施用有机肥提高黑土土壤酶活性、增加细菌数量及种类多样性

为研究有机肥施用量对黑土土壤酶活性及细菌群落的影响,明确黑土细菌群落变化与有机肥施用量的相关性,从而为调节土壤微生物群落结构,改善其生态功能提供科学依据。设置不施有机肥(CK)、有机肥施用量15 000(YJ1)、22 500(YJ2)、30 000(YJ3)、37 500(YJ4)和45 000 kg/hm~2(YJ5)6个处理,通过连续2年田间试验,研究土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性以及细菌群落多样性的变化规律。施用有机肥能够提高土壤蔗糖酶(26.3%～56.6%)、脲酶(5.8%～56.4%)、过氧化氢酶(0%～17.7%)、碱性磷酸酶的活性(7.4%～43.6%),YJ2处理酶活性较高;施用有机肥提高了黑土土壤变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,并降低了放线菌门相对丰度。过氧化氢酶和蔗糖酶活性是影响细菌群落多样性较大的因子。施用有机肥可不同程度增加细菌数量和种类多样性,进而使土壤系统向稳定健康的方向发展。     

施用蚯蚓粪对杨树苗根际土壤生物学特征的影响

通过盆栽试验,研究了CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)处理对一年生欧美I-107杨根际土壤微生物数量、酶活性、根系建造水平及理化性状的影响。结果表明,VC+CF处理有利于协调土壤C/N比,并且化肥的施入补充了土壤中氮的消耗,从而明显提高了根际土壤中微生物数量及脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,其中细菌数量分别比CK,CF和VC处理提高165.99%,67.34%和31.73%,蔗糖酶活性分别提高90.37%,45.31%和32.34%。施用蚯蚓粪有利于杨树苗细根的生长,但对地上部的增长速度显著快于地下部。此外,VC+CF处理使根际土壤pH值明显降低,显著增加了根际土壤中养分离子的有效性。与VC+CF处理相比,VC处理对根际土壤生物学特征的影响较小。因此,蚯蚓粪与化肥配施更好地改善了杨树苗根际区域的微生态环境。     

蚯蚓粪施用方式及用量对土壤入渗的影响

通过室内土柱模拟试验研究蚯蚓粪施用方式及施用量对土壤水分入渗过程的影响,试验设置了3种施用量(50 g·kg~(-1),75 g·kg~(-1),100 g·kg~(-1))和5种施用方式(0～10 cm混施、10～20 cm混施、5～8 cm层施、10～13 cm层施、15～18 cm层施),以裸土为对照,分别测定0～180 min的土壤累积入渗量、湿润锋深度以及入渗30 min后层施条件下不同土层的土壤含水率。结果表明:不同用量蚯蚓粪混施入0～10 cm土层后均可加快湿润锋迁移速率,但在10～20 cm混施方式下,75 g·kg~(-1)和100g·kg~(-1)用量会抑制湿润锋的下移;当蚯蚓粪以层施方式加入土壤时,75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)用量处理的湿润锋迁移速率明显减小,且湿润锋深度随施用量的增加而减小;10～20 cm混施蚯蚓粪处理的累积入渗量小于0～10 cm混施处理,而75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪施用于5～8 cm和10～13 cm深度时也可明显减小累积入渗量,但100 g·kg~(-1)蚯蚓粪层施时则对入渗过程无显著影响;用Kostiakov模型拟合土壤入渗过程得出,施加75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪均能够增加初始入渗率,10～13 cm和15～18 cm层施蚯蚓粪则对入渗率的减小具有延缓作用;层施50 g·kg~(-1)蚯蚓粪能够提高下层土壤含水量,但层施75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪则会使下层土壤含水量降低。     

长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性及土壤养分的影响

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对照相比,各施肥处理均可显著增加黑土和暗棕壤有机质和氮磷钾养分含量,提高土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,其中以化肥配施有机肥效果最为明显。土壤酶活性与土壤养分之间有很好的相关性,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著相关,黑土对施肥比暗棕壤对施肥更敏感。对不同土壤长期化肥配施有机肥均可为作物生长创造良好的土壤环境。     

