砒砂岩区坡位环境梯度下土壤微生物活性及其环境影响因素

[目的] 开展砒砂岩区土壤微生物活性及其环境影响因素研究,为发掘本土微生物资源及区域生态环境保护和建设奠定基础。[方法] 以鄂尔多斯砒砂岩区为研究对象,通过实地考察取样,测算土壤微生物数量、酶活性、理化性质以及植被相关指标,分析坡面环境梯度土壤微生物数量分布特征、土壤生态功能、植被多样差异之间的相互影响。[结果] ①砒砂岩区土壤微生物区系中细菌为优势类群,放线菌次之,真菌很少。坡位环境梯度间土壤微生物各生理类群数量差异显著。②不同坡位土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性各异但含量极低。真菌数量与酸性磷酸酶显著正相关,细菌数量与脲酶显著负相关,放线菌数量与磷酸酶和过氧化氢酶显著或极其显著正相关。③研究区土壤水稳性团聚体粒径多集中于0.25~0.5 mm;阴坡0.25~0.5 mm土壤粒径比例大,0.106~0.25 mm粒径比例小,而阳坡和沟底与之相反;土壤含水率呈现：阴坡 > 沟底 > 阳坡;土壤的pH值、铵态氮、有效磷、全碳、全钙含量均为阳坡顶大于其他坡位。细菌数量与含水率、钙含量,放线菌数量与酸碱度均极显著负相关。④环境因子可解释土壤微生物数量差异的90%,其中坡位和土层影响最大（37.31%）,植被次之（29.83%）,土壤理化性质影响最小（22.86%）。在土壤理化性质中,团聚体粒径、含水率及pH值影响较大。[结论] 砒砂岩区坡位加剧土壤微生物数量和生理类群的分化,微生物的生存能力随着环境条件的下降而下降;生存环境适中的沟底孕育着该区生态修复关键的本土植被及土壤微生物资源。     

不同人工草地对干旱区弃耕地土壤理化性质及微生物数量的影响

在宁夏干旱区弃耕地种植6种牧草建植人工草地,对表层土壤理化性质、土壤养分含量及微生物数量进行研究,探讨不同人工草地对弃耕地土壤理化性质及微生物数量的影响。结果表明:各人工草地的土壤容重、pH、全盐均低于撂荒地,其中全盐含量显著降低;各禾本科草地保水蓄水能力均强于豆科草地,以披碱草的效果最佳;各人工草地的土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量均显著高于撂荒地,且豆科草地提高土壤有机质、全氮、全磷、速效氮含量的效果强于禾本科草地,效果大小为紫花苜蓿沙打旺草木樨;禾本科草地提高速效磷、速效钾含量的效果强于豆科草地,效果大小为披碱草扁穗冰草蒙古冰草;各人工草地表层土壤细菌、真菌和放线菌数量均显著高于撂荒地;各豆科草地细菌数量均显著高于各禾本科草地,而真菌数量较禾本科草地少,紫花苜蓿和沙打旺草地细菌、放线菌数量均显著高于其他人工草地;禾本科中披碱草草地细菌数量显著多于扁穗冰草和蒙古冰草;土壤水分与放线菌、真菌数量呈显著或极显著正相关;土壤全盐与放线菌、真菌数量呈极显著负相关;土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量与细菌、放线菌数量呈显著或极显著正相关,土壤全钾、速效磷、速效钾含量与真菌呈极显著正相关。     

东祁连山高寒草地土壤微生物三大类群的时空动态特征

通过对2005年和2006年东祁连山高寒草地4种不同草地类型(珠芽蓼草地、禾草草地、沼泽草地、嵩草草地)土壤3大类群微生物(真菌、细菌、放线菌)数量的时空动态进行研究。结果表明:(1)不同空间层次草地土壤3大类群微生物数量变化均较大,0-10 cm土层的数量为10-20 cm土层的1.02~3.89倍;(2)不同植被下土壤3大类微生物数量季节变化各有其自身的特点,年际变化也不一致;(3)不同植被下同一时间草地土壤三大类群微生物总数量差异较大,为0.83×107~4.71×107个/g;(4)三大类微生物中,细菌数量最大,放线菌次之,真菌最小,分别占微生物总数的48.9%~67.69%,32.18%~48.96%和0.08%~0.25%。     

