北美中部大平原半干旱农业生态系统中覆盖作物和灌溉对土壤微生物群落和酶活性的影响

Cover crops can have beneficial effects on soil microbiology by increasing carbon (C) supply, but these beneficial effects can be modulated by precipitation conditions. The objective of this study was to compare a fallow-winter wheat (Triticum aestivum L.) rotation to several cover crop-winter wheat rotations under rainfed and irrigated conditions in the semiarid US High Plains. Experiments were carried out at two sites, Sidney in Nebraska and Akron in Colorado, USA, with three times of soil sampling in 2012--2013 at cover crop termination, wheat planting, and wheat maturity. The experiments included four single-species cover crops, a 10-species mixture, and a fallow treatment. The variables measured were soil C and nitrogen (N), soil community structure by fatty acid methyl ester (FAME) profiles, and soil β-glucosidase, β-glucosaminidase, and phosphodiesterase activities. The fallow treatment, devoid of living plants, reduced the concentrations of most FAMEs at cover crop termination. The total FAME concentration was correlated with cover crop biomass (R = 0.62 at Sidney and 0.44 at Akron). By the time of wheat planting, there was a beneficial effect of irrigation, which caused an increase in mycorrhizal and protozoan markers. At wheat maturity, the cover crop and irrigation effects on soil FAMEs had subsided, but irrigation had a positive effect on the β-glucosidase and phosphodiesterase activities at Akron, which was the drier of the two sites. Cover crops and irrigation were slow to impact soil C concentration. Our results show that cover crops had a short-lived effect on soil microbial communities in semiarid wheat-based rotations and irrigation could enhance soil enzyme activity. In the semiarid environment, longer time spans may have been needed to see beneficial effects of cover crops on soil microbial community structure, soil enzyme activities, and soil C sequestration.     

作物茬口对土壤酶活性和微生物的影响

试验探讨了作物茬口对土壤酶活性和微生物区系组成的影响。结果表明：豆科牧草茬口的土壤酶活性较高，微生物数量多，综合肥力性状较好。大豆 茬则表现出较高的供氮水平。但磷钾养分的转化和供应速率低于玉米茬。土壤活性和微生物等生物活性指标的评价，有助于作物茬口肥力性状的综合评价。 为合理轮作提供理论依据。     

灌水和氮肥类型对土壤微生物量和酶活性的影响（英文）

灌水和施氮肥类型对土壤微生物和酶的影响尚不清楚。该研究旨在评估不同灌水和氮肥类型对土壤微生物生物量和酶活性的影响。结果表明,与清水灌溉相比,再生水灌溉显著增加了土壤细菌、放线菌、革兰氏阳性菌的生物量以及总磷脂脂肪酸,增加幅度分别为7.60%、10.48%、4.97%和4.88%。施氮肥显著提高了土壤细菌生物量和总磷脂脂肪酸,增加幅度范围分别为13.42%～17.34%和8.12%～11.19%。与清水灌溉相比,再生水灌溉并没有显著增加土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。施氮肥也没有显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。土壤微生物和酶在施缓释尿素肥的土壤中更为活跃。研究结果表明,与其他土壤微生物相比,放线菌和革兰氏阳性菌生长得更快,能更有效地利用再生水灌溉带入的可溶性有机氮;而细菌能更有效地利用氮肥带入的硝态氮。再生水灌溉和施缓释尿素肥在增加土壤微生物生物量和酶活性方面更有效。为了获得更好的土壤质量,更高的作物产量和可持续性利用水资源,建议夏玉米-冬小麦轮作种植利用再生水滴灌并施用缓释尿素肥。     

