苜蓿草地土壤干层对土壤脲酶活性和土壤蛋白酶活性的影响

从2000年10月到2004年10月,通过大田试验研究了半干旱黄土高原地区4年生苜蓿草地、14年生苜蓿草地、苜蓿-作物轮作农田以及常规耕作农田中土壤全氮含量、土壤微生物量碳和氮含量、和土壤脲酶活性和土壤蛋白酶活性。结果表明,土壤微生物量碳和氮含量苜蓿草地最高,其次苜蓿-作物轮作系统,而常规耕作农田最低。土壤尿酶活性和土壤蛋白酶活性14年生苜蓿草地显著低于4年生苜蓿草地和苜蓿-作物轮作系统。土壤含水量14年生苜蓿草地显著低于其它处理。长时期苜蓿草地出现的土壤干层严重影响着土壤尿酶和土壤蛋白酶活性,威胁着土壤氮素的转化。与常规耕作相比,苜蓿-作物轮作系统不但土壤微生物量较高,而且土壤酶活性也较高。     

苜蓿-作物轮作研究

苜蓿-作物轮作可提高后茬作物的产量与品质,其作用受作物种类与种植年限、苜蓿地耕作方式 及耕作时间、苜蓿品种与种植年限、作物对土壤中苜蓿-N利用率及施肥水平的影响。苜蓿-作物轮作可改善农田生态环境,提高土壤N素、有机质含量和水稳性团粒结构,降低土壤容重。苜蓿通过生物脱盐和大量吸水可降低地下水位,改良盐渍化土壤,减少地表径流量和土壤冲刷量,减轻农作物病虫草害。     

苜蓿作物轮作模式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

本研究以苜蓿?作物轮作试验为研究对象,探讨了苜蓿?苜蓿(L-L)、苜蓿?休闲(L-F)、苜蓿?小麦(L-W)、苜蓿?玉米(L-C)、苜蓿?马铃薯(L-P)和苜蓿?谷子(L-M)6种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明:不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占72.17%以上,而土壤水稳性团聚体以0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占95.18%以上。随着土层深度的增加,各处理≥0.25 mm的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加,而水稳性大团聚体数量及MWD值无明显规律性。与L-L处理相比,L-C和L-P处理0~30 cm耕层土壤≥0.25 mm的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%,L-C处理的MWD表现为最高,而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm团聚体含量及MWD;随着土层深度的增加,6种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势,在0~30 cm的耕层土壤,较之L-L处理,L-W、L-C、L-P和L-M处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量,其中L-P处理有机碳含量最低,降低了18.68%。相关性分析表明,土壤总有机碳分别与2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD表现出极显著正相关,而与0.25 mm粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述,苜蓿?玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性,而不同苜蓿?作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小,土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性,二者密切相关。     

土壤微生物量碳氮作为土壤肥力指标的探讨

通过对不同肥力水平黑土、棕壤、黄棕壤、红壤土壤微生物量碳氮的比较,研究和探讨土壤微生物量碳氮与土壤肥力的关系。结果表明:有机肥或无机肥施入土壤均能增加土壤微生物量C、N的含量,且有机肥与无机肥配合有显著的正交互作用。土壤微生物量C、N从北到南的地带性变化规律不强。BC/BN及TC/TN从北到南逐渐减小,BC/TC及BN/TN从北到南逐渐增加。相关分析结果表明:土壤微生物量C、N与全C、全N均呈极显著相关,可以作为指示土壤肥力的重要指标。     

冬季作物对水稻生育期土壤微生物量碳、氮的影响

选取我国南方4种冬季作物黑麦草、紫云英、油菜、马铃薯,以冬闲田作对照,对水稻生育期土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的短期内动态变化进行了研究。结果表明,早稻田翻耕前,冬季作物处理土壤SMBC和SMBN与冬闲田存在显著差异(P0.05),黑麦草处理SMBC为398.5 mg/kg,显著高于其他作物;紫云英处理SMBN最高,为97.8 mg/kg。在早稻整个生育期,黑麦草处理SMBC显著高于其他处理,晚稻生长过程中各处理无显著差异。冬季作物对稻田土壤微生物商(MQ)的影响,随着水稻生长发育进程有不同程度的变化,黑麦草处理在早稻整个生育期高于冬闲田。     