荔枝园间作平托花生对土壤理化性质、酶活性和细菌群落结构及多样性的影响

研究荔枝间作平托花生对荔枝园土壤理化性质、酶活性及细菌多样性的影响,为荔枝健康栽培提供理论依据和技术支撑。分别选取荔枝/平托花生间作和荔枝单作模式下10～20 cm土层的土壤样本,测定酸性有效磷、全磷和速效钾等理化因子的含量以及蔗糖酶、蛋白酶和脲酶等酶活性,并在此基础上,利用Illumina MiSeq测序平台对荔枝/平托花生间作模式和荔枝单作模式下土壤的细菌群落进行16S rRNA V4～V5区检测。结果表明:与荔枝单作模式相比,在理化因子方面,荔枝间作平托花生模式下的速效钾含量极显著提高138.9%,碱解氮含量显著降低19.6%,pH稍降低但无显著差异性;在土壤酶活性方面,蔗糖酶、酸性蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶均极显著或显著提高;在土壤细菌群落多样性方面,Chao1、ACE和Simpson指数分别显著提高5.5%、5.2%和3.7%。在土壤细菌群落结构方面,两组样本的主要优势菌门为酸杆菌门、变形菌门、绿弯菌门和放线菌门;主要优势菌属为Gp1、Gp2、Gp3、Gp4、Gp6、芽孢杆菌属和Gaiella等菌属;间作后变形菌门、放线菌门、红游动菌属、Gaiella和黄杆菌属相对丰度明显提高,酸杆菌门、芽孢杆菌属和Gp2相对丰度显著降低。冗余分析结果表明,碱解氮、pH、全磷和有效磷是影响土壤细菌菌属结构的主要理化因子;单作模式的土壤细菌群落结构差异主要是由pH的变化引起的,而间作模式细菌群落结构主要受碱解氮的影响;此外,在酸杆菌门亚群中,Gp1、Gp2、Gp3及Gp7与pH呈正相关;Gp4、Gp5、Gp6与pH呈负相关;芽孢杆菌属与碱解氮呈正相关;Gaiella、红游动菌属和黄杆菌属等绝大多数菌属均与理化因子呈负相关。因此,荔枝园间作平托花生不仅能改善土壤理化性质以及酶活性,还能提高土壤细菌丰富度和多样性,促进荔枝根系对营养元素的有效吸收,为农民有效利用荔枝园行间空地、实现荔枝健康栽培探索出一条新的路径。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤细菌群落多样性的影响

为了研究黑土长期定位试验原状土整体搬迁对土壤细菌群落结构多样性的影响,采用PCR-DGGE及其特异性条带克隆测序的方法,对同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年土壤细菌群落结构进行研究。结果表明:细菌DGGE图谱中搬迁前后两个土层不同处理所有样品之间具有相似性,进一步对细菌DGGE图谱进行聚类分析可得,细菌群落结构在两个土层各处理中搬迁前后变化不大。再对细菌DGGE图谱主成分分析结果可得,在0~20 cm土层细菌各处理的分布虽然搬迁前和搬迁后产生分异,但在搬迁前后两年中处理间的分布规律相似,在20~40 cm土层搬迁前和搬迁后细菌的MNPK和NPK处理分布规律发生了变化。研究说明,搬迁前和搬迁后土壤中细菌群落结构受到耕作方式、植被类型、土壤肥力等的影响远大于搬迁的扰动影响影响。     

长期培肥对农田黑土土壤酶活性动态变化的影响

以黑龙江省农科院"黑土肥力与肥效长期定位试验"的农田黑土为研究对象,探讨了长期不同施肥处理对土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶和转化酶活性动态变化的影响.试验结果表明,长期施用有机无机肥处理能显著增加土壤酶活性,比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤脲酶活性分别平均增加7.99%、13.78%、18.25%;比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤磷酸酶活性分别平均增加23.63%、12.79%、29.72%;比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤脱氢酶活性分别平均增加21.12%、13.11%、27.32%.5种酶的相关分析表明,各种土壤酶活性之间呈显著正相关,表明土壤酶活性能有效地反映农田黑土在长期施肥条件下土壤质量的变化.     

