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)。     

不同连作年限棉田土壤理化性质及微生物区系变化规律研究

于2007年以不同连作年限棉田为研究对象，研究分析连作5 a、8 a、12 a年和15 a棉田土壤容重、土壤氮、磷、钾养分及微生物区系的变化规律，以揭示长期连作造成棉田减产的主要因素。研究结果表明：在棉农自主经营管理条件下，棉田土壤容重并未随着连作年限的增加呈现有规律的变化。随着连作年限的增加土壤速效磷、全氮、全钾含量均呈下降趋势，土壤有机质以及土壤速效钾含量则是连作8 a之后随着连作年限的增加呈下降趋势。随着连作年限的增加，棉田土壤微生物总量呈明显的下降趋势，连作8 a、12 a、15 a棉田的土壤微生物总数平均值分别比连作5 a的下降了40.1%、46.7%、52.4%，而且微生物菌群结构也发生了变化，总体表现为细菌和放线菌数量减少，真菌数量增加的发展态势。     

干旱区绿洲棉田土壤呼吸日变化特征分析

利用Li- 8100土壤碳通量测量系统对绿洲棉田土壤呼吸进行日变化动态测定,结果表明:土壤呼吸有明显的单峰型日变化特征,棉田(滴灌地、漫灌地)、弃耕地的土壤呼吸速率日均值分别为3.45、3.37、1.63μmol/( m2·s);峰值出现在15:00～20:00,谷值出现在4:00～6:00,6:00后,土壤呼吸速率上...     

干旱地区棉田连作对土壤氮素含量及氮转化速率的影响

为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研究了连作棉田土壤氮转化速率变化规律及生态驱动因素。结果表明：（1）旱区连作棉田土壤硝态氮为无机氮主要组成,不同连作年限中土壤硝化作用均能将铵态氮转化为硝态氮,年限间差异不显著且硝态氮总量普遍偏低（平均为5.56±0.28 mg·kg^-1）;土壤碱解氮含量均显著低于未开垦土壤,仅为对照样地的16.37%～28.40%（P<0.05）,土壤铵态氮和亚硝态氮含量随着连作年限的增加逐渐达到动态平衡。（2）连作初期会降低土壤硝化和反硝化速率,连作10 a旱区棉田土壤硝化率和反硝化率均降到最低（分别为23.62±1.45 μg·kg^-1·h^-1和5.673±4.632 μg·kg^-1·h^-1）,至连作后期显著增加。（3）土壤pH值对土壤硝化速率和反硝化速率的影响最大（总效应分别为0.5310和0.6516）,土壤硝化率和反硝化率分别在土壤pH值达到阈值范围（8.37和8.01）时达到最大值（91.333 μg·kg^-1·h^-1）和最小值（19.271 μg·kg^-1·h^-1）;土壤水分是影响反硝化作用的第二重要因子。     

北疆连作棉田轮作倒茬模式的研究

于2007~2008年在多年连作的棉田上进行不同茬口轮作倒茬试验,以研究不同茬口对连作棉田土壤肥力及棉花生长的影响,从而筛选出适应棉田轮作倒茬的最佳种植模式。研究结果表明:不同作物茬口的土壤有机质、速效养分含量及棉花产量均高于连作棉田,其中加工番茄茬口对土壤的培肥效果总体表现最好;不同茬口的棉花产量表现为小麦-大豆→棉花加工番茄→棉花玉米//大豆→棉花小麦→棉花玉米→棉花CK。小麦-大豆或加工番茄可作为长期连作棉田的良好前茬。     

负压灌溉对茄子养分吸收和土壤养分环境的影响

利用负压供水装置,研究不同负压灌溉对茄子养分吸收、土壤有效养分含量和土壤酶活性的影响,以期筛选出适宜茄子生长的供水压力。在遮雨大棚内采用盆栽试验,供试土壤为草甸黑钙土,试验设3个不同供水压力(-3、-8、-15 kPa)及人工浇水(CK)共4个处理,在生育期测定茄子植株氮、磷、钾养分吸收量、土壤有效养分含量及土壤酶活性。结果表明:与CK处理相比,-3 kPa供水压力能显著提高茄子茎、叶和果实器官中氮、磷、钾的吸收量,促进了氮、磷、钾向果实中转移,有利于产量提高;与CK处理相比,-3 kPa供水压力下,茄子生育期土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别提高11.03%～21.98%、14.89%～23.97%和6.48%～13.32%,土壤脲酶活性提高11.29%～19.78%,磷酸酶活性提高9.09%～16.91%,蔗糖酶活性提高3.74%～13.17%,始果期过氧化氢酶活性提高5.08%。相关分析表明,负压供水条件下,茄子茎、叶、果实中氮、磷、钾含量与土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量间存在显著或极显著的正相关关系,并且土壤养分含量与土壤酶活性间存在极显著正相关关系。采用负压灌溉、供水压力控制在-3 kPa时,具有提高茄子植株氮、磷、钾养分吸收量,提高土壤有效养分含量,增加土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和土壤过氧化氢酶活性的效果。     