保护性耕作对麦-豆轮作土壤有机碳全氮及微生物量碳氮的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,共设4个处理（T：传统耕作;NT：免耕无覆盖;TS：传统耕作＋秸秆还田;NTS：免耕＋秸秆覆盖）,采用春小麦豌豆双序列轮作（即小麦→豌豆→小麦和豌豆→小麦→豌豆,本文中所指春小麦地、豌豆地分别指2008年种植春小麦、豌豆的轮作次序）,于2008年3月中旬对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮含量进行了采样测定。结果表明,经过7a的轮作后,两种轮作次序下,0-30cm土层中土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮含量均有在免耕＋秸秆覆盖、传统耕作＋秸秆还田处理较免耕不覆盖、传统耕作处理高的趋势,且其含量均随着土壤深度的增加而降低。其中,土壤微生物量碳含量在两种轮作次序下的排序均为：免耕＋秸秆覆盖（NTS）〉传统耕作＋秸秆还田（TS）〉免耕不覆盖（NT）〉传统耕作（T）;而土壤微生物量氮含量在春小麦地和豌豆地的排序则分别表现为：免耕＋秸秆覆盖（NTS）〉传统耕作＋秸秆还田（TS）〉传统耕作（T）〉免耕不覆盖（NT）和免耕＋秸秆覆盖（NTS）〉传统耕作＋秸秆还田（TS）〉免耕不覆盖（NT）〉传统耕作（T）。同时,微生物量碳、微生物量氮与有机碳和全氮均呈显著正相关,说明提高土壤有机质、全氮含量的保护性耕作模式有利于土壤微生物量碳与氮的积累。     

耕作与施肥对甘蔗地土壤微生物量碳、氮的影响

通过野外调查与室内分析,研究了云南蒲缥甘蔗地赤红壤不同耕作与施肥土壤剖面微生物量碳、氮特征。结果表明:不同耕作与施肥对土壤微生物量碳、氮均有一定影响,其中耕作对土壤微生物量碳、氮的影响较为一致,表现为免耕 > 翻耕。施肥对0—20 cm土层中微生物量碳的影响表现为翻耕施肥 > 翻耕,对20—40 cm,40—60 cm土层中微生物量碳的效应呈现为翻耕 > 翻耕施肥,而施肥对土壤微生物量氮影响则与其对微生物量碳的效应相反。耕作和施肥对各个土层土壤微生物商具有显著的影响（p<0.05）,表现为免耕 > 翻耕,翻耕施肥条件下0—20 cm土层的微生物商稍高于翻耕,而其他土层均为翻耕 > 翻耕施肥;土壤微生物量氮与全氮的比值与微生物量氮的变化趋势相近。在不同的耕作和施肥条件下,免耕有利于提高土壤微生物量,施肥在一定程度上也利于提高土壤微生物量。     

长期施肥对土壤微生物生物量碳、氮及矿质态氮含量动态变化的影响

利用位于陕西杨凌的17年长期定位试验研究了长期不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥配施有机肥(F+M)和化肥加秸秆还田(F+S)处理对小麦-玉米轮作体系中作物不同生长时期土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)和矿质态氮含量的影响。结果表明,0—10 cm土层土壤SMBC、SMBN和矿质态氮含量的变化范围分别为264.8~752.2、37.51~14.8和3.83~8.5 mg/kg。不同处理相比,F+M处理中各采样时期(小麦苗期、拔节期、灌浆期及玉米播种期、大喇叭口期、灌浆期和收获后)土壤SMBC和SMBN含量均为最高,分别为不施肥对照的1.382~.65和1.892~.50倍;F+S处理矿质态氮含量最高,SMBC和SMBN也高于F和CK处理,大部分采样时期的差异达显著水平(P0.05);与CK相比,长期单施化肥也使各时期SMBC和SMBN含量提高。在小麦拔节期到灌浆期的旺盛生长阶段各施肥处理土壤SMBN含量均下降,而矿质态氮含量变化不大,处于较低水平;在玉米大喇叭口期到灌浆期的旺盛生长阶段,F+M、F+S和F处理土壤矿质态氮含量显著下降,而SMBN含量均有所升高。表明在土壤矿质态氮含量较高时,作物首先利用矿质态氮,而在土壤矿质态氮含量处于较低水平时,微生物固持的氮素可能会释放出来供作物吸收利用。     