蚯蚓粪与化肥配施对西瓜地土壤活性有机碳及酶活性的影响

[目的]探讨蚯蚓粪与化肥配施对西瓜种植的作用,为土壤培肥制度的建立及西瓜生产提供参考。[方法]以"黑彤K-8"为试材,通过大田试验研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(蚯蚓粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(蚯蚓粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(蚯蚓粪和尿素各提供50%的氮)等不同处理对土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)、酶活性和西瓜产量的影响。[结果]同N100处理相比,配施蚯蚓粪处理的高活性、中活性和活性有机碳含量均明显升高;M30N70处理的活性有机碳含量和CPMI显著高于其他处理,比N100处理分别高出30.10%和37.28%;同时,脲酶和蔗糖酶活性亦明显高于其它处理,其中蔗糖酶活性分别较CK,N100,M10N90和M50N50处理提高84.66%,62.33%,47.26%和22.46%。此外,M30N70处理的西瓜产量和肥料生产率最高,它可使西瓜产量分别比N100,M10N90和M50N50处理高出26.49%,13.34%,6.27%;M30N70处理的肥料生产率分别比N100,M10N90和M50N50处理高出166.50%,54.11%,21.37%。相关分析结果表明,运用土壤活性有机碳和碳库管理指数表征土壤酶活性、西瓜产量及肥料生产率的变化,比土壤总有机碳更具灵敏性。[结论]蚯蚓粪与化肥配施对西瓜生长具有显著的促进生长效果,其中3∶7比例配施的效果优于1∶9和5∶5比例。     

蚯蚓活动对生态滤池土壤酶活性的影响

通过构建蚯蚓生态滤池和无蚯蚓对照生态滤池的实验,研究了蚯蚓活动对生态滤池土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶)的影响以及酶活性的季节动态变化特征。研究结果表明,在0~20 cm的基质层,三种土壤酶活性随土壤深度的增加而减少;蚯蚓活动对生态滤池的基质酶活性有促进作,蔗糖酶和脲酶活性在蚯蚓作用下得到显著的提高,而碱性磷酸酶对蚯蚓活动的响应仅限于5~10 cm基质层;在试验期内,生态滤池内的蚯蚓数量及生物量受温度及土壤湿度的影响表现出较大的季节波动:夏季最高,春季冬季相对较高,秋季最低;三种土壤酶活性表现为相似的季节变化规律:秋季活性最高,而秋季和夏季的酶活性高于春季和冬季。蚯蚓活动对生态滤池基质土壤蔗糖酶活性和脲酶显著的促进作用,并间接影响了其对生活污水污染物去除效果。     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）、丰富度指数（S）和Shannon均匀度指数（E）均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74 mg glucose·g-1·（24 h）-1和1.15 mg NH3-N·g-1·（3 h）-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

蚓粪施用对土壤微生物特征以及酶活性的影响

通过将不同比例的蚓粪(0,5%,10%和20%)施用于菜园土,研究玉米种植期间蚓粪施用对土壤微生物学特征和酶活性的影响。结果显示:随着土壤中蚓粪比例的增加,土壤溶解性碳、碱解氮、速效磷含量明显增加,微生物生物量碳氮的含量显著提高,过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性增强(P0.05),其中20%蚓粪处理上述各指标含量和活性均为最高水平。与对照相比,蚓粪处理土壤的呼吸速率明显较高,特别是5%的蚓粪处理(P0.05)。另外,与对照相比,蚓粪处理的微生物生物量碳氮比和代谢熵差异不大(P0.05)。相关分析结果显示:土壤溶解性碳、碱解氮、速效磷与微生物生物量碳氮含量、转化酶、过氧化氢酶和脲酶活性变化呈显著正相关关系(P0.05)。多元数据分析结果进一步显示:与对照和5%的蚓粪处理相比,10%和20%蚓粪处理综合生物学特征差异显著,生物学综合质量较高(P0.05)。利用农业有机废弃物生产蚓粪,并选择适宜的蚓粪比例培肥土壤的技术具有一定的应用价值。     

