氮素营养水平对小麦根际微生物及土壤酶活性的影响

在大田高产栽培条件下．研究了不同施氮水平对豫麦49-198根际微生物和土壤酶活性的影响。结果表明：豫麦49-198根系土壤蛋白酶活性和脲酶活性随生育时期推进均呈先上升后下降的变化趋势．蛋白酶活性、脲酶活性分别在拔节期和返青期达到最大值。在同一生育时期内，随着施氮水平的提高，蛋白酶活性呈先增加后降低的变化趋势．其中以N2（180kg／hm^2）处理的蛋白酶活性最高，但N4（360kg／hm^2）处理的蛋白酶活性仍大于对照N1（0kg／hm^2）；脲酶活性随施氮水平的提高呈上升趋势．以N4（360kg／hm^2）处理的脲酶活性最大。根际微生物总量随生育时期推进呈先增加后下降的趋势，在孕穗期达到最大值．开花期略有降低；在同一生育时期．随着施氨水平的提高，根际微生物数量呈先增加后下降的趋势，以N3（270kg／hm^2）处理的根际微生物总量最高．且各处理之间的差异都达到了显著水平。     

转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因抗病棉花的种植对棉花根际土壤酶活性的影响

本研究探讨了转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因的抗病棉花株系７p、２８p（双价载体）以及受体高代材料９７１８５、７９７０１的种植对根际土壤过氧化氢酶活性、蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性的影响。结果表明：整个生育时期抗病转基因棉花根际土壤的过氧化氢酶活性与其受体之间差异不显著（Ｐ＞０．０５）。另外,根际土壤的蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性在同一生育期内差异不显著（Ｐ＞０．０５）,而在不同的生育时期差异显著（Ｐ＜０．０５）。说明抗病转基因棉花的种植对根际土壤过氧化氢酶和蛋白酶几乎无影响,而根际土壤纤维素酶、脲酶、蔗糖酶活性的变化转基因抗病棉花与受体种植之间几乎没有影响,而在不同棉花株系和生育期之间产生一定的影响,这可能与不同基因类型以及生育期植株根部分泌物有关。研究初步表明转基因抗病棉花的种植对土壤微生态的影响不大。     

中药材龙胆GAP基地土壤酶活性的研究

分别采用硫代硫酸钠滴定法、高锰酸钾滴定法、TTC-脱氢酶活性测定法和磷酸苯二钠比色法测定龙胆GAP基地土壤中转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶和磷酸酶的活性。对不同月份、种植不同年生龙胆根际土及非根际土中酶活性的测定结果进行分析表明:土壤过氧化氢酶活性在6月份出现一较高值,脱氢酶活性较高时期在7月份,土壤转化酶活性较大值出现在7、8月份,磷酸酶活性则逐月增高至9月份达到最大值,土壤总体酶活指标极大值出现在8月份;随着龙胆种植年限的增加,土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性有所提高,而磷酸酶和转化酶活性没有明显变化,种植不同年生龙胆土壤中酶的活性随季节波动不尽相同。比较GAP基地龙胆根际土与非根际土中酶活性,土壤转化酶和过氧化氢酶的活性均表现为根际土非根际土,而土壤磷酸酶和脱氢酶的活性则为非根际土根际土;相关分析结果显示,过氧化氢酶活性与酸性及中性磷酸酶活性显著负相关;酸性、中性及碱性三种磷酸酶活性之间存在极显著正相关;总体酶活指标与转化酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性呈显著正相关。本研究完善了中药材龙胆GAP种植基地土壤酶的信息,为综合评价基地土壤肥力提供了科学数据,为药用植物龙胆的合理施肥、品质的提高提供了科学依据。     

