生物炭对玛瑙红樱桃土壤微生物和养分的影响

以贵州省主栽樱桃品种玛瑙红为试材,探讨生物炭对土壤微生物和养分的影响,旨在为玛瑙红樱桃的丰产优质栽培及生物炭在果树上的应用提供理论依据。试验设置0(CK)、5(C1)和10(C2)kg/株3个生物炭施用量,结果显示:在始花期,C1处理显著提高细菌、反硝化细菌数量,C2处理显著提高好氧固氮菌数量;在盛花期,生物炭的添加显著提高了土壤微生物多样性和反硝化细菌数量;在结果期,C2处理显著提高真菌数量;添加生物炭处理提高了土壤pH值和有机质含量,但对土壤养分的影响因物候期而异。结果表明,生物炭的添加能提高玛瑙红樱桃土壤微生物量、微生物多样性、土壤养分,但提高效果与植物所处生长状态有关。     

生物炭对桃园土壤微生物功能多样性的影响

以不施生物炭和微生物肥为对照,通过不施生物炭和施微生物肥(BF)、低量生物炭和不施微生物肥(BC1)、低量生物炭和施微生物肥(BC1+BF)、高量生物炭和不施微生物肥(BC2)、高量生物炭和施微生物肥(BC2+BF)等处理,测量土壤的全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、含水量、有机质含量等理化性质,并结合Biolog-ECO微孔板技术,分析水蜜桃园土壤微生物群落的功能多样性。结果表明,与CK处理相比,BC1和BC2处理的全氮、碱解氮、速效磷和速效钾无明显差异;BC1+BF处理的土壤中碱解氮明显下降,速效钾明显提高,BC2+BF处理的各参数均无明显差异。BC2+BF处理的土壤微生物碳(SMBC)明显增多,但BC2和BC2+BF处理的土壤微生物氮(SMBN)明显降低。BC2处理的AWCD(平均颜色变化率)、Shannon指数和Simpson指数均明显降低,但BC2+BF处理的这些参数无明显差异。通过PCA分析发现,BC2处理与其他处理相隔比较远,有明显的区分,但BC2+BF与BC1+BF相近。综上所述,土壤施入高量生物炭处理会抑制氮利用微生物的生长,且对其微生物群落多样性有不利影响,但施加BF有...     

生物炭与土壤微生物相互作用研究进展

生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质.目前关于生物炭农用效果的研究侧重于微生物生态方面,施加生物炭对土壤微生物的影响与生物炭性质及土壤环境条件有关.综述了生物炭与土壤微生物之间存在的直接和间接相互作用:一方面,微生物可直接矿化生物炭;另一方面,施加生物炭后土壤环境变化又间接影响微生物.     

生物炭对塿土土壤微生物及酶活性的影响

研究玉米-小麦轮作体系条件下生物炭施用量对塿土土壤微生物及酶活性变化的影响。结果表明:随生物炭施用量的增加,玉米、小麦生育季土壤脲酶、过氧化氢酶活性均增加,玉米收获期碱性磷酸酶活性增加,并存在显著性差异;对小麦季碱性磷酸酶影响不显著。生物炭施用量为80t·hm~(-2)时,能够显著提高微生物种群数量且达到最高。施用生物炭能够增加微生物碳氮量,并减少微生物量碳氮比的季节波动。     

生物炭对连作障碍条件下土壤微生物和草莓生长的影响

为合理利用农业废弃物和防治草莓连作障碍,以草莓连作8年的土壤为研究对象,设定5个生物炭水平,分别添加质量分数为0%、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的小麦秸秆生物炭,研究生物炭处理对连作障碍条件下草莓生长和土壤微生物特征的影响。结果表明,施用生物炭能够增加草莓根际土壤微生物含量,随着生物炭的增加,微生物总量先升高然后降低,根长和叶面积变化也表现出相似的趋势。当生物炭添加量为0.30%时,草莓根际土壤微生物最丰富,微生物总量达6.15×10~7 CFU/g,比不添加生物炭提高了49.03%,有效地改善了土壤环境,进而有利于草莓的生长,草莓根系生长量提高,有利于营养吸收和物质转化,单株叶面积比不添加生物炭的处理显著增大,进而更有利于干物质积累和产量的形成。土壤细菌和真菌数量与根系某些指标为显著或极显著正相关,与叶面积表现出极显著正相关关系,而放线菌与根系生长和叶面积相关性不大。总之,施用生物炭能有效提高连作障碍条件下草莓根际土壤微生物数量,促进草莓根系和叶面积的生长,且添加量为0.30%时,对连作土壤改良效果最好。     

