轮作模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样和设施土壤土壤微生物区系和土壤酶活性分析,研究结果表明,与连作相比,花一花轮作最有利于增加土壤细菌、放线菌数量,降低真菌数量,提高土壤酶活性,花-菜轮作次之,菜-菜轮作模式效果最差。轮作能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落的多样性和稳定性的提高,最终改善了土壤的微生态环境。     

长期轮作与施肥对土壤主要微生物类群的影响

根据长期田间试验,对施肥、作物、种植方式等对土壤细菌、真菌与放线菌含量的影响进行分析.结果显示施肥,特别是施有机肥明显提高土壤微生物数量,玉米、苜蓿与冬小麦连作不同施肥土壤细菌数量相对休闲地变幅在-197.04×105～+187.07×105个/g土,真菌在-6.08×103～+36.57×103个/g土,放线菌在-47.21×104～+301.4×104个/g土.轮作系统不同施肥处理真菌与放线菌数量高于休闲地.在施氮磷化肥条件下不同作物轮作,苜蓿与糜子对细菌有相对抑制作用,对真菌与放线菌有促进作用,红豆草抑制放线菌促进细菌,豌豆对三类微生物均有抑制作用.     

茄子与香蕉轮作配施生物有机肥对连作蕉园土壤微生物区系的影响

连作现象在香蕉生产上非常普遍,而长期连作会导致严重的连作障碍。本文针对香蕉连作障碍,选择连作香蕉13年的地块,采用常规方法结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,在田间条件下研究了轮作茄子配施生物有机肥对高发枯萎病连作蕉园土壤可培养微生物数量、土壤化学性状以及土壤细菌群落结构的影响。结果表明:与连作香蕉相比,轮作茄子处理可显著降低可培养尖孢镰刀菌数量,使其数量从种植初的10~4 cfu·g~(-1)(干土)下降到10~3 cfu·g~(-1)(干土),同时提高了土壤p H,增加了土壤有机质、速效钾、碱解氮含量。无论是轮作还是连作种植模式,与配施普通有机肥相比,配施生物有机肥对可培养尖孢镰刀菌、真菌和细菌数量影响均不显著;但在轮作模式下,施用生物有机肥处理的细菌数量与真菌数量比值(B/F,381.2)显著高于配施普通有机肥处理(270.3)。PCR-DGGE分析结果表明,轮作茄子配施生物有机肥显著改变了土壤细菌群落结构,增加了细菌丰度、稳定性和多样性,其中多样性指数(Shannon-Wiener指数,3.22)较连作香蕉配施普通有机肥处理(2.89)显著增加。以上结果表明,茄子与香蕉轮作有利于连作蕉园土壤的微生态环境,同时轮作配施生物有机肥效果更优。     

种植方式对玉米不同生长期土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨玉米不同种植方式下土壤微生物群落功能多样性的差异,进行田间定点试验,采用Biolog方法分别研究了4行轮作、4行连作、8行轮作和8行连作的种植方式对玉米种植前、拔节期、抽穗期和收获期土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:4种种植方式的土壤微生物均在种植前代谢活性最弱、功能多样性最低,在玉米抽穗期土壤微生物代谢活性最强,功能多样性最高。在种植玉米前,轮作的土壤微生物代谢活性和功能多样性高于连作,8行轮作和4行轮作土壤微生物的物种多样性指数分别比相应的连作高22.93%和11.42%;4行轮作的土壤微生物物种多样性指数比8行轮作低3.17%,而4行连作比8行连作高6.83%。在玉米拔节期、抽穗期及收获期连作土壤微生物功能多样性略高于轮作,且有4行连作大于8行连作的趋势,但差异均未达显著水平。种植前,4种种植模式的土壤微生物对6大类碳源的利用程度整体上都较低,降解碳水化合物类、羧酸类和聚合物类碳源的微生物是种植方式影响的主要土壤微生物类群;随着玉米的生长,土壤微生物对6大类碳源的利用都逐渐增强,玉米拔节期、抽穗期和收获期之间土壤微生物特征碳源没有较大差异,4种种植方式的土壤微生物对聚合物类碳源利用程度差异都不显著。PLS-EDA分析结果表明种植方式对土壤微生物产生较大影响,种植前8行轮作和4行连作的土壤微生物碳源利用模式具有相似性;种植玉米后4种种植方式的土壤微生物对碳源的利用模式存在较大差异,其中4行连作的土壤微生物在玉米拔节期和收获期对碳源的利用模式与其他3种种植方式差异最大。试验说明作物长期连作栽培会影响土壤微生物群落功能,降低土壤微生物物种多样性,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