绿洲农田不同施肥处理对土壤养分和作物产量的影响

为充分了解绿洲农田农业生态系统养分循环规律,利用长期定位实验的方法,初步探讨了不同施肥处理下,绿洲农田的土壤养分及作物产量变化。结果表明:不同施肥处理对土壤养分含量有明显影响。其中,化肥与有机肥配合施用处理的土壤养分含量最高,无肥CK处理养分含量最低,尤其是化肥与有机肥配合施用处理的有机质、全N和碱解氮分别比对照区平均高1.5 g/kg0、.19 g/kg和10.5 mg/kg,其他各处理养分含量处于二者之间。结果还表明,作物产量与土壤养分含量相关,尤其是与土壤有机质、全N、碱解N的含量关系密切,制约产量的首要养分因素是N素,其次是P素。CK处理由于连年作物吸收及收获带走养分,使土壤的有效养分库消耗很快,致使作物产量逐渐降低。P、K处理作物产量变化趋势和CK处理基本一致,进一步表明了N素是影响绿洲农田作物产量的首要因素。对各处理的土壤养分和作物产量变化研究表明,化肥与有机肥配合施用处理作物产量最高,平均为4 010.8 kg/hm2,因此化肥与有机肥配合施用可能是提高绿洲农田土壤肥力,增加作物产量的最佳施肥方式。     

乌兰布和沙区人工绿洲土壤养分动态研究

利用1980-2004年乌兰布和沙区人工绿洲典型试验区土壤定位观测资料进行土壤养分的动态分析。结果表明:随着人工绿洲建设年代的增加,土壤有机质含量大幅度增加,土壤全氮、全磷、全钾含量总体上都呈增加趋势;土壤速效养分随绿洲化过程的深入总体上也呈明显的增加趋势。给出了耕作层0~30 cm土壤各养分增量变化的函数关系式,其中全磷增量、速效钾增量呈"S"型曲线增长。     

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。     

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。     

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.     

秸秆还田与长期连作棉田土壤水稳性团聚体特征

以棉花长期连作定点试验田为研究对象,研究秸秆还田对长期棉花连作土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响。试验设长期连作5、10、20 a和30 a的秸秆还田小区及长期棉花连作5、10 a和20 a无秸秆还田小区,共计7个处理,每个处理3个重复。结果显示:无秸秆还田条件下,随着连作年限的增加,土壤1~0.25 mm水稳性团聚体含量和团聚体中有机碳含量逐渐降低,0.053 mm水稳性团聚体含量逐渐增加;而秸秆还田可以显著提高长期连作棉田土壤中1~0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)值及团聚体中有机碳含量;秸秆还田条件下随着连作年限的增加,土壤1~0.25 mm水稳性团聚体含量逐渐增加,0.053mm水稳性团聚体含量逐渐降低,且对0~30 cm耕作层土壤影响较大;与无秸秆还田相比,秸秆还田长期连作棉田,随着连作年限的增加,团聚体分形维数(D)逐渐降低,而无秸秆还田分形维数(D)逐渐增加,团聚体分形维数表现为随土层加深而增大,最后在20~30 cm处趋于稳定。说明秸秆还田显著提高长期连作棉田水稳性团聚体的稳定性,对改善土壤结构、提升土壤的肥力具有积极作用,能够缓解长期连作对土壤物理性状产生的不利影响。     