生物炭及炭基肥对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P0.01),含水量和全钾有显著影响(P0.05)。【结论】生物炭和炭基肥长期施用明显改善了土壤理化性质;相较猪厩肥,施用生物炭不利于真菌和革兰氏阴性细菌的积累,而且施用生物炭和炭基肥对土壤微生物群落的影响不同,施用生物炭有利于细菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/细菌比和土壤微生物群落结构多样性的提高;土壤pH、全氮、有机质、含水量和全钾依次是影响土壤微生物群落的重要因子。     

生物炭固定化微生物修复污染土壤研究进展

生物炭固定化微生物技术具有高效、成本低和环境友好性的优点,在土壤修复中展现出巨大的应用潜力,成为目前的研究热点。本文在系统总结国内外生物炭固定化微生物技术修复污染土壤的最新研究进展基础上,重点分析了生物炭作为载体的适宜性,探讨了微生物筛选的重要性,对比分析了固定化方法（如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法等）,探究了不同环境因素对生物炭固定化微生物技术修复污染土壤效果的影响,揭示了生物炭与微生物修复重金属和有机污染土壤过程中多种作用机制的协同效应,既包括生物炭作为固定化载体对微生物的保护及快速定殖作用,也包括生物炭对污染物的吸附作用,还包括微生物对污染物的降解作用。最后,对该技术在土壤污染修复中的应用提出了展望和建议。     

生物炭对土壤有机碳及微生物影响研究进展

生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质。生物炭能够影响微生物参与的与土壤有机碳 库周转相关的生物地球化学循环过程。生物炭对土壤有机碳和微生物的影响与生物炭性质、施加量、土壤环境条 件有关,各研究结论并不一致。一些研究指出施加生物炭可以增加土壤有机碳抵抗微生物降解的稳定性,降低土 壤有机碳的矿化速率,具有良好的固碳潜力。然而也有很多学者报道了施加生物炭对土壤微生物性质产生有益的 影响,如增加土壤微生物生物量和活性,从而显著提高土壤有机碳的矿化速率。在综述生物炭对土壤本身有机碳 分解、土壤有机碳活性和稳定性、土壤团聚体及其稳定性、土壤微生物生物量和活性、土壤微生物群落结构影响 的基础上,提出未来的研究需要综合考虑生物炭还田可能带来的潜在环境效益和风险。     

生物炭及其对土壤环境的影响

综述了生物炭的基本特性、环境效应以及生物炭对土壤理化性质、微生物数量及种群结构多样性的影响。土壤中添加生物炭可以提高其对土壤水分和养分的吸附能力,并且增加土壤持水性和养分有效性,延缓肥料养分的释放,进而增加土壤保肥能力,提高养分利用率;生物炭的特性也为土壤微生物提供了栖息的场所和养分,从而提高土壤微生物的数量。不同生物炭类型所提供的碳源的差别,将会引起土壤微生物群落组成和多样性发生变化。最后,对生物炭研究过程中需要注意的问题进行了展望。     

生物炭对棕壤大豆根际微生物的影响

为了探讨生物炭对棕壤大豆根际微生物群体的影响,试验设置CK(0kg·hm-2),C1 (750kg· hm-2),C2( 1500kg· hm-2),C3(3000kg·hm-2),C4(6000kg· hm-2)5个生物炭梯度,分别在大豆苗期、开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期测定土壤微生物数量、pH值和田间持水量的动态变化,并观察微生物在炭粒与土粒中的分布情况.结果表明:多数生育期生物炭处理提高大豆根际土壤中细菌数量,最高增加94.9％;前4个生育期,与CK相比真菌和放线菌数量减少,分别减少13.6倍和47.2％,但成熟期C4真菌增加0.51倍,而放线菌则提高2.09％.细菌真菌比例提高,成熟期C4比CK高70.7％.土壤pH提高,成熟期C4比CK高5.6％.炭粒中微生物数量少于土粒.通过增加土壤细菌与真菌数量比例,以及提高pH,生物炭可能成为缓解大豆连作障碍的土壤改良剂.     