不同轮作模式对砂田土壤微生物区系及理化性状的影响

砂田是干旱半干旱地区具有综合效能的旱作覆盖技术,有明显改良和调节农田小环境的功效,近年来随着砂田产业化的快速发展,西瓜连作现象非常普遍,连作障碍明显。针对砂田西瓜连作障碍明显的现状, 基于定位试验, 研究了西瓜连作(对照, CK)和西瓜→花豆、西瓜→辣椒、西瓜→南瓜3种轮作方式对砂田土壤微生物群落和理化性状的影响, 结果表明: 与连作相比, 3种轮作模式均可改善土壤微生物区系结构, 增加土壤微生物多样性指数, 增加细菌、放线菌数量及细菌数量与真菌数量比值(B/F), 减少真菌数量; 其中以与辣椒轮作效果最为明显, 多样性指数(McIntosh指数, 0.247)较CK(0.146)显著增加, 放线菌数量比例(31.98%)较CK (14.22%)显著增加, 但真菌数量及占总菌数的比例(0.06%)相对CK(0.43%)明显降低。轮作能改变土壤微生态环境, 提高砂田土壤微生物多样性, 缓解西瓜的连作障碍,西瓜与辣椒轮作是有效预防和克服连作障碍的较佳种植制度。     

长期轮作施肥对土壤微生物碳氮的影响

就设在黄土高原旱作农耕地上的长期定位试验不同处理土壤微生物量碳氮进行研究，主要就长期不同施肥，种植不同作物及轮作等农业措施对土壤微生物量碳氮的影响进行研究，结果显示，施肥与种植物提高了土壤微生物量碳氮含量，长期施用土粪肥显著提高微生物量碳氮含量，施化肥与有机肥并种植苜蓿处理微生物量碳氮是长期休闲地的3．倍，轮作比连作更有利于微生物量碳氮的提高，轮作与有机肥的施用应当是本区提高土壤肥力的主要途径。     

轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤微生物特性的影响

通过田间试验,探讨轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响。结果表明：与菠萝连作处理相比,菠萝-甘蔗轮作和菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理的菠萝产量分别显著提高18.56%和39.07%;土壤pH值分别升高0.50和0.66,明显缓解土壤酸化;土壤硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别显著增加28.49%和57.67%、20.49%和39.77%、20.78%和45.23%、10.38%和23.10%;土壤微生物量碳含量较菠萝连作分别显著提高12.10%和29.56%,土壤微生物量氮含量分别显著提高17.99%和61.45%,而微生物量碳/微生物量氮值均降低。此外,轮作与轮作配施生物有机肥处理均显著增加了土壤细菌与放线菌数量,显著降低了真菌数量,并促进土壤微生物对碳源的利用;增强了土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性。本试验条件下,轮作与增施生物有机肥能够显著改善土壤酸化状况与土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,以菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理效果最好。     

设施土壤的微生物区系

温室、塑料大棚等设施为蔬菜栽培和育苗提供了特殊的环境。因其能保温保湿,促进作物早熟,提高产量,因而效益十分显著。但是,随着温室、塑料大棚使用年限的推移,其土壤的盐渍化问题日益突出,影响微生物的活性,导致产量逐步下降。     

蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响

在建立6 a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响。本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复。实验结果表明:在该生态系统中,无论采用何种秸秆施用方式,蚯蚓活动均能显著提高土壤MBC(p<0.05)。秸秆的施用会减弱同年内土壤MBC在麦季成熟期高于稻季的趋势,而蚯蚓的作用使该差异变得更显著(p<0.05)。在0~5 cm土层中,蚯蚓对MBC的积极作用在秸秆混施时比表施更明显,在5~10 cm土层中则相反,而在10~20 cm土层中的作用效果基本一致。     