除草剂和土壤改良剂对热带农业生态系统中微生物生物量动态的影响（英文）

The influences of herbicide alone and in combination with the soil amendments with contrasting resource qualities on dynamics of soil microbial biomass C(MBC),N(MBN),and P(MBP) were studied through two annual cycles in rice-wheat-summer fallow crop sequence in a tropical dryland agroecosystem.The experiment included application of herbicide(butachlor) alone or in combination with various soil amendments having equivalent amount of N in the forms of chemical fertilizer,wheat straw,Sesbania aculeata,and farm yard manure(FYM).Soil microbial biomass showed distinct temporal variations in both crop cycles,decreased from vegetative to grain-forming stage,and then increased to maximum at crop maturity stage.Soil MBC was the highest in herbicide + Sesbania aculeata treatment followed by herbicide 4- FYM,herbicide + wheat straw,herbicide + chemical fertilizer,and herbicide alone treatments in decreasing order during the rice-growing period.During wheat-growing period and summer fallow,soil MBC attained maximum for herbicide + wheat straw treatment whereas herbicide + FYM,herbicide 4- Sesbania,and herbicide 4 chemical fertilizer treatments showed similar levels.The overall trend of soil MBN was similar to those of soil MBC and MBP except that soil MBN was higher in herbicide 4 chemical fertilizer treatment over the herbicide + wheat straw treatment during rice-growing period.In spite of the addition of equivalent amount of N through exogenous soil amendments in combination with the herbicide,soil microbial biomass responded differentially to the treatments.The resource quality of the amendments had more pronounced impact on the dynamics of soil microbial biomass,which may have implications for long-term sustainability of rainfed agroecosystems in dry tropics.     

不同覆盖作物模式对茶园土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨覆盖作物对土壤微生物群落功能多样性的影响,选择湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为研究对象,以自然留养杂草为对照(CK),设置黑麦草+白三叶2种作物混播(EZ)、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶4种作物混播(SZ)、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草8种作物混播(BZ)三种覆盖作物模式,研究了不同覆盖作物模式对茶园0～15、15～30 cm两个土层土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明:SZ处理0～15 cm土层的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,15～30 cm土层土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,而蔗糖酶活性低于其他覆盖作物处理。与CK处理相比,覆盖作物增加了0～15 cm土层土壤微生物群落碳源平均颜色变化率(AWCD),且覆盖作物可改善0～15 cm土层土壤微生物丰富度指数、均匀度指数和优势度指数,而对15～30 cm土层影响较小。研究表明,覆盖作物可提升茶园土壤微生物群落功能多样性,且4种作物混播处理0～15 cm土层效果最优。     

覆盖作物对猕猴桃园土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

[目的]果园行间播种覆盖作物有利于改善土壤理化性状,改变氮循环过程中的氨氧化微生物群落结构.因此,我们分析不同覆盖作物下猕猴桃园土壤氨氧化微生物的群落结构和基因丰度,以探究其与土壤硝化作用的关系.[方法]选择湖北十堰的一个5年生猕猴桃果园进行了种植多年生覆盖作物试验,供试覆盖作物有白三叶草(Trifolium repe...     

免耕和秸秆还田对土壤酶活性和微生物群落的影响

利用在中国科学院封丘农业生态实验站的玉米-小麦轮作保护性耕作定位实验平台,研究了免耕+秸秆还田、免耕、常耕+秸秆还田、常耕4种耕作方式对玉米生长期内土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。结果表明:土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性为免耕处理大于常耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理,以免耕+秸秆处理最高,常耕处理最低;玉米不同生育时期,脲酶和碱性磷酸酶分别在苗期和吐丝期出现峰值,转化酶和脱氢酶在苗期较低,增加至吐丝期达到峰值,至成熟期又降至低值;微生物各类群数量表现为免耕处理大于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理;土壤脲酶、碱性磷酸酶和转化酶与细菌、真菌、放线菌数量呈显著或极显著正相关关系,脱氢酶仅与放线菌数量呈极显著相关关系。     

覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响

为探讨覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响,通过磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究覆盖作物处理对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响。试验设置3个处理,分别为种植覆盖作物+覆盖作物刈割后留在土壤表面自然腐解(T1)、种植覆盖作物+覆盖作物刈割后从园中清除(T2)和清耕对照(CK)。结果表明,T1、T2处理土壤微生物PLFAs总量和微生物量碳、氮均显著高于CK(P0.05);土壤pH和碳氮比是影响猕猴桃园土壤微生物群落的主要环境因子,pH与土壤微生物PLFAs总量呈极显著正相关(P0.01),与细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量呈显著正相关(P0.05),碳氮比与革兰氏阳性菌PLFAs量/革兰氏阴性菌PLFAs量呈极显著正相关(P0.01)。研究表明,猕猴桃园种植覆盖作物改变了土壤环境因子,影响土壤微生物群落结构组成。研究可为丹江口水源涵养区果园生态管理模式的探索提供理论依据。     

棉田不同覆盖方式对土壤微生物和酶活性的影响

土壤微生物和酶是土壤生物化学特性的重要组成部分 ,在营养物质转化、有机质分解、污染物降解及修复等方面起着重要的作用 ,是评价土壤质量的重要指标之一 ,成为近年来土壤学界研究的热点[1～ 5] 。覆盖栽培能改变土壤的温度、湿度等环境物理因素[6～ 10 ] ,必然导致土壤化学性     

山药连作对土壤微生物群落及土壤酶活性的影响

以山药连作（0 a,1 a,2 a）和轮作（山药—小麦）土壤为研究对象,探讨耕作模式对山药种植地耕层土壤（0—30 cm）微生物数量和酶活性的影响。结果表明:土壤耕层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量随山药连作年限的延长而逐渐降低,而山药—小麦轮作模式则有助于恢复地力。山药连作、轮作的土壤均以细菌所占比例最大,放线菌次之,真菌最少;与对照（0 a）相比,细菌、放线菌数量均随着山药连作年限增加呈递减趋势;但放线菌的降幅明显大于细菌,表现出对连作年限更强的敏感性;真菌数量随连作年限呈先升后降的趋势。山药连作可以明显降低土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性,轮作模式则可以激发该三种酶的活性,其中轮作较连作2 a的处理可以明显提高脲酶和蔗糖酶活性,差异分别达显著水平（p < 0.05）和极显著水平（p < 0.01）。说明山药连作会破坏土壤耕层微生物种群结构,并抑制土壤酶活性,轮作可以在一定程度上改善土壤微生物群落结构及酶活性质量。     

半干旱农田生态系统作物根系和施肥对土壤微生物体氮的影响

盆栽和大田试验表明,作物根系显著影响土壤微生物体氮的含量。在田间试验条件下,根际土壤微生物体氮比非根际土壤平均高出N54.7μg/g;盆栽试验中,根际土壤微生物体氮平均含量为N77.1±13.6μg/g,而非根际土壤为N65.2±17.0μg/g,差异达显著水平,根际微生物体氮含量为非际根际土壤的1.10～2.04倍。施肥能明显增加土壤微生物体氮含量,但影响程度因肥料种类而不同。秸秆和富含有机物质的厩肥对土壤微生物体氮的影响远大于化学肥料,而且土壤微生物体氮含量随秸秆施用量增加而增加。在红油土上进行的20年长期田间定位试验结果表明,对不施肥和施氮磷处理,0—20cm土层的微生物体氮分别是N102.2和110.4μg/g;在施氮磷的基础上,每公顷配施新鲜玉米秸秆9375kg、18750kg、37500kg和厩肥37500kg时,相应土层微生物体氮分别是N147.5、163.2、286.4和265.3μg/g。培养条件下,当有效能源物质缺乏时,微生物对NH4+-N的同化固定能力远大于NO3--N,但在加入有效能源物质葡萄糖后,微生物对2种形态氮的固定量大幅度增加,且对2种形态氮的固定量趋于一致。     