长期不同种植模式对东北黑土微生物群落结构与土壤理化性质的影响

利用长期定位试验资料,评价了东北黑土增施有机肥条件下玉米连作(CMC)、玉米-大豆轮作(MSR)和大豆连作(CSC)等种植模式对土壤微生物数量与结构、土壤理化性质的影响及其相互关系。结果表明:0~40 cm土层内,土壤微生物总量呈CMCMSRCSC趋势,且差异显著(P0.05);细菌数量占微生物总量的比重呈CMCMSRCSC的趋势,而真菌和放线菌所占比重均呈CSCMSRCMC的相反趋势;CMS处理下的土壤容重最低,但土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷含量均显著高于其他处理;相关分析发现细菌和放线菌数量与土壤容重显著负相关,但与土壤有机碳、全氮、有效氮显著正相关,而真菌数量占微生物总量的比例则与土壤容重显著正相关,与土壤有机碳、全氮、有效氮显著负相关。综上所述,长期玉米连作结合有机肥施用,有利于改善土壤理化性状,增加土壤微生物数量,但以细菌增加为主,微生物多样性呈下降的趋势。     

冰灾后城市森林不同恢复类型土壤微生物特性及其对土壤因子的响应

为探究冰灾后城市森林不同植被恢复类型土壤微生物的演变特征,对长沙天际岭林场冰灾后3种恢复植被的栾树人工纯林、蕨草地、针阔混交林冬夏两季的土壤微生物数量、微生物活度、土壤理化性质及其相互关系进行了比较研究。结果表明,夏初不同植被恢复类型0-15cm土层土壤微生物活度以针阔混交林最高(0.302),蕨草地次之(0.261),栾树人工纯林最低(0.192);3类植被中栾树人工纯林土壤冬季放线菌活力最弱,夏季细菌活力最弱;栾树人工纯林、针阔混交林土壤微生物生命活动冬季以真菌、细菌为主,夏季以真菌、放线菌为主,蕨草地无论冬夏土壤微生物活动都以真菌和细菌为主,放线菌活动较弱;在土壤微生物生命活动旺盛时期,土壤有机碳含量与土壤微生物数量呈显著正相关,同时土壤微生物能忍受较高的土壤含水量、要求较低的土壤容重,在土壤微生物生命活动衰弱时期土壤有机碳含量与微生物数量不相关或呈负相关,此时土壤微生物要求较低的土壤含水量、较高的土壤容重。总之,栾树人工纯林土壤微生物生命活力比自然恢复的常绿次生针阔混交林及以姬蕨为主的蕨草地差,而后两者表层土壤微生物性状相比针阔混交林地优于蕨草地。     

土壤微生物和有机酸对土壤呼吸速率的影响

通过对不同植被类型土壤呼吸速率、土壤微生物数量和有机酸的测定,旨在揭示土壤微生物和有机酸对土壤呼吸的影响.结果表明,不同植被类型土壤呼吸速率大小顺序是:阔叶栎林>桦木林>落叶阔叶林>杨树林>冷杉林>红杉林>高山草甸.细菌和放线菌随海拔升高呈单峰变化趋势,土壤真菌数量随海拔升高而增多.土壤细菌和放线菌分别可以单独解释不同植被54.2%和70.57%的土壤呼吸速率变化.土壤低分子量有机酸中以草酸、柠檬酸为主,草酸和柠檬酸分别与细菌和放线菌均达到极显著相关,草酸、柠檬酸、细菌和放线菌与土壤呼吸均极显著正相关.     

