总有机碳的百分比均无相关性 ,k只与水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比呈显著性正相关 (R2=0.4684 ,P0.025)。水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比是表征土壤生物活性有机碳库周转的较好指标。     

昆阳磷矿植被修复土壤理化与生物学性状的典型相关分析

深入了解昆阳磷矿植被修复土壤理化性状指标与生物学各个性质指标之间的关系,可为进一步筛选土壤质量评价指标提供参考依据。选择了昆阳磷矿旱冬瓜人工林6个不同植被恢复年限样地,研究其土壤厚度、容重、孔隙度、毛管孔隙度、含水量、pH值、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、全磷、速效钾、全钾和土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、氮矿化速率、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、脲酶的关系,综合土壤13个理化性状指标和6个生物学性状指标的典型相关分析得到4对典型变量,其典型相关系数分别为0.997 0,0.988 9,0.879 9,0.856 8,均达到极显著水平（p≤0.01）,说明土壤理化性状和生物学性状存在显著相关关系,而这两组性状的显著相关主要是由土壤碱解氮、有机质、有效磷、全磷、pH值和微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、氮矿化速率、脲酶的密切相关引起的,其中有机质与微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、脲酶之间呈极显著相关,有效磷、全磷与氮矿化速率、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量碳（MBC）也呈极显著相关,碱解氮、pH值与微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）、脲酶呈极显著相关,全氮与β-葡萄糖苷酶、氮矿化速率、微生物生物量氮（MBN）呈极显著相关。     

Microbial Properties of a Loess Soil as Affected by Various Nutrient Management Practices in the Loess Plateau of China

Microbial biomass phosphorus (MBP) and its relationships with other biological and chemical properties were studied on loess soil with an 11-year long-term fertilization experiment. The results indicated that inorganic fertilizers (F) improved soil microbial biomass carbon (MBC), nitrogen (MBN), and MBP levels and F plus maize stalk (SNPK) improved MBC and MBN. Manuring markedly increased soil MBC, MBN, and MBP levels. Fertilization decreased the ratios of MBC/MBN, MBC/MBP, and MBN/MBP. Microbial biomass phosphorus was positively and linearly correlated with MBC, MBN, organic carbon (SOC), total phosphorus (TP), water-soluble P, and Olsen P but negatively correlated with soil pH. Microbial biomass phosphorus constituted 2% of TP on control (CK) and inorganic fertilizer treatments and 12% on manure plots. Microbial biomass phosphorus to Olsen P ratios were 50% on CK, F, and SNPK and 80% on manure treatments. Measurements of MBP in soil containing high Olsen P were subject to analytical problems of unknown reasons.     

稻-油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据.试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20％化肥(CFM1)及有机肥替代40％化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外...     

不同有机替代对黄土旱塬土壤碳、氮组分及冬小麦产量的影响

探讨黄土旱塬冬小麦区不同有机肥替代化肥氮对小麦产量及土壤碳氮组分的影响,为该区减施化学氮肥、促进小麦提质增效和农业绿色可持续发展提供理论依据。于2019年在山西黄土旱塬冬小麦种植区设置100%化肥N处理(HF)、10%腐殖酸N+90%化肥N (F1)、30%腐殖酸N+70%化肥N (F3)、50%腐殖酸N+50%化肥N (F5)、10%有机肥N+90%化肥N (Y1)、30%有机肥N+70%化肥N (Y3)、50%有机肥N+50%化肥N (Y5)7个试验处理,系统研究了不同比例腐殖酸、有机肥替代化肥对小麦产量及产量构成和土壤碳、氮组分含量的影响。结果表明:F3、F5、Y3和Y5处理,分别较HF显著提高9.7%,8.0%,9.2%和18.2%。同时,Y5对土壤中各种活性有机碳、氮组分含量的提高均有显著促进作用,提高幅度在36.8%~114.4%和27.8%~105.4%;Y3处理下可溶性、水溶性、微生物有机碳、氮和轻组有机碳、氮组分的含量较HF显著提高21.1%~156.8%;F3和F5处理下土壤中可溶性、微生物和轻组有机碳、氮组分含量较HF显著提高25.4%~119.3%。可溶性有机碳、微生物有机氮、轻组有机氮与籽粒产量呈极显著正相关;可溶性有机氮通过促进公顷穗数增加而提高冬小麦产量;总有机碳、水溶性有机碳和微生物有机氮则通过提高穗粒数达到增产效果。综上,在黄土旱塬冬小麦种植区进行30%~50%的有机肥和腐殖酸替代化肥后,可达到显著增产效果,同时提高土壤中活性碳、氮组分的作用。其中,50%有机肥替代处理的增产与培肥地力效果更为显著,适宜在当地推广应用。     