不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化研究

试验研究不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化结果表明,长期单施N、P肥处理对土壤有机碳和微生物生物量碳的影响不明显,施有机肥处理土壤微生物生物量碳及微生物生物量碳/有机碳值均高于其他施肥处理,轮作中引入豆科作物或豆科连作均对土壤微生物生物量碳的积累有显著作用。     

不同封育管理措施对沙质草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响

通过地面调查研究不同封育管理措施对甘肃景泰绿洲边缘沙质草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响。结果表明,在天然封育和人工抚育措施实施后,研究区沙质草地0-40cm层土壤轻组及全土碳氮含量、单位面积有机碳和全氮储量都明显增加(P<0.05)。(1)和流动沙地相比,封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)、封育10年(自然恢复)沙质草地0-40cm层土壤轻组干物质量分别增加170.8%,150.0%,129.2%,0-40cm层土壤有机碳和全氮平均含量分别增加372.7%和266.7%,190.9%和183.3%,136.4%和91.7%,土壤轻组干物质量与全土有机碳和氮含量呈高度正相关(r=0.95**)。(2)和流动沙地相比,封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)、封育10年(自然恢复)沙质草地0-40cm层土壤轻组碳和氮储量分别比流动沙地增加422.7%和280.7%,345.7%和232.1%,244.4%和152.1%;全土碳和氮储量分别比流动沙地增加了261g/m2和20g/m2,143g/m2和15g/m2,101g/m2和7g/m2。(3)土壤轻组碳(氮)占全土碳(氮)储量的比例以封育沙质草地高于流动沙地;各封育沙质草地和流动沙地中轻组碳占全土碳的比例都高于轻组氮占全土氮的比例。(4)天然封育+人工抚育措施对沙质草地的影响和改善程度高于纯天然封育措施,它是促进我国北方退化沙质草地恢复的适宜方法。     

不同节水稻作模式对土壤微生物数量和微生物量碳氮的影响

针对南方丘陵区季节性干旱这一区域问题,以节水稻作模式为研究对象,以常规稻作模式为对照,通过田间定位试验,研究了稻基农田土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮的变化规律.结果表明,与该区常规稻作模式相比,节水稻作模式的土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮差异显著;节水稻作模式有利于土壤细菌和放线菌的增殖,但抑制了真菌的增殖;土壤微生物量碳和微生物量氮的显著增加,以水旱轮作双季稻模式最佳,说明采用节水稻作模式可有效提升土壤细菌数量、放线菌数量、微生物量碳和微生物量氮含量.因此,在南方丘陵季节性干旱区,采用节水稻作模式,可促进稻田生态系统健康持续发展.     

Influence of Plant Residues after Steam-Treatment with High Temperature and Pressure on Soil Microbial Biomass C and N, Water-Soluble C and N, and pH

Steam-treated grass trimmings (GrT), and wooden chips of pine (PnT) and walnut branches (WnT) or non-treated grass trimmings (GrNoT) and wooden chips of pine (PnNoT) and walnut branches (WnNoT) were mixed with soil (S) and then incubated for 10 weeks to measure microbial biomass C (MBC) and N (MBN), water-soluble C (WSC) and N (WSN), and soil pH. The results showed that there were a larger amount of MBC and WSC in steam-treated samples, principally in early period. It was probably due to the steam-treatment facilitating solubilization of organic C that served with substrate for microbial biomass. In grass trimming, the MBN and WSN had differences between treated and non-treated. No such differences in wooden chips was probably because the low total N content in these plants. The higher value of WSN showed in S+GnNoT showed more potential of nitrate pollution. The steam-treatment did not influence on soil pH after 1 week of incubation.     