砾石覆盖年限对连作农田土壤微生物和酶活性的影响

以中国科学院皋兰试验站的连续砾石覆盖2,7,11,15和20a的连作西瓜农田为对象,对不同覆盖年限连作西瓜农田土壤中微生物数量、过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、脱氢酶酶活性进行了研究。结果表明,随着砾石覆盖年限的增加,土壤微生物数量逐渐降低,在覆盖7～11a时最为稳定,此后微生物多样性指数和均匀度指数持续降低。在0～20a范围内,砾石覆盖下多数土壤酶活性随着覆盖年限的延长呈抛物线变化趋势,在砾石覆盖10～11a之前呈上升趋势,随后呈下降趋势。总体而言,在砾石覆盖11a左右的农田中,土壤酶活性最高,砾石覆盖超过15a的农田土壤酶活性较低,作物减产,需要停耕堆肥,重新换沙来维持产量。这一结果可为砾石覆盖农田土壤的持续利用与科学管理提供基础依据。     

生物有机肥对秦巴山区核桃园土壤微生物群落和酶活性的影响

采用大田试验,探讨生物有机肥对秦巴山区核桃园土壤微生物群落结构及其代谢、 酶活性和土壤理化性质的影响。结果表明,施入生物有机肥可改变土壤微生物群落结构,改变微生物对各大类碳源的利用,提高微生物碳源利用率、物种多样性和丰富度,常规施肥对土壤微生物群落结构影响不显著。生物有机肥可显著提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性,但对过氧化氢酶的影响不显著;常规施肥可提高土壤脲酶和脱氢酶活性,对其他酶活性没有显著影响。生物有机肥可显著提高土壤有机质, 全量氮、磷、钾和速效磷含量,提高土壤pH值,使土壤理化性质得到改善;常规施肥也可在一定程度上提高土壤养分含量,但其效果不如生物有机肥。     

生态系统生境改变对土壤微生物群落结构的影响

【目的】森林和农田生态系统的土壤有机碳和微生物群落结构存在显著差异,为了预测生态系统对不断变化的环境条件的瞬时响应,需明确土壤微生物群落结构对生境气候变化的响应。【方法】在我国北方地区同一纬度的森林和农田生态系统中设置土柱置换试验,对生物标识物磷脂脂肪酸和土壤因子进行分析,探究土柱置换两年后土壤微生物群落结构对生境改变的响应并明确影响微生物群落结构的主要土壤因子。【结果】(1)森林土壤置换到农田生境后,上层土壤微生物生物量显著降低（P <0.05）。其中总微生物生物量下降了28.2%,细菌生物量下降了27.9%,真菌生物量下降了44.1%,革兰氏阴性菌生物量下降了39.6%,革兰氏阳性菌生物量下降了18.8%,放线菌生物量下降了19.8%;置换的下层土壤中仅革兰氏阴性菌生物量显著降低（P <0.05）。(2)农田土壤置换到森林生境后,上层土壤各类群微生物生物量呈增加趋势,但差异不显著;而下层放线菌生物量和总微生物生物量显著下降（P <0.05）。(3)土壤微生物群落结构变化均与土壤因子显著相关,其中土壤含水率对微生物群落结构变化的贡献率可占到27.5%～50.9%。【...     

石墨烯施用后对土壤酶活性及土壤微生物群落的影响

将不同浓度的纯石墨烯和氧化石墨烯(0、100、1 000 mg/kg)分别加入潮土和红壤两种土壤中,培养56天后测定潮土和红壤中的脲酶、过氧化氢酶活性,微生物功能及遗传多样性变化。结果表明,培养0、7、14、56天后,100和1 000 mg/kg浓度的石墨烯和氧化石墨烯对红壤和潮土的脲酶和过氧化氢酶活性没有显著的影响。两种浓度的石墨烯和氧化石墨烯对红壤和潮土微生物的AWCD指数没有显著的影响,且两种土壤之间未表现出差异。对添加0、200和1 000 mg/kg氧化石墨烯的潮土进行DGGE测试分析,处理组与对照组相比增加了3个条带,测序分析认为这3个条带与鞘氨醇单细胞菌属和未被培养的细菌类似,可见氧化石墨烯对土壤中微生物有一定的影响,能引起耐受菌数量的增加。     

