福建冷浸田土壤微生物及养分特征分析

以福建省6个县14个不同水稻田土壤为材料,通过常规方法测定其养分状况与微生物数量,比较冷浸田与非冷浸田土壤特征的差异.结果表明:(1)冷浸田与非冷浸田相比,有机质含量、有效P含量、0～20 cm土层真菌数量差异均达显著水平,冷浸田有机质含量较高,有效P含量和0～20 cm土层真菌数量较低.(2)冷浸田土壤中细菌、真菌和放线菌三者之间无显著相关性,而非冷浸田土壤三者间均呈明显的正相关.(3)土壤真菌与土壤有机质呈显著负相关,与有效P呈显著正相关;放线菌与有效P呈显著正相关;土壤真菌、放线菌数量随着土层的加深显著减少;与细菌相比,土壤真菌和放线菌更易受到土壤理化因子的影响.     

石砌深窄沟长期排水对冷浸田土壤 C、N、P化学计量及酶活性的影响

通过连续30a的冷浸田开沟排水定位平台,研究石砌深窄沟改造冷浸田不同离沟距离的土壤 C、N、P生态化学计量学特征及土壤酶活性。结果表明,离沟5、15、25m 位点土壤,与典型冷浸田位点（离沟75m 位点,CK）相比,土壤全 C、全 P含量均呈下降趋势。离沟5、15、25m 位点土壤 C／N 值分别较 CK 降低2．56、1．03、0．91个单位,差异均显著。过氧化氢酶、转化酶活性变化趋势与 C／N 值一致,5～25m 位点二者分别较CK 降低0．3％～10．0％、36．6％～62．5％;而脲酶、酸性磷酸酶、硝酸还原酶活性与 CK 相比均呈上升趋势,且过氧化氢酶、转化酶活性随着离沟距离的增加而提高,酸性磷酸酶、硝酸还原酶则随离沟距离的增加而降低。土壤 C、N、P含量间存在显著相关性,但三者与土壤酶无显著相关,而土壤 C／N 值与脲酶、磷酸酶及硝酸还原酶呈显著相关。上述说明,C／N 值较单一的有机碳与全 N 指标更能体现土壤酶间的关系,土壤 C／N 值可作为冷浸田改造效果评价的一个参考指标。     

冷浸田地下水位与农田小气候生境特征研究

以福建闽侯典型冷浸田为例,通过连续两年定位监测比较的方法,研究了同一小流域冷浸田与非冷浸田(灰泥田)地下水位与农田小气候生境特征及其差异。结果表明,灰泥田地下水位常年波动较大,且主要发生在地表之下0-50cm,而相应的冷浸田地下水位波动较小,主要分布在地表之上10-40cm,较灰泥田常年平均高出49.3cm。冷浸田地下水还原性物质总量是灰泥田的2.8倍,Fe2+则是灰泥田的1.8倍。冷浸田光合有效辐射年均值较灰泥田降低26.9%,达显著差异水平。冷浸田单季稻生育期(6-10月)平均地表温度、5cm地温、10cm地温、15cm地温分别比灰泥田低0.4℃、0.4℃、0.5℃、0.6℃,尤其是9-10月的抽穗灌浆期地温与灰泥田差异进一步加大;其单季稻生育期平均气温均也较灰泥田低0.6℃。山垄冷浸田地下水位高并伴随强还原性、较低的光合有效辐射与水稻生育后期地温下降较快是区别于非冷浸田的重要生境特征,这可能是冷浸田生产力低下的综合原因。基于冷浸田生境特征,从工程与农艺措施等方面提出治理利用对策。     