马铃薯长期连作对土壤真菌群落特征的影响

利用田间长期定位试验,2019年基于ITS高通量测序研究马铃薯/春小麦/碗豆轮作（R）、马铃薯连作1 a（C1）、3 a（C3）、5 a（C5）、7 a（C7）和9 a（C9）的土壤真菌群落结构的演替特征。结果表明：随着马铃薯连作年限的增加,土壤真菌菌群丰度和Chao1显著增加,C7和C9马铃薯土壤真菌菌群丰度最高,R土壤真菌菌群丰度最低,C7和C9真菌群落的相似度较高,C7、C9处理与R处理的真菌群落相似度低,C1、C3、C5的真菌群落结构介于C7、C9与R之间;土壤真菌群落的相似度在纲水平上分为两类,C7和C9为一组,R、C1、C3、C5为一组;在不同连作年限的马铃薯农田土壤中,共检测到273个真菌属,其中有13个真菌属处理间差异显著,其中,青霉菌(Penicillium)在C5、C7和C9土壤中数量显著高于R,绿僵菌属（Metarhizium）在C5、C7、C9中相对丰度显著高于R、C1、C3,镰刀菌属（Fusaruim）在C5中相对丰度达最高,显著高于R、C1、C3以及C7、C9;马铃薯连作5 a后引起农田真菌群落分布发生变化。青霉菌、绿僵菌属在长期连作农田中大量富集,镰刀菌属数量下降,连作障碍程度趋于减缓。     

耕作制度对胡麻土壤酶活性的影响

采用“轮作、休闲、连作、间作、休闲1年-种植”5种耕作模式,结合通径分析,研究不同耕作制度对胡麻土壤酶活性变化特征的影响,以及土壤养分对土壤酶的影响效应。结果表明：（1）胡麻枞形期,研究区表土层4种土壤酶活性各处理间无显著差异（P＜0.05）,说明不同耕作制度在胡麻生长前期对土壤酶影响不明显;盛花期,蔗糖酶活性T1、T2、T3和T4分别较T5提高44.6%、53.3%、61.9%和34.9%,脲酶活性T5、T1和T2分别较T4提高266.0%、157.0%和140.0%,碱性磷酸酶活性T3较T2提高54.0%;硕果期,过氧化氢酶活性T2 和T3分别为1.41 mL·g^-1·h^-1和1.51 mL·g^-4·h^-1,显著高于T1、T4和T5;（2）胡麻盛花期,亚土层土壤脲酶活性T2和T5分别为1.74 mg·g^-1·d^-1和1.70 mg·g^-1·d^-1,显著高于T1、T3和T4;过氧化氢酶活性T1较T5提高212.0%,碱性磷酸酶活性T5较T4提高了21.6%;（3）蔗糖酶与碱性磷酸酶间显著负相关,与脲酶间正相关,其余酶为负相关;（4）耕层不同土壤酶活性受土壤养分因子影响的多重效应不同,pH、全磷含量能够促进蔗糖酶、过氧化氢酶活性提高,有机质、pH含量促进碱性磷酸酶活性提高;亚土层不同土壤酶活性受土壤因子影响的多重效应增加,主要为限制因子,且限制因子数要远大于表土层。     

不同连作年限对棉花根系形态和产量的影响

以新疆典型棉区(玛纳斯县棉花种植地区)连作5、10 a和20 a的棉花为研究对象,利用田间根钻取样结合图像扫描分析方法,研究了不同连作年限棉田花铃期根系分布状况与形态特征。结果表明:根系集中分布于表层,即分布在0～10 cm土层的根质量约占总根质量的74.38%～87.08%;连作促使根干重增加,连作10 a和连作20 a处理的根干重较连作5 a处理分别提高了57.16%和50.80%;连作明显提高了棉花的根长密度和根表面积指数,连作10、20 a处理0～0.4 mm直径范围内的总根长较连作5 a处理的分别显著提高了约0.79～2.76倍和0.07～1.46倍;连作10 a处理的产量(平均产量为5 633.90 kg·hm^-2)显著高于连作20 a处理和连作5 a处理(P<0.05),较其平均分别提高了14.96%和26.53%。因此新疆棉花连作年限控制在一定时域内(连作10 a)并不会抑制棉花根系的生长,反而能够提高根长密度和根表面积指数,进而促使棉花产量提升,但棉花连作超过一定年限(10～20 a)后可能出现连作障碍,影响根系生长和产量的提高。     

玛河流域不同连作年限棉田土壤质量分析及综合评价

以玛河流域不同连作年限(1、5、10、15、20 a和25 a)棉田土壤为研究对象,测定了土壤碱解氮、有机质、速效钾、速效磷、pH值、盐分及镉(Cr)、铬(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、砷(As)共计12个指标,对比分析土壤养分特征和重金属含量,分别采用因子分析法和土壤质量综合评价指数法对不同连作年限棉田...