不同土壤管理方式下幼龄柑橘根区土壤酶活性动态变化

以盆栽2年生纽荷尔脐橙为试材,研究了清耕、自然生草和间种绿肥条件下幼龄柑橘生长期内根区土壤酶活性的动态变化。结果表明,间种绿肥和生草能显著提高柑橘根际土壤脲酶和蛋白酶活性,但2种酶的峰值出现时间不同,脲酶的峰值出现在绿肥成熟期和压青后,而蛋白酶峰值出现在压青前,压青引起蛋白酶活性降低。生草和间种绿肥的柑橘根际土壤过氧化氢酶略高于对照,但3处理间无明显差异;压青会引起过氧化氢酶活性降低,随着绿肥压青后腐解,过氧化氢酶又开始回升。因此,柑橘园内间种绿肥要适时压青。     

大气O_3升高对小麦根际土壤微生物量和氮素转化酶活性的影响

通过开放式臭氧浓度升高试验平台(FAOE)对扬麦16(臭氧耐受品种)和烟农19(臭氧敏感品种)根际土壤氮转化相关酶活性进行研究。结果表明:臭氧熏蒸5年后,小麦根际蛋白酶活性未发生显著变化;敏感品种根际脲酶活性增高4.01%;氨氧化酶活性在敏感和耐受品种根际土壤中分别提高19.38%和203.66%,土壤NH_4~+和NO_3~-显著升高,但微生物量氮显著下降;硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别呈现下降和升高的趋势,这种变化在臭氧敏感品种土壤中更显著。冗余分析表明,全氮、臭氧和pH是显著影响这5种酶活性的最主要因素。试验的结果表明,在大气臭氧浓度升高条件下,小麦根际氮循环会在酶的调节下发生变化,可能会增加土壤氮素以温室气体N_2O和硝酸盐形式损失的风险,且臭氧敏感品种根迹土壤变化更显著。     

黄土高原旱地轮作与施肥长期定位试验研究 Ⅱ.土壤酶活性与土壤肥力

本文分析了长期试验土壤酶活性与土壤有机C、全N、有效P含量、主要微生物类群之间的关系。相关分析表明,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性随土壤有机C含量的增加而增加,蔗糖酶、过氧化氢酶活性与有机C之间的关系因施肥种类及种植方式的不同而不同;微生物数量仅真菌与脲酶、蛋白酶活性之间的相关性达到显著水平。除过氧化氢酶外,其它4种酶的活性均与当年种植冬小麦处理的产量存在显著相关关系。利用主成分分析与通径分析揭示了土壤酶活性与养分之间的内在关系及酶活性对土壤养分的影响。根据主成分分析结果,旱地土壤肥力状况用脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性作为综合评价指标优于过氧化氢酶与蔗糖酶。     

加硒和培养时间对土壤酶活性的影响

硒是重要的微量元素,土壤酶是土壤生物学性质和土壤肥力的重要指标。试验利用土壤加硒培养试验,研究了不同硒水平和培养时间对土壤过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶和淀粉酶活性的影响。结果表明,土壤加硒和培养时间对这几种酶活性有显著影响。土壤加硒50 mg kg-1时,对土壤过氧化氢酶和脲酶活性均具有显著抑制作用,土壤过氧化氢酶活性随培养时间延长而降低,而所有加硒水平下,培养30 d的土壤脲酶活性显著高于10 d和20 d。硒对土壤蛋白酶活性的影响随培养时间而变化,在培养10 d时,加硒水平在10 mg kg-1时,土壤加硒对蛋白酶活性具有促进作用,培养30 d时,土壤加硒则对土壤蛋白酶活性具有抑制作用。同对照相比,淀粉酶对加硒的反应不敏感。由此可见,硒对土壤酶活性的影响随硒水平和酶类型而异,土壤过氧化氢酶和脲酶应该是对硒反应比较敏感的酶类,而淀粉酶属于对硒反应不敏感的酶类。     