外源物对冷浸田土壤亚铁量及水稻产量的影响

为改善水稻植株性状及提高产量,针对冷浸田土壤亚铁量过高对水稻产生毒害,利用6种不同外源物(米糠、石灰石粉、白云岩粉、硫酸锌、二氧化硅和聚乙烯醇)消减冷浸田土壤,测土壤的亚铁含量与水稻产量。结果表明:与空白相比,各处理均明显消减冷浸田土壤亚铁量,减幅为10.96%~38.89%,以米糠处理土壤亚铁消减量最大,水稻产量8192 kg/hm2最高(增幅为21.69%),其次是聚乙烯醇处理水稻产量7896 kg/hm2(增幅17.29%)。亚铁量与水稻有效穗、产量呈极显著负相关,决定系数分别为R2=0.977和R2=0.754。表明,铁毒是冷浸田中制约水稻生长的主要障碍因子,米糠处理冷浸田土壤亚铁量消减作用最大,水稻产量最高,有效穗最多,可以作为改良剂。     

改良剂对冷浸田土壤团聚体稳定性的影响

采集冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤,设置不添加任何物质和分别添加白云石粉、生物炭、粉煤灰、聚丙烯酰胺和混合改良剂等6个处理,在持续淹水和干湿交替2种水分管理下进行室内模拟培养试验。测定培养后第30、90、180和360天土壤团聚体分布及其水稳性。结果表明:在干湿交替条件下,改良剂对冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤团聚体的形成有促进作用,并随着培养时间的延长逐渐增强,达到180d时基本稳定;在持续淹水条件下,改良剂对2种类型冷浸田土壤团聚体的形成具有短暂促进作用,且不稳定。在几种改良剂中,粉煤灰和混合改良剂(粉煤灰+生物炭+聚丙烯酰胺)对2种类型冷浸田土壤大团聚体形成均表现促进作用。     

福建省冷浸田形成、障碍特性及治理利用技术研究进展

冷浸田为福建省主要的中低产田,结合国内已有研究成果,介绍了福建冷浸田分布、分类与形成机制,阐明障碍特性,探讨各种综合治理利用技术,提出冷浸田发展演变规律及今后研究展望.     

冷浸田土壤还原性有机酸动态及与水稻生长的关系

低产冷浸田在江南稻区分布广泛。在福建闽侯县单季稻生育期,比较分析冷浸田与同一微地貌单元内非冷浸田水稻根系土壤的还原性有机酸种类、浓度、动态及与水稻生长的关系。结果表明,冷浸田还原性有机酸主要以草酸为主,占有机酸总量的80%以上。垄口与垄中地形分别发育的冷浸田水稻各生育期有机酸均显著高于对应的非冷浸田。随着生育期的进程,有机酸与亚锰呈递增趋势,而亚铁呈递减趋势。还原性有机酸与水稻生物量及籽粒产量均呈显著负相关,回归方程表明,还原性有机酸对籽粒产量的障碍贡献要高于亚铁而低于亚锰。     

石灰岩山地不同植被类型土壤活性有机碳变化研究

对徐州石灰岩山地4种不同植被类型中的两种土壤活性有机碳的含量进行研究,结果表明:微生物生物量碳(SMBC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量在针阔混交林、落叶阔叶林、针叶林、灌草地4种不同植被群落中均随灌草地向林地变化而呈现上升趋势。其中,微生物生物量碳在4种不同植被群落中的变化趋势为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林>灌草地;水溶性有机碳在4种不同植被群落中的变化趋势为落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草地。两种土壤活性有机碳与总有机碳、全氮和pH值等主要生态因子的相关性均达到显著水平或极显著水平。在徐州石灰岩山地地区,与当地大面积栽植的侧柏相比,落叶阔叶林和针阔混交林可作为更好的替代树种,能够有效地改善土壤肥力状况。     

增施中、微量元素肥料对冷浸性田水稻产量影响研究

在冷浸田上研究施用化肥与不施化肥以及在施用化肥的基础上增施单一的中、微量元素和复合微量元素对冷浸田水稻产量和养分吸收的影响。经2年的研究结果表明:全部施肥措施均能有效地提高水稻对养分的吸收和水稻产量水平。施肥比不施肥(CK)增产5.8%～40.7%。在100%化肥的基础上,增施锌和硫肥,水稻的产量增加5.3%～26.7%。增施锌肥,氮、磷、钾的利用率增加明显;但增施硫肥,效果不明显。综合产量和对养分利用率增施量微量元素的效应为:100%化肥+硫酸锌>100%化肥+氧化锌>100%化肥+硫磺>100%化肥>对照(不施肥)。     