Microbial C,N, and P relationships in moisture‐stressed soils of Potohar,Pakistan

In 11 rain‐fed arable soils of the Potohar plateau, Pakistan, the amounts of microbial‐biomass C (C_mic), biomass N (N_mic), and biomass P (P_mic) were analyzed in relation to the element‐specific total storage compartment, i.e., soil C_org, N_t, and P_t. The effects of climatic conditions and soil physico‐chemical properties on these relationships were highlighted with special respect to crop yield levels. Average contents of soil C_org, N_t, and P_t were 3.9, 0.32, and 0.61 mg (g soil)^–1, respectively. Less than 1% of P_t was extractable with 0.5 M NaHCO₃. Mean contents of C_mic, N_mic, and P_mic were 118.4, 12.0, and 3.9 µg (g soil)^–1. Values of C_mic, N_mic, P_mic, soil C_org, and N_t were all highly significantly interrelated. The mean crop yield level was closely connected with all soil organic matter– and microbial biomass–related properties, but showed also some influence by the amount of precipitation from September to June. Also the fraction of NaHCO₃‐extractable P was closely related to soil organic matter, soil microbial biomass, and crop yield level. This reveals the overwhelming importance of biological processes for P turnover in alkaline soils.     

添加莠去津的土壤中微生物生物量碳、氮、磷对外源有机无机物质的动态响应

研究了添加有机、无机营养物质对外加除草剂莠去津土壤(每1g土中含莠去津10mg/)中微生物生物量碳、氮和磷的动态变化过程。研究结果表明,在整个培养过程中,仅加莠去津的土壤中微生物生物量碳、氮、磷的含量均显著降低,与对照相比,分别平均降低了13.5%,10.1%,20.0%。但是,施用有机、无机营养物质的处理,土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量均显著增加。不同处理对微生物生物量碳、氮的含量影响程度依次为:腐熟猪粪>紫云英>水稻秸秆腐熟猪粪>N、P肥配施>单施N肥>单施P肥。而对微生物生物量磷含量的影响则为:腐熟猪粪>N、P肥配施>紫云英>单施N肥>单施P肥>水稻秸秆。     

生物质炭与氮肥配施对旱地红壤微生物量碳、氮和碳氮比的影响

以江西典型旱地红壤为研究对象,设置生物质炭和氮肥2个因素(生物质炭4个水平分别为0t/hm~2,5t/hm~2,20t/hm~2,40t/hm~2;氮肥4个水平分别为0kg/hm~2,60kg/hm~2,90kg/hm~2,120kg/hm~2),研究了生物质炭施入大田3a后对旱地红壤微生物量碳、氮及碳氮比的影响。结果表明:与对照相比,生物质炭与氮肥配施有效地提高了土壤微生物量碳,提高幅度为18.22%~122.74%,对土壤微生物量氮的提高效果更为明显,提高幅度为20.86%~312.91%。生物质炭与氮肥配施后土壤微生物碳氮比有不同程度的降低,降低幅度为18.11%~51.56%,其中以20t/hm~2生物质炭与60kg/hm~2氮肥以及40t/hm~2生物质炭与120kg/hm~2氮肥的比例施用后对微生物碳氮比的降低效果最为明显。因此,通过生物质炭与氮肥配施可以提高旱地红壤中微生物量碳、氮及土壤氮素生物活性。     

Nitrogen Mineralization Potential as Influenced by Microbial Biomass,Cotton Residues and Temperature

Integrating information on nitrogen (N) mineralization potentials into a fertilization plan could lead to improved N use efficiency. A controlled incubation mineralization study examined microbial biomass dynamics and N mineralization rates for two soils receiving 56 and 168 kg N ha^?1 in a Panoche clay loam (Typic Haplocambid) and a Wasco sandy loam (Typic Torriorthent), incubated with and without cotton (Gossypium hirsutum L.) residues at 10 and 25°C for 203 days. Microbial biomass activity determined from mineralized carbon dioxide (CO₂) was higher in the sandy loam than in clay loam independent of incubation temperature, cotton residue addition and N treatment. In the absence of added cotton residue, N mineralization rates were higher in the sandy loam. Residue additions increased N immobilization in both soils, but were greater in clay loam. Microbial biomass and mineralization were significantly affected by soil type, residue addition and temperature but not by N level.     

