库布齐沙漠北缘苔藓结皮土壤酶活性及腐殖质组成特征

生物结皮是流动沙地固定的显著标志，土壤酶活性和腐殖质含量变化是衡量干旱脆弱沙漠生态系统恢复程度的重要指标。以流沙为对照，选择固沙10年、20年、30年苔藓结皮样地，探究不同固沙年限苔藓结皮土壤酶活性及腐殖质组分变化特征。结果表明：与对照相比，随固沙年限增加，苔藓结皮中酶活性增加1.3～9.4倍，胡敏酸(HA)含量从0.84g/kg增加到2.47g/kg,富里酸(FA)从0.62g/kg增加到2.28g/kg,胡敏素从0.86g/kg增加到5.57g/kg。冗余分析结果显示，腐殖质组分含量在前两轴累积能够解释土壤酶活性的94.25%,土壤腐殖质组分对土壤酶活性的重要性影响排序为富里酸> HA/FA>胡敏素>胡敏酸，且富里酸、HA/FA、胡敏素与土壤酶活性呈极显著正相关关系(P<0.01)。说明富里酸、HA/FA、胡敏素是影响苔藓结皮土壤酶活性的关键因子。综上，苔藓结皮固沙年限的增加，可有效提高土壤酶活性、改善土壤腐殖质组分特征，对促进风沙土形成演变和脆弱生态系统恢复具有重要作用。     

子午岭地区植被演替过程中土壤养分及酶活性特征研究

选择植被自然恢复不同年限的阳坡梁坡地作为研究对象,采用时空互代法研究子午岭地区植被恢复过程中土壤养分和酶活性的变化.结果表明,植被恢复140 a内,不同土层土壤有机质含量、全氮含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性增加,且表土层(0～20 cm)土壤养分含量和酶活性高于下层土壤(20～40 cm).以裸露地为对照,土壤0～20 cm土层,有机质含量、全氮含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性分别增加了23.8%～534.9%、9.3%～300.0%、213.6%～521.5%、40.4%～286.5%、22.7%～232.2%和3.2%～22.4%,土壤速效磷含量呈现波动变化, 过氧化氢酶活性变化幅度比其他三种酶低.土壤有机质含量与全氮、速效磷含量密切相关;土壤蔗糖酶与土壤有机质、全氮均为极显著的相关关系(0.930/0.918);土壤脲酶活性与全氮含量相关系数最高(0.804);土壤碱性磷酸酶活性与有机质、全氮含量都呈极显著相关(0.977/0.984);土壤过氧化氢酶活性与全氮含量极显著相关,相关系数达0.996.     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。     

连作对谷子土壤酶活性及养分的影响

为探明谷子连作对土壤环境的影响,分析不同连作年限对谷子土壤养分和酶活性的影响,本研究在4a不施肥定位试验的基础上,设置连作2 a(T1)、连作3 a(T2)、连作4 a(T3)和轮作(CK)4个处理,分别测定了土壤养分、土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性及其变化。试验结果表明,与轮作(CK)相比,连作2 a(T1)、连作3 a(T2)和连作4 a(T3)分别减产6.9%、12.7%和35.6%,随着连作年限增加,减产幅度加大;连作土壤氮、磷含量降低,其中速效氮含量降低最为显著(P0.05),速效钾含量变化不显著(P0.05),土壤p H升高。连作条件下,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均呈现逐年降低的趋势,且随着连作年限增加,降低越显著,连作4 a(T3)显著低于其它处理(P0.05)。     

连作年限对土壤理化性质及酶活性的影响

以新疆北疆博乐市精河县托托乡连作5年、10年、15年、20年和30年的棉田土壤为研究对象,应用Pearson相关分析方法对不同连作年限棉田土壤基本理化性状及酶活性进行了分析。结果表明:棉花连作对土壤理化性质及酶活性有较大影响,土壤pH、有机质、全氮与四种土壤酶相关性较好,是影响酶活性的重要因子;随着连作年限增加,过氧化氢酶、蔗糖酶活性增强,磷酸酶、脲酶活性降低;不同种土壤酶随土层厚度的增加酶活性逐渐降低,并在三个土层中存在显著差异;棉田连作对土壤理化性质及酶活性的影响有利也有弊,在评价土壤肥力状况方面,某些土壤酶可以作为土壤生化过程强度的较好指标。     