长期施肥对稻田土壤活性有机碳和氮的影响

土壤活性有机碳、氮是土壤有机碳、氮中最活跃的组分,在土壤碳、氮循环过程中具有重要作用。以湖南3个长期定位试验点(桃源、宁乡、桃江)为研究对象,分析测定表层土壤MBC、MBN、DOC、DON,研究长期施肥对土壤活性有机碳、氮(MBC+DOC,MBN+DON)的影响。结果表明,长期施用化肥及配施有机肥均能提高土壤活性有机碳、氮的含量。与对应的无肥处理(CK)相比,长期单施化肥(NPK)使土壤活性有机碳、氮的提高幅度分别为3.3%~21.0%和3.3%~27.1%,长期有机肥施用提高幅度分别为48.7%~84.8%和17.9%~105.8%,且土壤活性有机碳、氮含量随有机肥施用量的提高而增加,3个试验点活性有机碳大小顺序为桃源>宁乡>桃江。土壤活性有机碳与土壤有机碳(SOC)的累积速率呈显著正相关关系(P<0.05),而与SOC的含量关系不大。桃源土壤粘粒含量较高可能是土壤SOC累积速率快的主要原因;宁乡和桃江的粘粒含量和有机碳投入量相差不大,桃江较高的初始SOC水平影响了SOC积累速率;桃源和宁乡试验点的土壤活性氮含量相差不大,约是桃江的1.8倍。与土壤全氮(TN)相比,全氮的积累速率与土壤活性氮的关系更为密切,两者间有极显著的相关关系(P<0.01)。     

元阳梯田土壤碳氮的垂直分布特性

 对元阳梯田3个海拔梯度［高海拔（1615~1682m）、中海拔（1532~1555m）和低海拔（1445~1468m）］表层土壤（0~30cm）碳氮组分的含量现状与分布特征进行了研究。结果表明：元阳梯田表层土壤有机碳（TOC）总体达到二级水平,而土壤全氮（TN）、pH值和微生物量碳氮(MBC,MBN)含量较低,土壤溶解性有机碳氮（DOC,DON）含量及其占土壤有机碳、全氮的比值较高,土壤易氧化碳（ROC）和轻组碳氮（LFC,LFN）含量处于中等水平。上述指标均呈现出随海拔的下降而降低的趋势,且元阳梯田土壤DOC,DON,ROC,LFC和LFN与梯田海拔之间呈显著正相关关系（P<005）。元阳梯田土壤TOC,TN,MBC,MBN及NH+4 N含量在3个海拔梯度之间均没有显著差异性;而土壤pH值、DON,ROC,LFC和LFN含量均在高海拔梯度显著高于低海拔梯度（P<005）     

短期免耕对稻田土壤活性有机碳库的影响

采用量化的方法研究了短期免耕对土壤有机碳库数量和质量的影响.结果表明,与翻耕相比.短期免耕处理没有引起土壤总有机碳和可矿化态碳的显著变化;但在水稻孕穗期免耕极显著地增加了土壤可溶性有机碳的含量,提高了可溶性碳库效率;在水稻收获时,免耕处理的易氧化态碳及其效率、微生物量碳、碳库活度、碳库管理指数是翻耕处理的1.21、1.19、1.14、1.30、1.33倍;水稻孕穗期及收获时.免耕处理土壤微生物代谢熵(qC02)显著比翻耕处理降低了0.11倍.可见短期免耕能引起土壤活性有机碳的显著变化,且微生物代谢熵(qCO2)和碳库管理指数更能灵敏地指示土壤有机碳库的变化.因而可作为评价土壤质量的重要指标.     