小麦-玉米轮作体系不同旋耕和深耕管理对潮土微生物量碳氮与酶活性的影响

【目的】通过研究黄淮平原潮土区两年不同轮耕模式下土壤微生物量碳氮、酶活性的差异和变化特征,为该地区选择适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】2016-2018年采用裂区设计进行田间小麦–玉米轮作系统下的轮耕试验。主处理为小麦季旋耕(RT)和深耕(DT),3个副处理为玉米季免耕(NT)、行间深松(SBR)、行内深松(SIR),共6个处理。2017、2018年玉米收获后,每10 cm一个层次,测定了0-50 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性。【结果】各处理土壤有机质、全氮、速效养分、SMBC、SMBN及酶活性均随土层深度的增加而降低,40-50cm土层不受耕作方式的影响。小麦季深耕和玉米季深松对表层土壤有机质和全氮影响不明显,但显著提高了深层土壤有机质和全氮含量。小麦季旋耕显著增加了玉米季0-10 cm土层中速效养分含量,而小麦季深耕条件下的DT-SBR和DT-SIR处理则显著增加了20-40 cm土层中的速效养分含量。在0-20 cm土层,小麦季旋耕条件下的RT-NT、RT-SBR和RT-SIR处理的SMBC明显高于小麦季深耕条件下的DT-NT、DT-SBR和DT-SIR处理,但在20-40 cm土层,SMBC和SMBN均表现为小麦季深耕处理显著高于旋耕处理,且以DT-SIR处理SMBC (67.99 mg/kg)和SMBN (45.96 mg/kg)最高。小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)土壤微生物量氮/全氮值,但降低了表层(0-20 cm)土壤中的微生物熵。玉米季深松处理(RT-SBR、RT-SIR、DT-SBR和DT-SIR)较免耕处理(RT-NT和DT-NT)均提高了土壤酶活性,其中,在0-20 cm土层,RT-SBR和RT-SIR处理土壤脲酶活、蔗糖酶和中性磷酸酶活性较高;而DT-SBR和DT-SIR处理则提高了深层(20-40 cm)土壤中这三种酶的活性。【结论】在本试验期内,小麦季旋耕–玉米季深松处理(RT-SBR和RT-SIR)能明显提高0-10 cm土壤速效养分含量、0-20 cm土壤微生物量碳含量,而小麦季深耕–玉米季深松处理(DT-SBR和DT-SIR)则提升了20-40 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳和氮含量;小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)微生物量氮/全氮比,但降低了表层(0-20 cm)土壤微生物熵。     

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。     

小麦–玉米轮作体系长期施肥对塿土微生物量碳、氮及酶活性的影响

以20年塿土小麦玉米轮作体系长期肥料定位试验为平台,探讨不同施肥模式下土壤化学肥力要素、微生物量碳氮及酶活性的响应。试验包括不施肥（CK）、单施氮肥（N）、氮磷（NP）、磷钾（PK）、氮磷钾（NPK）、NPK+秸秆（SNPK）以及不同量有机肥+NPK（M1NPK、M2NPK）等8种施肥模式。结果表明,与CK相比,长期施用NP提高土壤有机碳含量达34.0%、全氮34.0%、全磷58.5%、速效磷608.9%、微生物量碳23.3%、微生物量氮54.0%、蔗糖酶53.9%、脲酶132.6%、碱性磷酸酶29.9%以及脱氢酶40.9%。长期施用NPK与NP效果相似,钾素效果甚微。作物秸秆还田配合氮磷钾化肥与氮磷钾相比没有明显影响土壤有机碳、氮和磷水平,但是显著提高微生物量碳的含量（29.5%）、碱性磷酸酶（23.0%）和脱氢酶（26.9%）的活性。有机肥配合氮磷钾与其它施肥处理相比,显著提升土壤化学肥力要素、微生物量碳氮和酶活性,特别是引起了磷素的大量富集（速效磷含量大于150 mg/kg）。因此,塿土不施有机物情况下,氮磷配合可以提高土壤化学和生物肥力,作物秸秆还田配合氮磷钾化肥的培肥效果优于氮磷钾化肥配合,而合理的有机无机肥配合是塿土提升化学肥力和保证生物健康的最佳施肥模式。     