不同灌溉方式对茄子栽培土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

试验以"紫光"茄子为试材,设膜下滴灌和常规畦灌两个处理,研究不同灌溉方式对设施茄子栽培土壤微生物和酶以及茄子产量和品质的影响。结果表明,滴灌能显著提高土壤中细菌和放线菌的数量,较畦灌分别高45.25%和79.48%;显著增大B/F值,使土壤向病害发生轻的"细菌型"土壤转化。滴灌能显著提高蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,较畦灌分别高47.05%和24.00%;滴灌处理0~40 cm土层土壤脲酶和过氧化氢酶活性显著比畦灌高,增幅分别为49.33%~64.38%和16.69%~30.08%。滴灌能显著提高茄子收获前期产量,改善果实品质,果实的可溶性糖和Vc含量分别较畦灌处理提高5.81%和4.75%。因此,膜下滴灌是有效改善土壤环境、提高茄子产量和品质的灌溉方式。     

玉米豆科覆盖作物间作对潮土酶活性和真菌群落特征的影响

黄淮海地区土地复种指数高,不具备休闲条件,致使土壤养分消耗严重,土壤微生物群落多样性下降.为改善土壤状况,本研究基于两年的玉米豆科覆盖作物(紫花苜蓿、大豆、花生)间作试验,探讨玉米豆科覆盖作物间作对土壤养分、酶活性以及真菌群落特征的影响,同时分析黄淮海平原潮土区玉米豆科覆盖作物间作的可行性.结果表明:间作条件下土壤碱解...     

磁场对土壤微生物和酶活性的影响

以发育在第四纪红土上的黄筋泥和红砂岩母质上的红砂土为试材,经磁化处理后进行测定。结果表明,适当的磁场强度下（０．１５～０．３５Ｔ）,土壤呼吸作用增强,放线菌菌落数增加,转化酶和磷酸酶提高,而细菌生长和过氧化物酶,脲酶活性受到抑制。高磁场（０．８０Ｔ）对土壤微生物和酶活性均产生抑制作用。     

不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响

为了研究不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响,本文以砂姜黑土长期(30年)定位施肥试验为研究对象,利用荧光实时定量PCR技术和酶活性测定方法,对不同施肥模式下的土壤养分变化,微生物群落丰度和土壤酶活性进行了系统分析。结果表明:相比长期不施肥和撂荒处理,施肥管理可有效提升5-10cm土壤有机质,碱解氮,速效钾,速效磷,总氮,总磷;此外,相比不施肥、撂荒、猪粪+化肥和牛粪+化肥处理,单施无机肥和无机肥配施秸秆还田可显著降低土壤pH值。土壤微生物的丰度与土壤有机质、养分含量和土壤酸度有着密切的关系。使用有机物料处理的土壤真核微生物丰度显著增加,土壤酸度的变化可显著影响土壤微生物的群落结构和降低氨氧化古菌数量。牛粪处理的多种土壤酶活性显著增强,其他施肥处理酸性磷酸酶活性与土壤有机质和土壤养分含量密切相关。因此,无机肥(化肥)和有机肥(猪粪或牛粪)的配合使用对于保持土壤微生物丰度和活跃的土壤酶活性十分重要。本试验研究了不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性,土壤酶活性变化规律及其和土壤速效养分的关系,探讨长期施肥管理模式对土壤酶活性的影响以及土壤酶活性作为土壤肥力质量指标的可能性,以期为评价长期不同施肥模式的土壤肥力水平高低提供有效的指标,从而为促进土壤良性循环提供科学依据和较好的施肥管理措施。     

转基因作物对土壤微生物群落的影响及主要研究策略

土壤生态系统是农业生态系统安全和农业可持续发展的重要载体,也是人类赖以生存的基础。随着基因工程技术的应用和转基因作物大量种植,在带来重大经济效益的同时,也可能会引发一定的生态风险,包括会对农田土壤生态系统尤其是微生物群落结构和功能产生难以预测的复杂影响。目前这些研究方向已成为土壤生物安全的研究热点。本文简要分析了近年来转基因作物对土壤微生物群落的影响,着重介绍了转基因作物种植影响根际土壤微生物群落多样性的研究进展、土壤微生物群落多样性的研究方法及其评估研究的主要策略等。