高寒生态脆弱区不同扰动生境土壤微生物数量的变化

通过实地调查及平板表面涂抹法和稀释法分别测定了5种不同扰动生境(一年生草地、多年生草地、围栏内草地、围栏外草地和"黑土滩"草地)下,高寒生态脆弱区天祝草原植被状况、土壤细菌、真菌、放线菌及总数量的影响。结果表明,不同扰动生境草地植被状况、土壤细菌、真菌、放线菌数量及总数量分布各不相同。其中一年生草地植被盖度、产量最大,土壤细菌及微生物总数量最高;"黑土滩"草地土壤真菌及放线菌数量最多,但植被盖度最小;围栏外草地地上植物量最小,土壤细菌、真菌、放线菌及微生物总数量最低。该区草地退化和土壤微生物数量减少的趋势并未得到改善。因此,应对该区草地和土壤退化给予足够的重视。     

黄土高原不同植被坡地土壤微生物区系季节性变化

应用稀释平板法对夏季和秋季黄土高原不同植被坡地土壤0~20 cm土层的细菌、真菌和放线菌的分布特征进行了研究。结果表明:(1)该区域不同植被下土壤中微生物总体比较丰富,数量差异较大,排序为刺槐林地>荒坡地>柠条林地>苜蓿地>耕地;同一植被下各类菌群数量排序为细菌>放线菌>真菌。(2)夏季微生物在土壤中的总量明显比秋季多。(3)秋季土壤中的真菌数量比夏季有明显的增长趋势;夏季土壤中细菌数量比秋季土壤中细菌数量多。     

不同土壤管理方式对梨园土壤微生物及养分含量的影响

通过田间试验研究不同土壤管理方式对梨园表层（0 ~ 20 cm）和亚表层土壤（20 ~ 40 cm）细菌、真菌、放线菌数量和土壤养分含量的影响。结果表明：梨园土壤微生物数量具有垂直分布的特征,土壤微生物数量随土层的加深而递减。梨园表层和亚表层土壤中微生物数量均细菌最多,放线菌次之,真菌最少。与覆草1年相比较,覆草3年的梨园土壤除表层土壤细菌含量无显著差异外,表层和亚表层土壤中真菌和放线菌数量均显著增加。与自然生草、覆膜、常规灌溉处理相比较,覆草与覆膜结合能最大限度地增加土壤微生物数量。连续覆草3年显著提高了梨园土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,而覆膜处理使土壤速效养分含量下降,覆膜结合覆草处理能显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾含量。     

松栎混交林土壤微生物数量与土壤酶活性及土壤养分关系的研究

对秦岭山地松栎混交林土壤微生物数量特征及其与土壤酶、土壤理化性质之间的关系进行了研究。结果表明:(1)林地土壤中三大类群微生物的数量在土层间自上而下急剧减少,表层土壤微生物数量最多,占土壤剖面总数的51.55%以上。(2)土壤微生物数量以细菌为主,占总数的99.70%~99.96%;放线菌次之,占总数的0.04%~0.30%;真菌最少,小于0.01%。(3)密度中等(1500~1650株hm-2)的林分能显著增加土壤中的微生物数量。(4)土壤细菌、放线菌、真菌数量与土壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、蔗糖酶及土壤养分含量和土壤总孔隙度呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤放线菌、真菌数量与土壤含水量呈显著正相关;土壤细菌数量与土壤pH值呈显著正相关。     

不同植被类型高山草甸土呼吸作用的研究

通过对四种植被类型的高山草甸土CO₂释放量的测定,可以看出:土壤呼吸作用强度因植被类型的不同而有区别,其中以金露梅灌丛土壤的呼吸作用为最高,杂类草草甸土壤的呼吸作用为低,呼吸作用有明显的昼夜变化,白天高于夜间,并以表层土为高,随土壤深度的加深而递减.四种植被的土壤呼吸作用与土壤微生物的数量和生化活性、土壤酶活性等均有不同程度的相关性;呼吸作用与土壤中的全氮、pH、代换量、有机质、速效钾和水解氮均有显著的相关性,与全钾和氮碳比相关性不显著.     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期（26 a）围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期（26 a）围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明：（1）围栏外（自然放牧条件下）,表层的土壤有机碳含量为高寒草甸（165.29 g·kg-1）〉高寒草甸草原（98.73 g·kg-1）〉高寒草原（83.54 g·kg-1）,微生物量碳含量依次为高寒草甸草原（181.70 mg·kg-1）〉高寒草甸（146.37 mg·kg-1）〉高寒草原（43.06 mg·kg-1）。围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了11.37%、3.26%和2.21%;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89%和12.04%,而高寒草原降低40.36%。（2）从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势。（3）微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关（P〈0.01）,与速效磷含量达到极显著正相关（P〈0.01）,与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关（P〈0.05）与土壤速效氮含量正相关,但不显著。     