不同覆盖栽培对马铃薯根际土壤细菌多样性、酶活性及化学性状的影响

为探讨不同覆盖栽培下冬作马铃薯根际土壤微生态环境变化的规律和增产机理,本研究采用高通量测序与传统土壤学相结合的方法,分析不同覆盖栽培[黑地膜覆盖(BFM)、稻草覆盖(RSM)和常规栽培(CK)]对土壤细菌群落结构多样性、酶活性、化学性状、马铃薯生长等方面的影响。结果表明,与RSM和CK相比,BFM提高了根际土壤细菌Chao1指数、生长前期变形菌门和生长后期的酸杆菌门、芽单胞菌门、芽单胞菌属及整个生育期鞘氨醇单胞菌属相对丰度;同时显著提高了整个生育期酸性磷酸酶活性、速效钾含量(除成熟期与RSM差异不显著)。苗期,BFM的土壤有机质、速效磷含量分别比RSM显著提高了28.45%、29.62%,比CK显著提高了13.29%、16.62%;块茎膨大期,BFM的土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别比RSM显著提高了18.71%、17.44%,比CK显著提高了158.32%、45.54%;BFM大薯率、产量分别比CK显著提高了20.15%、17.90%。相关性分析表明,土壤细菌多样性指数与碱解氮含量、速效钾含量、有机质含量、pH值呈正相关关系。综上,不同栽培模式根际土壤细菌多样性与酶活性相互影响,共同维持土壤质量;黑地膜覆盖能明显改善根际土壤微生态环境,提高土壤生物活性和养分有效性,促进植株生长发育,最终提高马铃薯产量。本研究为有效指导广西冬作马铃薯生产提供了理论依据。     

黄瓜连作对土壤微生物多样性和酶活性的影响

在相同管理措施下对日光温室黄瓜不同连作年限土壤微生物种类和数量以及酶活性的变化进行了分析。结果表明,随着连作年限的增加,土壤细菌数量和放线菌数量均呈先增加后降低的趋势,连作10 a时达到最高,随着连作年限的进一步延长又逐渐降低;真菌数量持续增加。土脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性均呈先增加后降低的趋势,在连作8～10 a时达到最大,土壤过氧化氢酶活性呈连续降低的趋势。在黄瓜生长季节,随着生育期的推移,3种土壤微生物的数量和5种土壤酶的活性均呈先上升后降低的趋势,3 — 4月份达到最大。     

沙化对高寒草地土壤碳、氮、酶活性及细菌多样性的影响

高寒草地沙化是青藏高原生态安全的严峻威胁,研究沙化过程中土壤碳氮和微生物变化有助于揭示驱动高寒草地沙化演替的生物学机制.以川西北沙化高寒草地为研究对象,分析了未沙化、轻度沙化、中度沙化和重度沙化程度下土壤碳氮、酶活性以及细菌多样性的变化.结果表明:中度和重度沙化显著降低了土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳、全氮、可溶...     