锌铬复合胁迫对大豆根际土壤酶活性的影响

为研究不同Zn、Cr复合胁迫对大豆根际土壤酶活性的影响,在盆栽条件下,采用添加外源Zn、Cr的方法,测定了大豆根际和非根际土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性。结果表明,不同Zn、Cr处理对大豆根际土壤脲酶活性有显著抑制效果,在Zn、Cr浓度分别为500、400 mg/kg时,大豆根际土壤脲酶活性为最低。随Zn、Cr浓度的增加,大豆根际土壤过氧化氢酶活性呈现先升高后降低的趋势,在Zn、Cr浓度分别为0、300 mg/kg时,达最大值,比对照提高14.80%;在Zn、Cr浓度分别为500、400 mg/kg时,仅为2.38 ml/(g·h),是最小值,比对照降低44.38%。随Zn、Cr浓度增加,大豆根际土壤蔗糖酶活性也呈现类似趋势,在Zn、Cr浓度分别为0、90 mg/kg时,达最大值3.65(mg/g·d),比对照提高9.87%;在Zn、Cr浓度分别为500、400 mg/kg时,达到最小值1.80(mg/g·d),比对照降低45.8%。同时结合偏相关分析结果发现,Zn、Cr对3种土壤酶活性均产生了协同抑制效应,且Zn的抑制作用大于Cr。     

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。     

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。     

不同施肥处理对西北半干旱区土壤酶活性的影响及其动态变化

在氮磷总用量一定的前提下,对春小麦不同生育期土壤酶活性的动态变化进行了研究。结果表明,在小麦生育期,休闲处理中转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性高于其它处理;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响较小;有机肥在增加土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶活性方面可以同样发挥无机肥的作用,秸秆或者秸秆与氮磷配合施用可以提高土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性,羊粪在增加表层土壤脲酶活性方面优于秸秆。在小麦生育期内土壤酶活性的动态变化不同。各处理中过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性分别在灌浆期或者收获期、收获期和分蘖期出现高峰,而碱性磷酸酶活性则在苗期或者灌浆期活性最高。     

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。     

不同肥料类型对土壤酶活性与微生物数量时空变化的影响

采用等氮技术进行原状土柱法试验,研究了不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量时空变化的影响。结果表明,柱栽条件下,不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量的时空变化有明显影响。不同土壤深度脲酶和蛋白酶总活性均表现为肥料配施>有机肥>尿素;土壤脲酶活性均随土壤深度的增加而下降,0~20 cm土层的土壤脲酶活性占全生育期1.2 m土层总活性的50%以上,0~40 cm土层占79%左右,在0~20 cm和20~120 cm的土层所占比例大致相当;不同土层的脲酶活性均在拔节期达到最高;在小麦生育后期,脲酶活性在不同土壤深度表现为升高的趋势。3种肥料类型处理不同土层的蛋白酶活性均在成熟期达到最大值,其次为拔节期,在拔节期和扬花期出现峰值,在抽穗期和灌浆盛期出现低谷,其最小值出现在灌浆盛期;土壤蛋白酶在20~40 cm和80~100 cm时出现峰值,并在20~40 cm土层时活性最高。3种肥料类型处理间比较,微生物数量均表现为肥料配施>有机肥>尿素。在同一土层中的细菌数量以苗期最大;真菌数量以抽穗期最大;放线菌随着小麦生育期的推进数量逐渐增加,成熟期达最大值。在小麦不同生育时期,以20~40 cm土层中的细菌、真菌和放线菌数量最大,0~20 cm土层次之,40~120 cm土层随土层深度加深数量逐渐减少。     