氮素有机替代对东北黑土区土壤微生物碳磷资源限制的影响

  【目的】  土壤微生物数量和结构普遍受到碳 (C),氮 (N)、磷 (P)等养分有效性的影响,研究不同施肥措施对东北黑土区土壤理化性质、微生物量和酶活性的影响,深入了解土壤微生物养分资源限制状况及其变化规律,为提高土壤生物肥力提供理论依据。  【方法】  试验设在黑龙江省哈尔滨市,土壤类型为黑土,种植制度为玉米单作。试验开始于2019年,共设9个处理:不施肥 (CK)、习惯施肥 (FP)、推荐施肥 (OPT)、推荐施肥不施氮 (–N);有机氮替代推荐施氮量的10% (M1)、20% (M2)、30% (M3)、40% (M4) 和50% (M5)。玉米收获后,采集0—20 cm土壤样品,测定土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮和4种土壤酶 (酸性磷酸酶、β-D-葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶) 活性。  【结果】  与OPT处理相比,有机氮替代化肥氮处理提高了土壤速效养分含量 (可溶性有机碳、有效磷、速效钾) 和微生物量 (微生物量碳、微生物量氮),其中可溶性有机碳、有效磷和速效钾的含量随替代比例的增加分别增加了15.5%～46.6%、1.4%～18.5%和2.4%～18.8%;MBC和MBN的含量随有机替代比例的增加分别增加了1.4%～19.9%和0.04%～22.7%。PCA分析显示出CK、化肥处理 (FP、OPT、–N) 和有机氮替代化肥氮处理 (M1、M2、M3、M4、M5) 下的土壤酶活性具有显著差异;RDA分析进一步表明有效磷 (F = 14.1,P = 0.002) 是影响酶活性变化的主要理化因子,解释了不同处理间酶活性差异的36.1%。酶化学计量散点图显示出试验点的土壤微生物均受到磷的限制,FP处理下的土壤微生物还受到碳的限制。此外,与CK相比,有机氮替代化肥氮显著提高了β-D-葡萄糖苷酶与酸性磷酸酶的比值,但是矢量角度在不同有机替代处理间并无显著差异。  【结论】  在本试验区中,未施肥处理下土壤微生物受到碳和磷的共同限制,习惯施肥和优化施肥均会加剧微生物的碳限制。有机氮替代化肥氮可以显著提高土壤的养分含量与生物肥力,解除土壤微生物的碳限制,并显著减轻土壤微生物的磷限制。但是磷限制的减轻效果并未随有机氮替代化肥氮比例的增加而显著增加,考虑到有机肥养分释放较为缓慢,具体的有机替代比例还需开展长期试验。     

不同养分和水分模式对水稻土化学和微生物学质量参数的影响

A field experiment was conducted from 1999 to 2002 to compare and evaluate the effects of nutrient and water regimes on paddy soil quality by investigating soil chemical and microbiological parameters. Four nutrient regimes, a control, chemical fertilizers only (CF), chemical fertilizers with swine manure (SM), and chemical fertilizers with wheat straw (WS), and two soil moisture regimes, continuous waterlogging (CWL) and alternate wetting and drying (AWD), were investigated. With SM and WS total organic carbon and total nitrogen in the paddy soil were significantly higher (P < 0.05) than those with CF. A similar effect for organic amendments was observed in the soil light fraction organic C (LFOC), water-soluble carbohydrates (WSC), and water-soluble organic C (WSOC). CWL, in particular when swine manure was incorporated into the paddy soil, markedly decreased soil redox potential (Eh) and increased total active reducing substances (ARS). Meanwhile, as compared to CF, SM and WS significantly (P < 0.05) increased soil microbial biomass C (MBC) and mineralizable carbon, with differences in AWD being higher than CWL. In addition, SM and WS treatments significantly (P < 0.05) improved rice above-ground biomass and grain yield, with AWD being greater than CWL. Thus, for ecologically sustainable agricultural management of paddy soils, long-term waterlogging should be avoided when organic manure was incorporated into paddy soil.     

