水稻土的微生物学特性(Ⅰ)华东华中主要类型水稻土中微生物数量及其活动性的研究

本工作就我国华东、华中地区一些主要类型水稻土进行土壤微生物区系(细菌,放线菌,真菌,嫌气性细菌,好气性非共生性固氮菌,硝化细菌,反硝化细菌,反硫化细菌和好气纤维分解菌等)分析,并测土壤氨化强度和呼吸作用强度,获得以下主要结果:1.水稻土中微生物区系数量分布与其他土壤一样,无论是细菌和放线菌,或者是真菌,都是主要集中于耕作层,犁底层数量突降,一般均为耕作层数量20—50%,心土中微生物更少。好气性细菌和嫌气性细菌之间的比值,随土层深度增加而增加。2.各主要类型水稻土耕作层中,每克土壤中细菌数量在300万—2,000万之间,放线菌处于10万—300万的范围内,真菌为0.7万—12万。3.好气性非共生固氮菌在江苏省内分布较广,数量也较多,除无锡的黄泥土(母质为湖积物)外,平均每克土壤数量为1000—10000以上。而江西省,除乐平的污泥土由于大量使用石灰,土壤已呈微碱性(pH7.5—8.0),合有较多固氮菌细胞(6000/1克土),其他土壤中固氮菌时有时无。湖北孝感的土壤中,固氮菌数量平均每克土中不足200个细胞。4.无论是什么地区,何种母质上发育形成的水稻土,在其肥力水平高的土壤中,细菌、放线菌和真菌数量均比肥力低者为多;生理类羣中的硝化细菌、氨化细菌、好气性非共生固氮菌和好气性纤维分解细菌也有同样的趋势,而反硝化细菌却适得其反。5.不同肥力的同一类型水稻土,肥力高者其氨化强度和呼吸强度较肥力低者为大,但是,土壤中生化作用强度的大小与其相适应的微生物类羣数量并不是简单的比例关系。6.深耕土壤,增施肥料,特别是有机肥料的施用,直接促使了水稻土中各类羣微生物数量增加,大大加强了土壤微生物的活动性。     

不同土壤改良剂处理对连作西洋参根际微生物数量、土壤酶活性及产量的影响

以北京地区连作西洋参为研究对象, 通过3种土壤改良剂(熟石灰、EM菌剂、沼液)随机区组试验对其土壤理化性状、酶活性、根际微生物区系及产量进行了系统研究。结果表明: 低浓度熟石灰、中浓度EM菌剂及高浓度沼液处理最有利于提高西洋参产量; 施加熟石灰处理后, 土壤微生物主要类群数量显著减少, 土壤pH显著升高, 并对土壤脲酶活性有明显抑制作用; 施加沼液和EM菌剂处理后, 土壤有效微生物菌群显著增加(P<0.05), 土壤有机质和营养物质含量也显著增加(P<0.05), 并对土壤脲酶和多酚氧化酶活性有一定的促进作用。相关性分析发现, 土壤微生物主要类群的数量与蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶活性均有一定的相关性, 其中, 土壤细菌数量与蔗糖酶、多酚氧化酶活性呈极显著正相关(r分别为0.895^**和0.808^**), 土壤真菌和放线菌数量与蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶活性呈极显著正相关(r分别为0.932^**、0.769^**、0.840^**和0.837^**、0.891^**、0.797^**)。另外, 土壤细菌数量与有机质含量呈极显著正相关(r=0.863^**)。表明连作西洋参根际微生物区系及土壤酶活性与土壤理化性状之间紧密联系, 通过施加不同土壤改良剂, 可以为耐连作种植西洋参提供适宜的土壤环境。     

太湖地区水稻土的物理特性与少免耕法的关系

本文从土壤物理特性和作物生长的关系探讨了耕作的要求.土壤水分能量特性可被机械扰动改变,这是导致土壤粘闭的重要原因.水稻土的含水量和有效水均以表土高,而下层低,含水量和容重成线性负相关(n=62,r=-0.909^**).土壤扰动可提高持水量,长年免耕在干旱年份可能会出现水分不足问题.土壤含水量、气容量和机械强度三者的变化相互联系.由三个因素决定的小麦生长最佳范围是在水分吸力0.02-0.5巴内,而田间持水量大于塑性限,所以秋季耕作必然导致土壤粘闭.免耕土壤的容重一般在1-1.25g/cm₃之间,是稻麦生长的较佳环境,所以水稻土本身存在适合稻麦免耕生产的条件.根据水稻和三麦分别52和23组次对比试验,水稻免耕增产19斤/亩,三麦49斤/亩,均达到极显著水平(p=0.01).平田地区连续三年免耕土壤不恶化,囊水型土壤第二年开始有变差趋势,但产量不减低.免耕有保护土壤结构的作用,但不利于结构发展.     