不同复种模式对云南植烟红壤根区有机碳和微生物量碳的影响

建立合理的轮作制是解决烟草种植土壤障碍的有效途径。云南植烟地块,在秋冬季节主要以轮作小麦、紫花苕、豆类及蔬菜等作物为主,在云南曲靖和晋宁烟草种植区,选择了小麦收获后留根茬（20cm左右）翻压后种植烟草（麦-烟）,紫花苕子收获后留根茬（30cm左右）翻压后种植烟草（绿-烟）、豆类（豆-烟）和蔬菜（菜-烟）收获后根茬及秸秆全部移除地外种植烟草的4种轮作模式,研究了不同模式对植烟红壤微生物碳（SMBC）及土壤有机碳（SOC）的影响。结果表明：绿-烟和豆-烟复种模式下,植烟生长期内根区SMBC及SOC均高于麦-烟、菜-烟复种及冬闲地,并且差异达显著或极显著水平;不同复种模式下,SMBC、SOC及SMBC/SOC间呈显著相关性,绿-烟及豆-烟复种模式有利于提高SMBC与SOC含量,延长土壤活性功能,SMBC曲线变化的高峰值均出现在成熟期,其余模式则出现在旺长期;不同模式对提高SMBC与SOC含量影响为：绿-烟〉豆-烟〉麦-烟〉冬闲地〉菜-烟。据此认为土壤SMBC或SMBC/SOC可作为轮作模式影响烟地红壤质量变化的生物学评价指标。     

干旱区绿洲苜蓿地土壤微生物特性及其影响因子

研究了干旱区绿洲种植年限不同的3种苜蓿地0-10 cm,10-20 cm土层土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量商、呼吸强度和代谢商的变化特征。结果表明:在耕层0-20 cm范围内,苜蓿种植年限的长短对土壤微生物量碳、土壤微生物量氮含量有影响,相对来说微生物量碳、氮在四年生苜蓿地的含量最高,其次是一年生苜蓿地的。不同种植年限苜蓿地之间土壤微生物量商(qMB)、呼吸强度、代谢商(qCO2)差异显著,相对来说种植年限相差越大,差异越大。相关分析结果表明,土壤理化特性对土壤微生物活性有影响,其中土壤微生物量碳、微生物量氮与土壤有机质、全氮显著正相关,与土壤容重显著负相关。     

玉米地土壤微生物量碳、氮及微生物熵对不同物料还田的响应

在四川丘陵区紫色土上进行田间试验,以无物料还田为对照,对比分析了蚕豆秸秆、油菜秸秆、猪粪3种物料还田对夏玉米吐丝期和收获期0—20,20—40cm土层土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮含量及微生物熵的影响,以期为农业废弃有机物料的综合利用及四川丘陵区土壤质量的提升提供理论参考。结果表明:(1)尽管有机物料还田于0—20cm土层中,0—20,20—40cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)含量均受到有机物料的深刻影响。各处理0—20cm土层SOC、TN、SMBC、SMBN含量均显著高于20—40cm土层,且上下2层土壤SOC、TN、SMBC和SMBN含量在生育时期间均表现为吐丝期>收获期。(2)在2个生育时期,3种物料还田均能提高0—20,20—40cm土层SOC、TN、SMBC、SMBN含量。与对照相比,物料还田处理的SOC、TN、SMBC、SMBN含量分别提高2.6%~141.2%,1.9%~33.0%,5.1%~114.7%,41.5%~98.7%,其中收获期各处理0—20,20—40cm土层SOC、SMBC、SMBN均表现为油菜秸秆>蚕豆秸秆>猪粪>对照,TN表现为蚕豆秸秆>猪粪>油菜秸秆>对照。(3)各处理SMBC/SMBN、qMB、SMBN/TN分别为3.74~10.53,0.86%~2.19%,1.01%~3.41%,且物料还田降低SMBC/SMBN,提高土壤qMB和SMBN/TN值。相关分析表明,SMBC、SMBN与SOC、TN之间均存在极显著正相关关系。因此,农业生产中可通过物料还田提供给微生物足够的碳氮营养,提高土壤SMBC、SMBN、SOC、TN含量和qMB值,维持较高的农田生产力,提升土壤质量,但具体施用物料时还需寻求土壤肥力提升、玉米产量增加以及环境效益之间的平衡。