生物有机肥提高设施土壤生产力减缓黄瓜连作障碍的机制

【目的】针对土壤连作障碍问题，探索高强度连作条件下生物有机肥在减缓土壤连作障碍发生、平衡土壤养分、调控土壤酶活性等方面的作用机制，为生物有机肥在改良土壤、防控黄瓜连作障碍、促进农业可持续发展等方面的应用奠定基础。【方法】以如皋市农业科学研究所设施蔬菜种植基地为试验平台，采用田间定位试验的方法，设置CK (空白对照)、B10 (生物有机肥施用量为10 t/hm2)、B20 (生物有机肥施用量为20 t/hm2) 3个处理，于第一季黄瓜种植前将生物有机肥一次性施入试验小区，于2016年12月5日、2017年6月28日和2017年11月26日，连续三季，在黄瓜成熟采集0—20 cm土壤样品。将土壤样品分成两份，一份放于4℃冰箱冷藏保存，用于测定土壤生物学性质；另一份风干后过筛处理，以供土壤理化性状分析。同时，调查黄瓜产量。【结果】随着黄瓜连续种植季数增加，CK处理中土壤容重和电导率呈增加趋势，土壤各肥力指标、酶活性、微生物量碳氮含量及黄瓜产量呈下降趋势；在同一季黄瓜成熟期，与CK相比，施用生物有机肥可降低土壤容重和电导率，增加土壤总孔隙度、pH、有机质、全氮、硝态氮和速效磷含量，其中连续种植3季黄瓜过程中，土壤有机质、速效磷和硝态氮含量分别增加了39.3%～83.9%、5.98～14.2%和10.0～22.0%，而土壤电导率降低了8.57%～12.7%。同一季黄瓜成熟期，不同处理中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性由大到小排列均表现为B20 > B10 > CK，且连续种植3季黄瓜后B10和B20处理中4种土壤酶活性均高于第一季黄瓜成熟期CK处理；连续种植3季黄瓜期间，施用生物有机肥处理中土壤微生物量碳、氮含量均明显高于CK，B10和B20处理中微生物量碳、氮含量较CK分别增加了4.26%～23.2%和21.8%～56.2%。与CK相比，第一季、第二季、第三季B10处理黄瓜产量分别提高了3.93%、9.73%、10.6%，B20处理分别提高了12.9%、18.8%、20.2%。黄瓜连作过程中，土壤容重、有机质、硝态氮和速效磷与生物学指标和黄瓜产量相关显著，且土壤pH和电导率与土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮含量和黄瓜产量呈显著相关关系。【结论】生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤耕性变差、养分失衡和酸化等理化性质变劣的现象，缓解黄瓜连作土壤的次生盐渍化状况，还能提高土壤酶活性、微生物量碳氮含量和黄瓜产量，且黄瓜连作过程中土壤理化性质和生物学特性指标无明显变化，从而减缓黄瓜连作障碍的发生。     

Long-term fertilization and residue return affect soil stoichiometry characteristics and labile soil organic matter fractions

Ecological stoichiometry provides the possibility for linking microbial dynamics with soil carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) metabolisms in response to agricultural nutrient management. To determine the roles of fertilization and residue return with respect to ecological stoichiometry, we collected soil samples from a 30-year field experiment on residue return (maize straw) at rates of 0, 2.5, and 5.0 Mg ha^-1 in combination with 8 fertilization treatments:no fertilizer (F0), N fertilizer, P fertilizer, potassium (K) fertilizer, N and P (NP) fertilizers, N and K (NK) fertilizers, P and K (PK) fertilizers, and N, P, and K (NPK) fertilizers. We measured soil organic C (SOC), total N and P, microbial biomass C, N, and P, water-soluble organic C and N, KMnO₄-oxidizable C (KMnO₄-C), and carbon management index (CMI). Compared with the control (F0 treatment without residue return), fertilization and residue return significantly increased the KMnO₄-C content and CMI. Furthermore, compared with the control, residue return significantly increased the SOC content. Moreover, the NPK treatment with residue return at 5.0 Mg ha^-1 significantly enhanced the C:N, C:P, and N:P ratios in the soil, whereas it significantly decreased the C:N and C:P ratios in soil microbial biomass. Therefore, NPK fertilizer application combined with residue return at 5.0 Mg ha^-1 could enhance the SOC content through the stoichiometric plasticity of microorganisms. Residue return and fertilization increased the soil C pools by directly modifying the microbial stoichiometry of the biomass that was C limited.     