荒漠灌区不同种植年限苜蓿地土壤酶活性的变化研究

在干旱荒漠绿洲区大田试验条件下,研究了不同种植年限(0,3,4,5,7,10 a)苜蓿地土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶及过氧化氢酶活性的季节性动态变化,旨在探讨种植不同年限苜蓿对土壤生物化学性状的影响,为粮草合理轮作周期的制订提供科学依据。结果表明:种植苜蓿与撂荒地相比,土壤酶活性得到不同程度的提高,且各年限间土壤酶活性差异显著。其中土壤脲酶、蔗糖酶及纤维素酶活性均随生长年限增加呈先增高后降低再增加的变化趋势,而淀粉酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均随种植年限增加呈先升高后降低的变化趋势,种植苜蓿5a土壤酶活性增加最明显,0~60 cm土层依次较CK分别增加了80.56%、69.91%、46.75%、533.33%、110.71%、11.81%;土壤6种酶的活性均随着土层深度的增加而减小,在表层0~20 cm土层,土壤酶活性最强。脲酶和淀粉酶活性在夏季最高,蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶及碱性磷酸酶活性均在春季达到最高。对6种酶之间的相关性进行分析,研究发现除蔗糖酶外,其余5种酶间呈显著或极显著相关。     

黄土高原南部植被恢复对土壤理化性状与土壤酶活性的影响

利用退耕区域不同植被恢复类型为试点,研究不同植被恢复年限、不同恢复类型土壤理化性状和土壤酶活性动态变化。结果表明,随着恢复年限增加,土壤容重先增加后逐渐下降;pH降低,降幅为1.47%~5.52%;土壤有机质、全氮逐渐增加,增幅分别为9.76%~71.54%、17.39%~62.32%;全磷含量除30 a刺槐比对照增加了12.92%外,其它植被类型均低于对照;速效养分略有增加,趋势不明显;酶活性逐渐增强,尿酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶增幅分别为39%~229%、34%~96%、25%~149%、74%~250%。相关性分析表明,各种酶活性与有机质及全氮含量显著相关。因此,实施退耕还林植被恢复有利于土壤理化性状改善,酶活性增强。     

压砂瓜连作对土壤酶活性及理化性质影响

对宁夏兴仁镇红圈子村连作1 a、3 a、5 a、7 a、10 a的压砂瓜田土壤酶活性和理化性质数据进行单因素方差分析、Pearson相关分析以及主成分分析,以探明随压砂瓜连作年限的增加砂田土壤质量的变化趋势,为提高宁夏中部干旱带砂田的可持续利用提供依据。结果表明:随连作年限的增加,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性都逐渐下降,其中,脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤容重呈极显著负相关,与土壤总孔隙度表现出极显著正相关关系。土壤物理性质随连作年限的增加呈逐渐恶化趋势,土壤水分状况在连作5 a最佳;土壤肥力状况也逐渐降低,土壤全盐含量明显降低。土壤质量综合主成分得分最高的是1 a砂田为0.96,10 a砂田得分最低为-0.8。连作5~7 a表现出明显的连作障碍。因此,在砂田耕作的过程中必须进行科学合理的施肥与耕作,以保证砂田的持续利用。     

渭北果园土壤有机质及酶活性研究

为了探讨渭北果园土壤生物质量演化趋势,分析制约地区苹果可持续发展的土壤因素,在渭北旱塬果区选择了<10 a、10~20 a、>20 a园龄段苹果园各3个,选用农田土壤作为对照,研究0~100 cm范围内土壤有机质、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性的变化趋势。结果表明,随着果树种植年限的增加,果园土壤有机质含量仅在表层0~20 cm有不同程度地累积趋势,且在>20 a果园累积较为明显;20~40 cm土层处有机质呈现在植果初期递减,20 a后逐渐增加的趋势;果园土壤3种酶活性变化差异主要体现在0~40 cm土层范围,过氧化氢酶活性在0~40 cm呈现递减趋势,且在0~100 cm土层显著高于农田土壤;脲酶活性在0~40 cm有不同程度递增过程,碱性磷酸酶活性在0~40 cm也呈现出相对增高的态势。相关性分析表明土壤有机质与3种酶之间存在着极显著相关。由此得出,渭北地区果树对土壤生物质量的影响主要体现在0~40 cm范围,果园土壤过氧化氢酶活性显著递减和表层土壤脲酶活性增加可能会对苹果树生长产生一定影响。     