永久性及长期渍水的水稻土中铜的供给情况和铜肥的效果

本试验于1982年在皖南山地丘陵区进行,结果表明:1.永久性渍水的水稻土上用0.1%的硫酸铜沾秧根或0.5公斤/亩作基肥,对水稻均有明显的增产效果,增产幅度为5.2-41.4%,平均每亩增产稻谷45公斤.2.施铜增产的永久性溃水水稻土通常Eh更低(74mV);有机质分解缓慢而含量高(3.99%);有效铁含量也很高(317ppm);有效铜含最低(1.24ppm)3.铜与铁有显著的拮抗作用,即水稻植株中铜、铁含量有较好的直线负相关(r=-0.7725^**),土壤中有效Fe/Cu比值与植株体内的Fe/Cu比值有极好的直线正相关(r=0.9470).这二个Fe/Cu比值同样与施铜增产效果有极好的正相关(r=0.9308,r=0.9801),土壤Fe/Cu比值>120的8块试验田施铜均有增产效果.4.施用铜肥除了补充铜的不足外,同时还能减少水稻对铁的吸收,降低了水稻的Fe/Cu比值,减轻亚铁毒害,达到了增产的目的.     

石灰化水稻土的形成

石灰化水稻土在我国约有400多万亩。CaCO₃含量10—20%,CaCO₃/MgCO₃之比10—30不等。土壤板结,有石灰结核,有时形成石灰盘。土壤缺磷,少钾,有效态硼、锌、钼、锰也不足。是华南的一种中低产水稻土。石灰化水稻土中的钙主要来自年复一年的施用石灰和引灌含钙高的石灰岩溶洞水;石灰积聚的条件是土壤pH高,土壤CO₂分压低和通透性不良;根据土壤中石灰含量和¹⁴C测定估算,石灰化水稻土的形成至少有360年以上的历史。石灰化水稻土施用石灰不起中和酸性的作用。所以,必须停施石灰,增施有机肥以根本上改良这种土壤,在未改良前应对症施肥以提高产量。     

太湖地区典型水稻土大时间尺度下的肥力质量演变

2004年通过调查与第2次土壤普查(1982年)相对应地块的土壤性状,对太湖流域江苏省武进地区典型水稻土土壤肥力变化趋势及原因进行分析.结果表明:从1982年到2004年,该研究区主要的6类水稻土共198个取样点的有机质、全氮、速效磷、速效钾显著上升,而pH和CEC显著下降.各亚类水稻土,除小粉土和沙土肥力质量指数有较大幅度提高外,其他类型水稻土肥力质量指数增加不大.各亚类水稻土土壤肥力单因子质量指数变化趋向一致,即1982年各亚类土壤速效钾的单因子质量为最低,其中速效钾单质量指数最小的小粉土为1.48;2004年pH值的质量指数则为最小值,其中pH质量指数最小的白土仅为1.73;同时,各水稻土CEC单质量指数由第2次土壤普查时的2.91～3.0显著下降为2004年的2.14～2.93.因此土壤酸化并伴随盐基离子的淋失是限制研究区水稻土土壤肥力质量的关键因素.     

中性水稻土中的铁解及其影响

我们曾发现,苏州地区的某些水稻土的耕层土壤,pH值可低至5.0-5.5,有些土壤的交换性Ca/Mg比值亦明显下降^[2,3]。黄棕壤在添加有机物质并淹水培育后,使其交换性镁含量增加和交换性钙含量下降^[1],而试样的pH值与交换性钙镁总量之间,出现显著的正相关(r=0.837,n=10)。     

第四纪红土发育的水稻土微团聚体特性的初步研究

赣中丘陵地区广泛分布着由第四纪红土发育的水稻土,它是重要的产粮地区,也是低产田分布较广的地区。提高低产的红壤性水稻土的肥力,一向是大家所关心的问题,各有关单位做了不少的研究。关于红壤性水稻土的结构特性及胶结物质等曾有研究^[1,9],但对结构形成具有重要意义的微团聚体的特性及其与农业措施的关系,研究较少。土壤微团聚体质和量的研究,可分别土壤肥力的高低,也可阐明輪作、耕作和施肥等措施在培肥中的作用。作者^[4,6]曾进行中性水稻土有机矿质复合体的研究,在此基础上,本文拟就红壤性水稻土中微团聚体¹⁾的特性及其与土壤肥力的关系作一初步了解,为进一步开展这方面的研究提供线索。     