不同灌溉方法对保护地土壤有机质及氮素影响的研究

分层采集连续7年分别用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地0～80cm土层土壤样品,测定有机质、全氮及无机态氮和有机态氮含量,研究灌溉方法对土壤氮素形态及其数量剖面分布的影响。结果表明,三种灌溉处理0～80cm剖面土壤有机质含量变化范围为8.47～36.48 g kg-1,渗灌与滴灌有机质剖面分布相似,二者与沟灌差异较大;沟灌除30～40cm层次有机质含量低于渗灌和滴灌外,其它层次有机质含量均高于渗灌和滴灌处理。土壤全氮含量变化范围为0.72～3.97 g kg-1,在0～20cm土层不同灌溉方法之间差异显著,渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。无机硝态氮、铵态氮含量的变化范围分别为19.16～1442.06 mg kg-1和0～15.28 mg kg-1,在0～20cm土层各处理之间差异较为明显,以渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。有机态氮含量的变化范围为683.79～2512.87 mg kg-1,各处理之间的差异主要表现在0～30cm土层,其中0～10cm土层以渗灌处理有机态氮含量最高、沟灌次之,滴灌最低,10～30cm沟灌处理有机态氮含量却高于渗灌和滴灌处理。     

土壤残渣有机质与固定态铵之间的关系

采集了全国不同类型的土壤40个,分析了土壤全氮、有机质、固定态铵、剩余有机质（KOBr处理后的土壤有机质）、残渣有机质（KOBr-HF处理后的土壤有机质）含量.结果表明,以2∶1型粘粒矿物为主土壤的残渣有机质含量与固定态铵含量之间呈极显著正相关（r=0.831^＊＊）,晶格之间存在的有机质（即残渣有机质与剩余有机质之差值）含量则与固定态铵含量之间也呈极显著正相关（r=0.832^＊＊）,而以1∶1型粘粒矿物为主土壤的残渣有机质含量和晶格有机质含量与固定态铵含量不相关;土壤剩余有机质、残渣有机质的含量分别为2.59 g kg^-1、3.70 g kg^-1,分别占土壤有机质的10%和16%.土壤残渣C/N比（平均值为16.69）明显高于原土壤（平均值为5.37）.     

生物碳对灰漠土有机碳及其组分的影响

土壤有机碳是影响土壤肥力和作物产量高低的决定性因子。以棉花秸秆为原料,在高温厌氧条件下热解制备生物碳,通过盆栽试验探讨了生物碳对新疆灰漠土有机碳及其组分的影响。试验设置3种生物碳:棉花秸秆分别在450℃、600℃和750℃下热解制备(以BC450、BC600和BC750表示);每种生物碳的施用量分别为5 g·kg-1、10 g·kg-1和20 g·kg-1(占土壤重量的比例);同时,以空白土壤为对照(CK)。结果表明:施用生物碳可促进小麦生长,两茬小麦的地上部干物质重均显著高于对照。施用生物碳可显著提高土壤总有机碳,且生物碳热解温度越高,施用量越大,提高作用越明显。各生物碳处理土壤易氧化碳含量均显著高于对照;生物碳低、中施用量处理(5 g·kg-1、10 g·kg-1)土壤水溶性有机碳含量显著高于对照,但高施用量处理(20 g·kg-1)与对照无显著差异;除BC750低施用量处理(5 g·kg1)外,其余各生物碳处理土壤微生物量碳含量也均显著高于对照。生物碳不同热解温度对土壤易氧化碳和微生物量碳含量的影响表现为BC450>BC600>BC750;但对土壤水溶性有机碳含量无显著影响。生物碳不同施用量对土壤易氧化碳的影响表现为10 g·kg-1≈20 g·kg-1>5 g·kg-1,水溶性有机碳含量为5 g·kg1≈10 g·kg-1>20 g·kg-1。生物碳对土壤微生物商的影响总体表现为:生物碳的热解温度越高,施用量越大,土壤微生物商越低。因此,合理的施用棉花秸秆生物碳可显著增加灰漠土有机碳储量,改变土壤有机碳组分,提高土壤生产力。     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6-703.5mg·kg^-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34-92.15mg·kg^-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs（GPPLFAs/GNPLFAs）比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高。PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理。经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关。     