棉花连作对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤理化性质的影响

以渭干河-库车河三角洲绿洲连作5、10、15、20 a和25 a的棉田土壤为研究对象,对棉田土壤的理化性质和酶活性进行分析。结果表明： 随着棉花连作年限的增长棉田土壤容重增大、孔隙度下降,粗砂和细沙含量增加,粘粒含 量下降,其变化连作15 a极为明显; 随着连作年限的增长盐分含量和pH值逐渐降低,有机质和碱解氮含量大幅度升高,速效磷比较稳定或略有减小,而钾的含量显著下降,致使氮、磷、钾比例失调,其增减变化连作15 a极为显著; 随着连作年限的增长脲酶、过氧化氢酶和转化酶的活性呈现先升后降的趋势,连作15 a都达到最高值,蛋白酶和磷酸酶活性也呈现先升后降的趋势,但其活性连作20 a达到最高值。 由研究结果可以得出研究区棉花连作年限不宜超过15 a,棉花连作年限超过15 a时,会导致土壤容重增大、孔隙度下降,土体紧实板结,结构性差,土壤养分含量失衡,酶活性降低,土壤质量下降等连作障碍,使得棉花产出和效益受到影响。     

长期定位施肥对旱作农田土壤有机碳及其组分的影响

基于田间定位试验,研究了长期施肥对旱作冬小麦农田土壤有机碳及其组分的影响,试验包括4个处理:不施肥(CK)、氮磷配施(NP)、化肥与有机肥配施(NPM)以及长期休闲地(BL)。结果表明:长期持续施肥30年后,在0~30 cm土层,NPM处理土壤有机碳、微生物量碳、潜在矿化碳以及碳库管理指数分别较CK提高了42.2%、55.9%、40.9%和40.0%(P0.05),NP处理土壤有机碳和微生物量碳与CK差异不显著,潜在矿化碳和碳库管理指数分别提高了29.1%和20.0%(P0.05),施肥对两种活性有机碳含量的影响在15~30 cm土层表现更加显著;与种植作物相比,长期休闲显著降低了土壤潜在矿化碳含量,BL处理较CK降低了20.5%(P0.05)。相关性分析表明,土壤有机碳、潜在矿化碳、微生物量碳以及碳库管理指数两两之间存在着显著的相关性,且有机碳组分含量与土壤有机碳含量在处理间变化具有一致性(除NP处理外),两种活性有机碳相对含量在各处理间差异均不显著。总的来说,长期持续施入有机肥能够有效地增加旱作农田土壤有机碳同时增加其活性组分,有助于培肥地力和土壤固碳。     

塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分性状的影响

为了研究塔里木绿洲种植制度对棉田土壤养分特性的影响,以棉田轮作方式(水稻→棉花、水稻→冬麦→棉花、水稻→冬麦-绿肥→棉花)和连作年限(3、5、8、10、15 a)为试验因素,对0~100 cm土层土壤进行了调查与试验。结果表明:短期轮作对棉田土壤养分含量无影响,棉花连作年限是不同层次土壤养分含量变化的主要影响因素,连作3、8、10、15 a土壤0~20 cm速效氮平均为40.60、48.75、51.96、44.35 mg/kg;速效磷平均为10.16、26.72、27.00、23.37 mg/kg;速效钾平均为184.70、142.60、130.20、105.56 mg/kg;有机质含量分别为10.43 g/kg、12.10g/kg、12.93 g/kg、13.56 mg/kg;无论轮作类型、连作年限长短,从垂直分布上,连作15 a、3 a土壤速效氮F值分别为79.01、299.45;速效磷F值分别为88.99、17.54;有机质F值分别为77.27和171.6。表明长期连作降低了上下层土壤速效氮和有机质含量差异而增加了上下层土壤速效磷含量差异;有机质含量随着土层深度的增加而降低;速效钾含量有随着土层深度的增加而增加的趋势。棉花长期连作有利于增加各层次土壤速效氮、速效磷和有机质含量,同时降低深层土壤速效钾的含量;连作8~10 a耕作层土壤速效氮、有效磷含量达到最大值分别为52.35 mg/kg和27.45 mg/kg。     