稻作制与有机肥对红壤水稻土微生物及酶活性的影响研究

长期定位试验研究稻作制和有机肥对红壤水稻土微生物数量及酶活性的影响结果表明 ,不同稻作制和有机肥施用量对土壤微生物组成和数量的影响不同。良好的稻作制和适量有机肥可提高土壤酶活性和土壤肥力。     

水稻土中有效硅的测定方法

以往采用pH4.0、1N醋酸缓冲溶液浸提法来评价水稻土中可给态硅的含量。这种方法所得结果往往偏高,而且与水稻的含硅量没有相关性。     

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土微生物和生物化学性质的研究

土壤微生物和生物化学性质是农业土壤生产力的重要指标.该文研究了湖南省双季稻种植区不同生产力水稻土微生物种群数量和生物化学性质的差异.不同生产力水稻土样品采自湖南省东部、中部和西北部8个水稻主产县,测定了高产、中产和低产水稻土的微生物种群数量、微生物生物量C(SMBC)、微生物生物量N(SMBN)、土壤呼吸、代谢熵(qCO2)、脲酶、磷酸酶、转化酶、脱氢酶、土壤有机C(SOC)、全N(TN)、全P(TP)、全K(TK)、有效N(AN)、速效P(AP)、速效K(AK)和稻谷与稻草产量.结果表明,高产水稻土的细菌、真菌、放线菌数量和微生物生物量C、N与中产水稻土无明显差异.SMBC、SMBN含量和土壤脲酶、转化酶、脱氢酶活性与细菌、真菌和放线菌的变化规律基本相似.由于湖南省植稻区施用磷肥有近50年历史,土壤磷素含量较高,导致不同生产力水稻土之间的磷酸酶活性没有差异.细菌和放线菌与SOC、TN、TK、AN含量之间相关性最好.脲酶和转化酶活性与土壤SOC、SMBC、SMBN、TN和AN含量之间的相关性最好.高产水稻土与中产水稻土之间在微生物性质上差异很小,中产水稻土只要加强田间管理措施,可以达到高产水稻土的产量目标.目前低产水稻土的微生物性质和生物化学性质较差,应注意有机肥料和无机肥料的合理施用,重视低产水稻土的改良,提升这类土壤的生物质量.     

水稻土的水理性质与土壤耕作的关系

最近的研究工作证明^[10,13,18]生长与土壤物理环境有密切关系.一般水稻土有水、旱两作过程,土壤随着淹水、排水和落干的变化相应地发生膨胀、分散、凝聚和收缩.水稻土的物理环境不是固定不变的.     

水稻田中产甲烷菌数量和优势种

采用改良的亨格特(Hungate)厌氧技术,用MPN法和滚管法同时测定水稻不同生育期土壤中的产甲烷菌数量有明显差异,在混合基质中生长的产甲烷菌数量,早稻在分蘖末期数量最高,可达3.6×10¹⁰个/克干土;在H₂和CO₂生长的产甲烷菌数量,晚稻在分蘖盛期明显增高,到乳熟期可高达3.1×10¹¹个/克干土;在甲酸钠和乙酸钠基质中生长的产甲烷菌数量,晚稻在分蘖盛期较高,分别达3.7×10⁸个/克千土和1.2×10⁸个/克干土;在甲醇基质中生长的产甲烷菌数量,晚稻在各生育期差异不显著。不同深度土壤中产甲烷菌数量无显著差异。施用有机肥料在一定程度上可促进产甲烷菌数量的递增。水稻土中占优势的产甲烷菌种群为甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicicum)、马氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)和巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)。     

长期冬种绿肥对红壤性水稻土微生物特性及酶活性的影响

以农业部衡阳红壤环境重点野外科学观测基地长期冬种绿肥稻田为平台,研究了双季稻种植区长期冬种绿肥下红壤性水稻土微生物特性及酶活性与土壤质量的关系,阐明了长期冬种绿肥翻压下土壤健康的微生物指标功能。研究分析了26年冬种不同绿肥的红壤性水稻土微生物学参数之间的差异及其提升土壤肥力的作用,结果表明,与冬季休闲处理相比,长期冬种绿肥翻压处理的微生物种群数量、微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)、土壤呼吸、脲酶、转化酶和脱氢酶活性都有所提高,代谢熵(qCO2)降低,以长期冬种紫云英翻压处理效果最明显。微生物种群数量、SMBC、脲酶、脱氢酶与土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、缓效钾(SLK)和速效钾(AK)呈显著或极显著相关;TOC,TN,AN,SLK,AK,微生物种群数量,脲酶、转化酶、脱氢酶活性与水稻产量呈显著正相关关系。长期冬种绿肥翻压能明显地改善红壤性水稻土的微生物特性与酶活性,提高土壤肥力。     