有机无机肥配施提高旱地麦田土壤养分有效性及酶活性

【目的】有机无机肥配施可显著提高土壤微生物活性,改善土壤养分供应状况。深入理解不同氮肥用量配施有机肥下土壤的生物化学性状,为充分发挥肥料效益,实现冬小麦高产稳产提供科学施肥依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在黄土高原南部半湿润易旱区连续三年进行了田间定位试验。采用裂区试验,设置5个氮肥用量 (N 0、75、150、225、300 kg/hm2),配施或不施有机肥 (30 t/hm2)。在冬小麦拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期,取0—20 cm土层样品,采用常规方法测定土壤养分和酶活性。在收获期,调查了冬小麦籽粒产量。【结果】1) 冬小麦产量以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理最高,且有机无机肥配施与单施化肥处理相比能够在减少19.1%的氮肥用量条件下,保证冬小麦产量稳产高产,此外在天气不理想的状况下,冬小麦的净收益也能保持在较高水平。2)在冬小麦的整个生育期,有机无机肥配施处理可显著提高0—20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮含量以及土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,与单施化肥处理相比分别增加18.2%、27.4%、149.3%、31.4%、27.6%、4.0%、4.7%、1.5%,但对过氧化氢酶活性无明显促进作用,且除了脲酶以施氮量N 300 kg/hm2配施有机肥的活性最高,其余指标均以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理效果最佳。3) 施氮量、有机肥、冬小麦生育期显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,施氮量和有机肥的交互效应显著影响碱性磷酸酶活性,施氮量和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,有机肥和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,施氮量、有机肥和冬小麦生育期三者的交互效应显著影响土壤蔗糖酶活性。4) 相关分析表明,土壤碱性磷酸酶与有机质间、脲酶与速效钾之间均未达显著相关水平,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶与有机质、全氮、有效磷、速效钾均呈显著或极显著正相关。【结论】土壤养分、酶活性和冬小麦产量之间密切相关,在施用有机肥30 t/hm2的基础上配施氮肥N 150 kg/hm2,有利于增强黄土高原南部半湿润易旱区冬小麦土壤生态系统的可持续性。     

不同耕作方式对旱地土壤酶活性动态的影响

结合中长期田间定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)以及秸秆还田(TS)处理下春小麦生长期内土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶等活性的动态变化趋势。结果表明:(1)各种酶的活性随着小麦生育期的变化呈现出明显的规律性变化,并且四种耕作方式下各种酶活性的变化趋势基本一致。土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现先上升,在灌浆期出现峰值后逐渐下降的变化规律。土壤脲酶和碱性磷酸酶活性呈现先上升,在拔节期出现峰值后逐渐下降,而在灌浆期到收获后又处于回升阶段。(2)在春小麦的各生育期:与T相比较,NT、NTS以及TS处理均可使土壤酶活性增加。     

土壤酶活性对大田单季种植转Bt基因及转双价棉花的响应

利用田间试验,以转Bt基因棉花Z30、转双价（Bt+CpTI）棉花SGK321及其相应的等价基因Z16、SY321作为供试对象,研究棉花种植后对土壤水解/氧化还原酶类活性的影响。结果表明,转Bt棉花及转双价棉花的种植对各种土壤酶活性的影响不一致,转Bt棉花及转双价棉花种植显著降低了土壤蛋白酶和脱氢酶活性(P 0.05)。转Bt棉花还显著降低了土壤脲酶活性(P 0.05);转双价棉花种植同时显著降低土壤磷酸二酯酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化氢酶和硝酸还原酶活性(P 0.05)。棉花品种及转基因行为（转入基因类型）均未给土壤酸性磷酸单酯酶和FDA活性带来影响;土壤芳基硫酸酯酶所受的影响主要来自于棉花品种自身。     

转基因玉米双抗12-5对根际土壤酶活性及 微生物多样性的影响

采用田间试验研究了转基因玉米瑞丰1号-双抗-12-5(RF1-12-5)种植对根际土壤酶活性、微生物群落的影响,可为RF1-12-5的环境释放和商业化应用提供科学的安全性评价数据支持。研究结果表明:①在5个生育期内,RF1-12-5与其非转基因对照品种瑞丰1号(RF1)根际土壤碱性蛋白酶、脲酶和酸性转化酶活性均没有显著性差异;RF1-12-5根际土壤过氧化氢酶活性在收获期、碱性磷酸酶活性在乳熟期显著低于RF1,其他生育期差异不显著。②在5个生育期内,RF1-12-5与RF1根际土壤微生物群落的Shannon多样性指数、McIntosh均匀度指数和Simpson优势度指数均不存在显著性差异,主成分分析未发现RF1-12-5与RF1根际微生物功能多样性存在规律性差异。