不同氮磷施肥量对玉米生育期土壤微生物量的影响

通过田间小区试验研究了不同N、P施肥量对玉米生育期土壤微生物量C、N、P的影响。结果表明,不同N、P施肥量对微生物量C无明显影响;施N肥量高（225kg/hm^2）量降低微生物量N;当施P肥达225kg/hm^2时则对微生物量P产生明显的抑制作用。     

长期有机无机配施下烤烟-玉米轮作优化土壤微生物活化无机磷

采集遵义市15年长期施肥定位试验的土壤,包括撂荒地（对照）、烤烟连作—单施化肥、烤烟连作—化肥有机肥配施、烤烟玉米轮作—单施化肥和烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施等处理,通过土壤悬浊液与培养液混合培养技术、微生物高通量测序及常规分析,研究长期施肥对土壤无机磷活化的影响。结果表明,烤烟玉米轮作、施用有机肥和撂荒地的土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌）数量增多,种群多样性增加,说明土壤生态环境改善。将土壤悬浊液接种至微生物培养液中,培养期间混合液中的有效磷含量以烤烟玉米轮作高于烤烟连作,化肥有机肥配施和撂荒地高于单施化肥,其中以烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施最高,烤烟连作—单施化肥最低,说明合理种植和科学施肥有益于土壤无机磷的活化,在遵义烟区提倡烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施很有必要。在混合液中,氢离子与溶解钙磷、有机酸与溶解铁磷和铝磷显著相关。与溶磷微生物的纯培养技术相比,土壤悬浊液培养既能反映微生物的溶磷特征,又更接近土壤微生物菌群复杂的溶磷状况。在供试土壤微生物中,存在柠檬酸合酶、蛋白葡萄糖脱氢酶和苹果酸合酶等的合成通路,处理间的差异可从分子生物学角度解释合理轮作和化肥有机肥配...     

溶磷微生物菌剂对土壤营养元素及玉米生长的影响

为比较不同溶磷菌剂在田间应用效果,通过田间小区试验,研究3种菌剂草酸青霉I1(I1)、黑曲霉H1(H1)和巨大芽孢杆菌BM(BM)对土壤营养元素动态变化以及玉米产量的影响。结果表明:施用3种菌剂,土壤有效磷含量显著提高,在不同磷水平下,土壤有效磷含量比对照提高6.47%~37.13%。在P2O592 kg·hm-2水平下,在玉米生长前期,施用3种菌剂,土壤pH值显著降低,土壤交换性Ca、Mg和有效性Fe、Cu、Zn含量以及玉米叶片SOD、POD和CAT酶活性显著增加,而有效Mn的含量降低;总体上,各处理间提高土壤交换性钙、镁和有效锌的能力为H1I1BM,提高土壤有效铁能力为H1≥BMI1,提高土壤有效铜能力为BMH1I1。不同磷水平下,施用3种菌剂后,玉米产量显著提高,在P2O592 kg·hm-2水平下,施用微生物菌剂玉米产量比CK增加8.2%~12.1%,总体上,增产效果为I1H1BM。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

Fe2+对水稻生长及土壤微生物活性的影响

通过盆栽试验,模拟冷浸田土壤亚铁毒害,研究了土壤-水稻-亚铁-微生物相互作用的体系中,外加Fe2+ 不同处理水平 (0、 100、 200、 400、 800和1600 mg/kg) 对水稻苗期和分蘖期相关生理指标、 土壤微生物活性及其生态特征的影响。结果表明, 在含一定亚铁本底（207.77 mg/kg）的正常稻田土壤中,外源性Fe2+的加入将逐步抑制水稻生长、 降低土壤微生物活性。外源Fe2+浓度达100 mg/kg后,水稻的株高、 干物质积累量显著降低; 水稻叶片生理指标叶绿素含量（SPAD值）、 脯氨酸含量、 抗氧化酶系统活性则显著增加,表明外源Fe2+浓度100 mg/kg 是本研究条件下外源Fe2+ 对水稻生长产生显著毒害影响的临界点; 同时随外源Fe2+浓度的增加, 土壤微生物活性指标土壤微生物量碳、 微生物三大基础菌系总量（细菌、 真菌、 放线菌）、 功能菌系总量（氨化细菌、 固氮菌、 纤维分解菌）、 铁还原菌总量总体是先快速下降,后逐渐平稳降低。 半效应浓度EC50分析表明,外源Fe2+浓度100 mg/kg 为多数土壤微生物活性指标（微生物基础菌系总量、 功能菌系总量、 铁还原菌）EC50变化的临界值; 体系中土壤微生物活性指标和水稻生长指标的变化存在显著的相关性, 表明供试土壤亚铁对水稻生长的影响是亚铁对土壤-植物-土壤微生物系统同步影响的结果。综上结果可知,外源Fe2+浓度100 mg/kg为导致供试土壤中水稻生长及土壤微生物活性受到显著负效应的临界值,进而推知,本研究所用土壤对水稻生长和微生物活性的亚铁毒胁迫临界浓度约为300 mg/kg（含本底）, Fe2+含量超出该浓度时,需采取合理的农艺措施控制其负效应。     