基于meta分析的放牧压力对内蒙古高原草地生态系统的影响

放牧是最主要的草地利用模式,直接或间接地影响草地物质循环和能量流动,放牧强度对草地的健康状况和演替方向起决定作用。本文基于40篇内蒙古草原放牧相关文献数据,通过meta分析探讨温带草原对放牧强度的响应特征。结果表明,与未放牧草地相比,轻度放牧草地对群落植物地上、地下生物量和土壤全氮和全磷含量无显著影响,而土壤有机碳、微生物生物量碳、细菌和真菌数量分别显著上升3.60%、7.80%、11.40%和10.83%（P<0.05）;中度放牧下群落植物地下生物量和土壤微生物数量无显著变化,而地上生物量和土壤有机碳、全氮、全磷和微生物生物量氮含量分别显著降低21.62%、4.44%、2.15%、8.35%和6.76%（P<0.05）;重度放牧下群落植物地上和地下生物量,土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳含量,细菌和放线菌数量分别显著下降39.72%、16.30%、7.62%、6.46%、8.03%、8.76%、12.92%和18.27%（P<0.05）。以上结果表明轻度放牧有利于土壤肥力和草地生产力的保持和提升,而当放牧干扰超出一定的限度时,草地各项功能均显著下降而发生退化。本研究可为内蒙古温带草原的合理利用和适应性管理提供理论基础。     

氮磷配施对黄土高原旱作农业区典型农田土壤无机磷形态的影响

  【目的】  探讨不同氮磷配施条件下土壤无机磷组分转化特征和无机磷组分转化的影响因素,为陇中黄土高原旱作农业区农田磷素的高效利用及农田养分平衡提供参考。  【方法】  基于2017年布设在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同氮磷配施春小麦长期定位试验,氮 (N)、磷 (P₂O₅) 各设4个水平,分别为0、75.0、115.0、190.0 kg/hm2,两两正交共16个处理。使用顾益初-蒋柏藩法测定收获后耕层 (0―20 cm) 土壤中各形态无机磷组分含量以及环境因子 (土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷、pH、籽粒产量、地上部生物量、磷肥回收利用率、微生物量碳、氮、磷和碱性磷酸酶)。  【结果】  土壤无机磷组分变化顺序为Ca₁₀-P > Ca₈-P > O-P > Fe-P ≈ Al-P > Ca₂-P,无机磷含量主要以Ca-P为主,Al-P、Fe-P、O-P 3种形态占无机磷总量的20%左右。施磷显著增加土壤各无机磷组分含量,施氮显著降低除O-P、Ca₈-P外其它无机磷组分含量,使O-P显著增加。施氮对各无机磷组分比例变化影响较小,Ca₂-P、Ca₈-P占无机磷总量的比例随着施磷量的增加而增加,Ca₁₀-P、O-P所占的比例随着施磷量的增加呈下降趋势。Fe-P占无机磷的比例随着施磷量的增加基本无变化。本研究土壤有效磷与Ca₂-P、Ca₈-P、Fe-P、O-P之间呈极显著正相关 (P < 0.01),与Al-P呈显著正相关 (P < 0.05),与Ca₁₀-P相关性不显著 (P > 0.05)。通径分析结果显示,各形态无机磷对有效磷的直接贡献顺序为Ca₂-P > O-P > Al-P > Ca₁₀-P > Fe-P > Ca₈-P,在本区Ca₂-P是土壤有效磷的主要磷源,Ca₈-P、Fe-P是潜在磷源。施氮显著提高了土壤有机碳、全氮、籽粒产量、地上部生物量及微生物量碳、氮、磷及碱性磷酸酶活性和磷肥回收利用率,降低了全磷、有效磷、pH。施磷显著提高了全氮、全磷、有效磷、籽粒产量、地上部生物量及微生物量碳、氮、磷及碱性磷酸酶活性,降低了有机碳。冗余分析结果显示,土壤有机碳是影响陇中黄土高原旱作春小麦农田耕层土壤无机磷组分变化的关键因子;Ca₈-P与全氮、Al-P与磷肥回收利用率、O-P与籽粒产量、Fe-P与地上部生物量和碱性磷酸酶活性以及微生物量氮呈极显著正相关,土壤有机碳与各无机磷组分均呈负相关。  【结论】  氮磷配施能够促进土壤磷素的活化,提高可供植物直接利用的Ca₂-P和具有缓效作用Ca₈-P、Al-P的比例,降低了土壤中难溶性Ca₁₀-P、O-P的比例,提升了土壤潜在供磷能力。土壤有机碳是调控该区耕层土壤磷组分转化的关键因子。     