连作对新疆绿洲棉田土壤微生物数量及酶活性的影响

对新疆绿洲棉田不同连作年限棉花根际土壤微生物数量、酶活性及土壤理化性质进行研究,结果表明:(1)随着连作年限的延长,细菌数量呈现先增加后减少的趋势,真菌数量则一直在增加,放线菌趋势不明显,说明新疆绿洲棉田土壤在连作一定年限后,棉田土壤由细菌型向真菌型转变;(2)脲酶和蛋白酶活性随连作年限增加表现出先增加后减少趋势;蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性与连作年限关系不明显;(3)对微生物数量、土壤酶和土壤理化性质的相关性分析表明,脲酶和蛋白酶与细菌数量呈现良好的正相关性,其中脲酶的相关性最好,呈极显著水平(ρ＜0.01),蛋白酶呈显著水平(ρ＜0.05);土壤酶与放线菌和真菌之间没有明显的相关性;细菌数量与有机质、全氮和速效氮之间呈显著正相关,与总盐含量呈显著负相关.     

渭河上游地区温室菜地土壤肥力演变特征研究

在陇东南渭河上游地区的天水市武山县,通过田间采样的方法,以不同种植年限的温室和露地的耕层土壤(0~20 cm)为研究对象,研究了长期连作温室蔬菜对土壤p H、全盐、有机质及氮磷钾养分的影响。结果表明:不同种植年限温室菜地的土壤p H都明显低于其露地大田,而且随种植年限的延长,p H逐渐降低,与种植年限显著负相关,年均降低0.05个单位。而土壤全盐含量与种植年限呈显著正相关,年均增加0.091个百分点。连续14年种植温室蔬菜土壤全盐含量达到0.34%,是露地土壤的6.35倍。土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量也随种植年限逐渐增加,与种植年限显著正相关,连续14年种植温室蔬菜后,土壤的速效氮、速效磷和速效钾含量分别达到230.17、342.17 mg·kg-1和263.00 mg·kg-1,显著的高于大田。     

神东矿区复垦地土壤酶活性变化和分布特征

土壤酶活性可用于衡量土壤养分供应能力及土壤质量,而其季节变化可反映养分供应与植物需求的耦合关系。以马家塔矿复垦地为研究对象,对不同植物群落下土壤酶活性的季节变化进行了监测,结果表明:复垦土壤的表层过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于下层和对照的原状土壤,说明复垦可以提高土壤的酶活性。不同植被下土壤的酶活性大小总体上以苜蓿、油蒿、桧柏和侧柏对土壤质量的贡献较大。4种酶活性的动态变化趋势基本相同,都表现为前期先增加,增加到最大值后又开始下降,总体上均以夏季(7-8月份)活性最高。酶活性的变化和大小可以体现有机质含量的变化和转化方向,也能体现基础氮素的变化方向,复垦后酶活性提高,但是和农田土壤相比还有一定差距,所以复垦工作还需继续开展。     

Cultivation effects on soil texture and fertility in an arid desert region of northwestern China

In arid desert regions of northwestern China, reclamation and subsequent irrigated cultivation have become effective ways to prevent desertification, expand arable croplands, and develop sustainable agricultural production. Improvement in soil texture and fertility is crucial to high soil quality and stable crop yield. However, knowledge on the long-term effects of the conversion of desert lands into arable croplands is very limited. To address this problem, we conducted this study in an arid desert region of northwestern China to understand the changes in soil physical-chemical properties after 0, 2, 5, 10, 17, and 24 years of cultivation. Our results showed that silt and clay contents at the 17-year-old sites increased 17.5 and 152.3 folds, respectively, compared with that at the 0-year-old sites. The soil aggregate size fraction and its stability exhibited an exponential growth trend with increasing cultivation ages, but no significant change was found for the proportion of soil macroaggregates (>5.00 mm) during the 17 years of cultivation. The soil organic carbon (SOC) content at the 24-year-old sites was 6.86 g/kg and increased 8.8 folds compared with that at the 0-year-old sites. The total (or available) nitrogen, phosphorus, and potassium contents showed significant increasing trends and reached higher values after 17 (or 24) years of cultivation. Changes in soil physical-chemical properties successively experienced slow, rapid, and stable development stages, but some key properties (such as soil aggregate stability and SOC) were still too low to meet the sustainable agricultural production. The results of this long-term study indicated that reasonable agricultural management, such as expanding no-tillage land area, returning straw to the fields, applying organic fertilizer, reducing chemical fertilizer application, and carrying out soil testing for formula fertilization, is urgently needed in arid desert regions.