不同氮磷施肥量对玉米生育期土壤微生物量的影响

通过田间小区试验研究了不同N、P施肥量对玉米生育期土壤微生物量C、N、P的影响。结果表明，不同N、P施肥量对微生物量C无明显影响；施N肥量高(225kg/hm²)时降低微生物量N；当施P肥达225kg/hm²时则对微生物量P产生明显的抑制作用。     

不同深度土壤控水对稻田土壤微生物区系及细菌群落多样性的影响

为研究不同深度土壤控水对壤土稻田土壤水势、微生物区系和细菌群落多样性的影响,通过土培池栽试验,在水稻生育后期设置土壤深度0~5 cm（S05）、0~10 cm（S10）和0~15 cm（S15）控水处理,以保持水层为对照,分析了不同深度控水处理下5 cm、10 cm、15 cm深土壤水势与土壤微生物区系、细菌群落多样性的变化。结果表明：土壤5 cm、10 cm、15 cm深度的水势随着控水深度增加而降低,S05控水处理主要影响上层（5 cm）土壤水势,S10控水处理影响上、中层（10 cm）土壤水势,S15控水处理土壤水势随土层深度的增加而升高。花后8 d和32 d,S05控水处理上层土壤细菌数量显著高于S10、S15控水处理;花后16~24 d,S05控水处理中层、下层（15 cm）土壤细菌数量均显著高于S15控水处理;土壤水势与水稻生育后期中、下层土壤细菌数量呈极显著正相关关系。S05控水处理10 cm、15 cm土层的细菌丰富度Chao指数均显著高于S15控水处理及CK。3个控水处理中,5 cm土层细菌的多样性Shannon指数以S05控水处理最低。优势细菌菌群分析发现,优势群落主要为变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门,四者总相对丰度在80%以上;S15控水处理中层土壤变形菌门相对丰度低于S05和S10控水处理。3个控水处理土壤样品中优势纲（相对丰度大于2%）达15个,主要包括α-变形菌纲、β-变形菌纲、δ-变形菌纲、厌氧绳菌纲等,这4个纲的总相对丰度在47%以上,其中厌氧绳菌纲相对丰度最高;上层土壤中S05控水处理的β-变形菌纲相对丰度显著低于S10和S15控水处理。因此,不同深度土壤控水对壤土土壤水势、细菌数量存在影响,改变了细菌的多样性及丰富度,对土壤细菌优势菌种类无显著影响。     

苜蓿轮作玉米后土壤养分时空变化特征分析

以7龄紫花苜蓿地为前茬,连续3年采用同一高产栽培方案种植玉米,研究其土壤养分的时空变化特征。结果表明,苜蓿轮作玉米后,随着玉米种植年限的增加,玉米各生育时期土壤有机质、全氮和全磷含量均有不同程度下降。其中,0-20cm土层降幅高于其他土层,且降幅表现为有机质>全氮>全磷。受玉米高量施氮的影响,碱解氮含量随玉米种植年限的增加而增加,不同生育时期、不同土层年际间碱解氮含量的差异多数达到显著水平。玉米产量随着连作年限的增加而降低,第2,3年产量较第1年产量分别下降了9.7%和13.6%,表明苜蓿对后作的增产效应持续降低。