菌剂配施有机肥下植物-土壤-微生物生态化学计量特征及内稳性——以内蒙矿区排土场中药复垦模式为例

生态化学计量学是研究生态系统与多重化学元素平衡的有效方法,明确不同施肥制度对植物—土壤—微生物连续体碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示生态系统养分循环、实现矿山复垦农业系统元素平衡及可持续发展提供参考依据。以武家塔露天煤矿排土场复垦地为研究对象,设置微生物菌剂配施不同有机肥(A1B0、A2B0、A3B0、A1B1、A2B1、A3B1) 6个施肥处理,结合苦参的种植,研究其植物—土壤—微生物碳氮磷特征及内稳性。结果表明：(1)与单施有机肥相比,有机肥配施微生物菌剂对茎叶磷、土壤碳氮磷和微生物量氮影响显著(p<0.05),但对根系养分影响不显著。其中,微生物菌剂与A1有机肥配施下对土壤全磷影响最大,增加90.06%;与A2有机肥配施下,对土壤有机碳和生物量氮影响最大,分别增加104.60%和71.95%;与A3有机肥配施下,对茎叶全磷和土壤全氮影响显著,茎叶全磷减少183.96%,土壤全氮增加29.14%。(2)施肥处理下,相比于茎叶和微生物,苦参根系内稳性较弱,对于外源养分的输入比较敏感。(3)施肥处理下,植物根系养分与土壤及土壤微生物之间相关性较强,因此可通过根系敏...     

秸秆不同还田方式对紫色土微生物量碳、氮、磷及可溶性有机质的影响

以广泛分布于西南丘陵区的紫色土为研究对象,通过田间微区试验,研究了油菜/玉米轮作下秸秆不同还田方式对紫色土微生物量碳、氮、磷和可溶性有机质的影响,以期为秸秆在农业生产上的综合利用提供理论依据。结果表明:秸秆直接还田(CS)、生物质炭还田(BC)、秸秆+促腐剂还田(CSD)和秸秆1∶1配施生物质炭还田(CSB)均有效提高土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)、磷(SMBP)含量,其中以CSD处理的微生物量碳、磷最高,分别比CK(单施化肥)增加了46.32%,94.09%;CSB处理的微生物量氮最高,其次为CSD处理,分别达到了104.47,104.14mg/kg。对土壤可溶性有机质而言,除BC处理外,其他秸秆还田处理下土壤可溶性有机碳(DOC)提高了63.26%~189.46%,其中CSD处理最高,达72.74mg/kg;与CK处理相比,秸秆不同还田方式显著降低了土壤可溶性有机氮(DON)含量,但4种处理的土壤可溶性有机磷(DOP)均有提高,特别是CSD处理对土壤可溶性有机磷的提高效果最佳。与CK处理相比,秸秆不同还田方式降低了土壤DON/TN,但有效提高了SMBC/SOC(除BC处理),其中CS和CSD处理的提高效果显著,同时CSD处理的DOC/SOC和SMBN/TN值最高,分别达到了0.49%和7.66%。秸秆不同还田方式能有效提高作物产量,与CK处理相比,各处理的油菜和玉米产量分别提高了3.37%~7.01%和1.49%~3.92%,其中以CSD处理的增产效果最佳。因此,油菜/玉米轮作下西南丘陵山区紫色土最优的秸秆还田方式为秸秆+促腐剂还田,该还田方式下活性有机质含量最高,有利于提高土壤生产力。