稻田土壤有机碳固定研究及其展望

土壤有机碳是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。我国农业土壤尤其是稻田土壤有机碳库的变化及其对陆地生态系统和大气CO2的源汇效应,对水环境质量和土壤肥力的影响,以及其在人类利用和管理与生态环境演变中的动态变化越来越受到重视。讨论了稻田土壤与旱地土壤有机碳固定的差异、有机碳在稻田土壤中分布、碳固定的可能机制及其施肥影响,并为进一步研究提出了展望。     

耕作措施对双季稻田土壤碳及有机碳储量的影响

针对不同耕作措施对双季稻田的固碳效应和固碳潜力问题,选择湖南省宁乡县的双季稻区试验点进行了有机碳、活性有机碳以及耕层有机碳储量的研究,以期为制定适合于稻田条件下的合理耕作方式提供理论依据。结果表明,耕作措施和秸秆还田对有机碳(SOC)和活性有机碳(AOC)含量均产生不同程度的影响。免耕处理下,有机碳和活性有机碳含量皆随土壤深度的增加而减少,土壤0～5cm的SOC和AOC的含量最高,且与其他层次达到显著性差异水平(P<0.05),具有明显的表层富集现象。与免耕相比,旋耕和翻耕则更利于5～10cm和10～20cm土层的有机碳和活性有机碳的积累。比较秸秆还田对SOC和AOC的影响表明,秸秆还田有效地提高了0～10cm有机碳含量,但对10～20cm并未产生显著影响,秸秆的输入并未增加土壤活性有机碳的含量。采用等质量方法计算了耕层土壤有机碳储量,结果显示旋耕秸秆还田使有机碳储量明显增加,而免耕只增加了土壤0～5cm和5～10cm土层有机碳储量,10～20cm有机碳储量有所降低,但耕作措施对有机碳储量的长效作用还有待于进一步研究。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量:不施氮(N0),推荐施氮(165 kg·hm-2,N165),习惯施氮(195 kg·hm-2,N195);秸秆配施氮肥:秸秆移除(CK),秸秆还田(移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S),秸秆还田+习惯施氮量(SN),秸秆还田+推荐施氮量(SF),秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂(SM);施氮时期:基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0(R1),5﹕3﹕2(R2),10﹕0﹕0(R3)。【结果】秸秆还田+习惯施氮量(SN)显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳(SMBC)含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量(DOC)显著降低。秸秆还田+推荐施氮量(SF)显著提高...     

无害化污泥施用对土壤有机质、微生物量碳和氮含量的影响

合理施用无害化处理后的城市污泥是废弃物资源化利用的重要途径之一。本文采用小麦、玉米轮作的田间连续定位试验,研究了不同施用量的无害化污泥对华北沙化潮土土壤中有机质、微生物量碳和氮含量的影响。结果表明:施用无害化污泥0 t·hm-2(CK)、15 t·hm-2(A1)、30 t·hm-2(A2)和45 t·hm-2(A3)4种处理下,与CK相比,A3处理在小麦季和玉米季土壤有机质含量均得到显著提高(p0.05),其中小麦季土壤中有机质含量为17.45 g·kg-1,增加了30.91%;玉米季土壤有机质含量为26.52 g·kg-1,增加了80.53%。A2和A3处理对土壤微生物量碳和氮的提升也分别达到显著水平(p0.05),小麦季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到225.91 mg·kg-1和321.18 mg·kg-1,比CK处理分别增加144.20%和247.18%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到154.41 mg·kg-1和190.75 mg·kg-1,分别增加29.19%和59.60%;小麦季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达13.53 mg·kg-1和23.92 mg·kg-1,比CK处理分别增加95.52%和245.66%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达29.50 mg·kg-1和30.71 mg·kg-1,比CK处理分别增加40.08%和45.82%。在小麦和玉米轮作周期,随无害化污泥施用量的增加,土壤有机质含量、土壤微生物量碳和氮的含量均得到有效提高;土壤有机质、微生物量碳和氮的含量分别与无害化污泥的不同施用量呈正相关关系。     