高黎贡山不同森林类型土壤肥力状况研究

以高黎贡山7种不同森林类型（亚高山草甸、灌丛、铁杉林、中山湿性常绿阔叶林、季风常绿阔叶林、热带沟谷雨林、干热河谷）土壤为研究对象,通过对林地土壤不同层次pH、有机质及全氮、全磷、全钾及主要速效养分含量的测定,分析不同森林类型下土壤养分的差异状况。结果表明,除干热河谷土壤pH值呈碱性（平均为7.10）,其余6个森林类型土壤pH值均介于4.09～5.26,呈酸性。且随深度增加,pH呈现出稍微增大的趋势（除干热河谷外）,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量均呈下降趋势。研究区总体上呈现出土壤有机质、全氮、全磷和速效性养分含量较高、土壤肥力较好,但不同森林类型土壤的肥力特征以及同一森林类型不同层次土壤的肥力特征均存在着差异。通过主成分分析计算各森林类型综合得分并进行排序,土壤肥力状况结果表明:亚高山草甸 > 灌丛 > 中山湿性常绿阔叶林 > 铁杉林 > 季风常绿阔叶林 > 热带沟谷雨林 > 干热河谷。     

云南省宜良县26年来耕地土壤养分状况及变化特征

2006年宜良县土壤养分调查结果表明:全县耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为32.41g kg-1、1.77 g kg-1、128.4 mg kg-1、35.5 mg kg-1、161.7 mg kg-1,与1980年相比较,水稻土有机质、速效磷、速效钾含量分别增加了1.61 g kg-1、13.0 mg kg-1、87.0 mg kg-1,旱地土分别增加了3.75 g kg-1、21.3 mg kg-1、162.8 mg kg-1。然而,汤池镇、耿家营乡和竹山乡的水稻土有机质含量,耿家营乡和狗街镇的旱地土有机质含量,南羊镇旱地土速效磷含量与1980年相比都发生了不同程度的减少。     

额济纳不同植被覆盖类型土壤氮素时空分异特征

量化土壤时空变化对生态系统模型、精准农业和自然资源管理有重要意义。为了更好地控制环境问题,本文把传统统计方法、地统计学方法和地理信息系统三者结合起来,研究了中国西北部额济纳旗(1480 km~2)不同植被覆盖类型土壤氮的时空变化。于2011年与2015年从49个样点采集了98个0~15 cm土壤样品,测量了土壤全氮和硝态氮的含量,比较了不同植被覆盖类型土壤全氮和硝态氮的空间变化和时间变化。结果表明:土壤全氮含量明显受植被覆盖类型影响;土壤全氮平均值变幅为0.259~0.904 g kg~(-1),胡杨林地土壤全氮含量柽柳地土壤全氮含量梭梭地土壤全氮含量;2011年与2015年同一植被覆盖类型下土壤全氮含量差异不显著;2011年胡杨林地、柽柳地、梭梭地土壤硝态氮含量分别为45.185 mg kg~(-1)、76.95mg kg~(-1)、39.335 mg kg~(-1),2015年胡杨林地、柽柳地、梭梭地土壤硝态氮含量分别为2.259 mg kg~(-1)、21.546 mg kg~(-1)、14.554 mg kg~(-1);胡杨林地和柽柳地土壤全氮呈中等强度空间相关性,梭梭地土壤全氮呈强空间相关性;植被覆盖类型明显影响着植被中氮的转移、转化和吸收;研究区土壤氮素含量呈现剧烈的时空变化。