蚯蚓粪对豇豆土壤活性有机碳及微生物活性的影响

为探讨施用蚯蚓粪对豇豆土壤活性有机碳与微生物活性的作用效果,通过大田试验,研究CK(对照,不施肥)、CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对豇豆土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)、微生物量碳氮及微生物呼吸、代谢熵的影响。结果表明,与CF相比,施用蚯蚓粪处理的活性、中活性和高活性有机碳含量均显著升高。VC+CF的活性有机碳含量与CPMI明显高于其它处理,较CF分别高出30.38%和36.69;同时,微生物量碳、氮含量亦显著高于其它处理。此外,VC+CF还明显增强了土壤微生物呼吸作用,但降低了代谢熵,其中土壤微生物呼吸分别比CK、CF和VC提高64.91%、36.23%和16.05%,而代谢熵分别下降10.85%、9.06%和5.32%。与VC+CF相比,VC对豇豆土壤的影响作用较小。相关性分析表明,土壤不同程度的活性有机碳、CPMI与微生物活性之间呈显著或极显著的相关性,各指标之间具有密切的内在联系。综上所述,蚯蚓粪与化肥配施能明显提高豇豆土壤的活性有机碳含量,且能显著增强土壤微生物活性。该研究为豇豆的合理施肥提供了理论依据。     

灌溉方式对蔬菜栽培设施土壤黑碳的影响

采集连续13年定位灌溉试验的蔬菜栽培设施0~20 cm和20~40 cm两层土壤样品,测定总有机碳、黑碳和腐殖酸含量,探讨沟灌、滴灌和渗灌处理对土壤黑碳含量的影响及黑碳与其他形态土壤有机碳的关系。结果表明,各种有机碳组分含量均以0~20 cm土层最高;3种灌溉处理间0~20 cm和20~40 cm土层总有机碳、黑碳含量差异明显,总体上呈滴灌最高、渗灌次之、沟灌最少分布趋势;腐殖酸含量则为沟灌滴灌渗灌。在0~20 cm土层,总有机碳、黑碳、腐殖酸含量变化范围分别为21.15~25.53、5.30~7.59和3.64~5.75 g/kg;在20~40 cm土层,三者含量范围分别为11.62~17.55、3.39~5.40和3.54~3.83 g/kg。0~40 cm土层黑碳、腐殖酸占总有机碳的比例分别在22.81%~30.85%和16.60%~33.03%之间。土壤中黑碳与总有机碳之间具有极显著的相关性,而与腐殖酸不具有相关性。     

兽药磺胺间甲氧嘧啶对土壤呼吸及酶活性的影响

为评价兽药污染对土壤生态环境造成的潜在环境风险,采用室内培养的方法,研究了兽药抗生素磺胺间甲氧嘧啶对黄潮土土壤微生物呼吸及土壤酶活性的影响。结果表明,磺胺间甲氧嘧啶可显著影响土壤呼吸强度,抑制率和激活率分别可达72%和254%,药物对土壤酶活性的影响小于其对土壤呼吸强度的影响。在添加磺胺间甲氧嘧啶的前11 d,其对脲酶活性的影响主要以抑制作用为主;药物对蔗糖酶活性的影响较为明显,最大抑制和激活率可分别达到18%和30%;磺胺间甲氧嘧啶作用于过氧化氢酶和磷酸酶主要表现为激活效应,最大激活率分别为17%和25%。在试验浓度范围内,土壤微生物呼吸及酶活性的抑制率或激活率呈现一定的波动性。     

叶绿醇对铅污染土壤酶活性及土壤铅有效态影响

采用土培盆栽试验,研究了在铅污染土壤中添加叶绿醇对土壤酶活性和土壤铅离子有效态的影响,探讨了不同处理时间下叶绿醇对铅污染土壤的缓解作用。结果表明:短时间内在土壤中添加叶绿醇对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性具有促进作用,对土壤脲酶活性具有抑制作用,且每种酶对叶绿醇的敏感程度不同,其中碱性磷酸酶最为敏感;随着处理时间延长土壤中过氧化氢酶活性、脲酶活性和铅离子有效态降低,蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性显著升高;土壤重金属铅浓度为600 mg/kg时,叶绿醇浓度为50 mg/kg蔗糖酶活性最强,比空白对照组高出122.28%;当土壤中叶绿醇浓度为250 mg/kg时,土壤碱性磷酸酶活性最高,是空白对照组的251.61%。总之,在铅污染的土壤中添加叶绿醇后能改变土壤酶活性,降低土壤中铅的有效态,并且随着培养时间的延长,叶绿醇对铅污染土壤的修复效果逐渐降低。