亚铁对水稻土中尿素氮去向的影响

生产实践和研究表明^[1,2],土壤中还原物质积累过多,常是直接或间接导致潜育性水稻土上水稻生长不良和产量较低的原因之一。Fe⁺⁺又是土壤还原物质的主要成分。因此,我们曾于1981年以施用Fe⁺⁺、葡萄糖、紫云英的方法,模拟田间土壤还原条件,进行了水稻盆栽试硷,对潜育性水稻土中N素供应特性及N素平衡作了初步研究^[3]。试验表明,施入亚铁使水稻明显减产,但却促进了水稻对化肥N素的吸收利用,减少了N素的损失。为了进一步摸清和验证施入Fe⁺⁺对水稻土中尿素N素平衡的影响,1982年继续进行了这项工作。     

水分状况对紫色母岩发育的水稻土团聚体及有机碳分布影响

在紫色丘陵区采集了因水分状况影响而形成的4种类型紫色水稻土土样,利用湿筛法获得不同粒径的团聚体,分析了其有机碳和不同土壤发生层中易氧化碳、微生物生物量碳和水溶性碳含量。结果表明,A层土壤中>2 mm的团聚体以潜育型水稻土和渗育型水稻土最高,分别占76.65%和75.92%,其次是潴育型水稻土占43.86%,淹育型水稻土只有13.10%;不同土壤发生层间土壤团聚体的组成也存在较大的差异;除潴育型水稻土的P层外,其余各层土壤的有机碳53.7%~96.2%均分布在>0.25 mm团聚体中;潜育型水稻土的微生物生物量碳和易氧化碳含量在4种水稻土中最高,分别为282.5 mg kg-1和6.59 g kg-1,水溶性有机碳则以渗育型水稻土最高;有机碳含量与>2 mm团聚体含量呈极显著正相关关系,与<0.25 mm微团聚体数量呈显著负相关关系。     

我国南方水稻土供硅能力的研究

硅肥对水稻的增产作用,在日本早就有了肯定的结果^[1]。近年来试验证明,在我国南方部分土壤上,水稻施用硅肥有增产效果^[2]。为了明确水稻施用硅肥肥效和土壤类型之间的关系,提出我国南方水稻施用硅肥有效的土壤和植株指标,本文对我国长江以南主要类型水稻土供硅水平的研究进行了总结。     

不同铵态氮水平对水稻根际固氮活性的影响

本试验观察了在杭州生态条件下土壤中不同NH₄⁺-N水平对水稻根际固氮活性的影响。试验的结果表明:1.NH₄⁺-N肥在一定时间内对水稻根际固氮活性具有明显的抑制效应,施用量越大,其抑制作用越严重。土壤速效氮浓度与水稻根际固氮活性之间呈高度(或中度)负相关,不同生育期两者的相关系数r值在-0.4288—0.9945之间。2.土壤速效氮对水稻土柱固氮活性抑制的起始浓度为20ppm。3.NH₄⁺-N对水稻根际固氮活性的抑制时间随施用量而不同,低氮区在20天左右,中氮区和高氮区在25—30天左右。此后施氮区对水稻根际固氮活性具有促进作用。     

沤田型水稻土真菌生态的研究

沤田型水稻土多分布于湖滨、海滨及江河两岸的圩田中央,丘陵地区下部或某些局部低洼地区,分布范围很广,面积也大,江苏、福建、广东、广西等省均有.这类土壤地下水位高,积水难排、通气性差、还原势高、不利于土壤中为数最多的需氧性微生物的发育,因此微生物数量少、活性低、土壤中的有机物质难以彻底分解,是我国低产水稻土的主要类型之一.     

江西地区红壤性水稻土形成的特点

红壤性水稻土是我国中亚热带地区的主要水稻土类型。根据江西省土壤普查的初步统计资料(1960),总面积约占全省水稻土的50%以上。红壤性水稻土基本性质的研究,已经累积了许多资料^[1]。侯光炯和马溶之首先从形态发生的角度、研究了江西南昌地区某些红壤性水稻土的特性,以及形成过程中物质移动的淀积特征^[2]。