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳、 氮分布和微生物生物量的影响

【目的】研究不同施肥处理对红壤水稻土水稳性团聚体组成、不同粒级团聚体中有机碳、氮含量与分布及土壤微生物生物量碳氮含量的影响,为揭示施肥对土壤肥力形成演变的影响机制提供重要理论依据。【方法】依托鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站已进行了20年的长期定位试验,试验包括9个处理：对照（不施肥,CK）、有机质循环（C）、化学氮肥（N）、氮肥+有机质循环（NC）、化学氮磷肥（NP）、化学氮磷钾肥（NPK）、化学氮磷钾肥+有机质循环（NPKC）、化学氮磷肥（NK）和化学氮磷钾肥+1/2秸秆回田（NPKS）。采集各小区耕层土壤,利用湿筛法得到不同粒级水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳、氮含量及土壤微生物量碳、氮含量。【结果】长期不同施肥处理对＞2 mm团聚体含量影响最大,与对照相比,施用有机肥的处理（NC、NPKC、C）该粒级团聚体含量分别提高了37.0%、22.6%和33.2%。各施肥处理下,有机碳、氮在1—2 mm团聚体中含量最高,在0.053—0.25 mm团聚体中含量最低,＞0.25 mm大团聚体比＜0.25 mm微团聚体含有更多的有机碳、氮。有机肥的施用显著提高了各粒级团聚体中有机碳、氮的含量,NC处理各粒级团聚体中有机碳、氮含量均最高,与对照相比,各粒级有机碳提高了17.0%—34.6%,全氮提高了25.8%—48.3%。0.25—1 mm和＞2 mm粒级团聚体对全土有机碳和全氮的贡献率最大,前者贡献率分别为22.1%—30.3%和23.3%—33.7%,后者贡献率分别为24.7%—37.3%和25.5%—38.0%。不同施肥处理间土壤微生物量碳、氮含量也有显著差异,与对照相比, NC、NPKC和C处理微生物量碳提高了122.1%、127.0%、94.0%,微生物量氮提高了92.0%、43.1%、91.1%。＞2 mm团聚体含量与全土有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮含量及水稻产量呈显著或极显著正相关,＜0.053 mm团聚体则与之呈显著或极显著负相关。【结论】水稳性大团聚体是土壤有机碳、氮的主要载体;有机肥的施用显著提高了水稳性大团聚体及其中有机碳、氮的含量,是改善土壤团粒结构,提高红壤生物功能和生产力的有效措施。     

有机碳源对水稻土中微生物铁还原特征的影响

水稻土中的Fe(Ⅲ)还原过程是微生物介导的生物学过程,是地球化学循环中重要的一部分。为了探讨不同的电子供体对水稻土异化铁还原过程的影响,采用厌氧泥浆的培养方式,向水稻土中添加葡萄糖、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠作为碳源,定期测定Fe(Ⅱ)的累积量和pH变化,并用Logistic方程对结果进行拟合分析。结果表明,供试的4种水稻土均能较好地利用葡萄糖、丙酮酸盐和乳酸盐还原Fe(Ⅲ),而乙酸盐则不同程度的抑制了铁还原过程的发生,特别是吉林水稻土添加乙酸盐后,这种抑制作用更明显。4种水稻土添加丙酮酸盐的处理具有最大铁还原速率(Vmax),并且达到最大铁还原速率的时间(TVmax)最短。不同来源水稻土微生物在利用碳源时具有一定的选择性。影响不同水稻土铁还原潜势的主要因素是水稻土中无定形铁的含量,土壤全磷含量过高时对铁还原过程也有一定的抑制作用,添加碳源后体系pH同Fe(Ⅱ)累积量之间表现出显著负相关。