森林土壤微生物生物量动态变化研究进展

土壤微生物生物量是土壤有机质中最为活跃的部分,它调节着陆地生态系统的生物地球化学过程.不少研究表明,森林土壤微生物生物量具有明显的季节动态变化特征.本文在综合前人研究的基础上,对森林土壤微生物生物量的季节动态变化规律及其影响因子进行了归纳和总结,发现森林土壤微生物生物量的季节波动主要有夏高冬低型、夏低冬高型和干-湿季节交替循环型3种模式,这些变化类型主要与土壤温度、土壤湿度、季节干-湿交替循环或与植物的生长节律等有关.在今后的相关研究中,要加强对森林土壤微生物生物量季节动态变化调控机理的研究,并注重对土壤微生物生物量C 与土壤微生物生物量N、P动态变化的耦合关系的研究.     

菌根菌与益生菌组合对桉树苗木生长的影响

[目的]探讨菌根菌与益生菌组合对桉树苗木生长的影响,从而进一步提高桉树人工林的生产力和造林成活率,以提高树林土壤肥力、涵养水源与维持资源多样性及生态功能.[方法]把马勃菌根真菌与解磷菌、解钾菌、固氮菌组合接种到桉树组培幼苗上,育苗3个月后,检查苗木菌根感染率,按完全随机试验设计的方法抽样测定苗木的苗高、地径、生物量.[结果]供试的11个益生菌组合接种育苗3个月后,桉树幼苗的菌根感染率在70%~90%;在接种3个月之后,苗木高比对照增加22.95%~64.40%,地径比空白对照增加23.53%~61.18%,生物量(干重)比对照增加7.72%~98.15%;各组处理的苗木苗高、地径、生物量与空白对照间均存在极显著差异.[结论]益生菌组合对桉树苗木的生长有不同程度的促进效果,Z-3、Z-5、Z-8、Z-4、Z-2、Z-11等6个菌株组合在促进桉树生长方面效果尤为明显,可作为对桉树生长效应有良好影响的优良菌株组合.     

生物炭对铜胁迫下红壤地油菜苗期叶绿素和保护性酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同生物炭添加量(质量分数为0、2%、5%)对铜胁迫(300 mg·kg~(-1))下红壤地油菜(Brassica campestris L.)苗期叶绿素含量、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]、可溶性蛋白含量及丙二醛含量(MDA)的影响。结果表明:铜胁迫下油菜叶片的叶绿素a、b和总叶绿素含量均有所降低,SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量均增加;随着生物炭添加量的增加,油菜叶片的叶绿素a、b及总叶绿素含量呈上升趋势,油菜叶片的SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量则均呈一定的下降趋势。综合来看,施加生物炭有利于提高红壤地铜污染(300 mg·kg~(-1))中油菜苗期的叶绿素含量,减缓铜胁迫的毒害作用,从而有利于维持油菜正常生长。     

猪粪炭对茶园土壤硝化过程及微生物酶活性的影响

为探讨猪粪炭对茶园土壤的改良作用,通过35 d的好气密闭培养实验,研究猪粪炭施加对茶园土壤的硝化过程、温室气体N₂O排放及土壤微生物酶活性的影响。结果表明：施加猪粪炭可以改善茶园土壤的酸性环境,显著提高土壤pH,使其更适宜茶树的生长;茶树是典型的喜铵厌硝植物,较高的硝铵比不利于茶树的生长,低、中量猪粪炭施加显著增加土壤pH,并未促进茶园土壤的硝化作用,且显著降低土壤N₂O累积排放量高达41.2%~58.7%;高量猪粪炭施加显著增加茶园土壤净硝化速率,降低N₂O累积排放量62.4%;猪粪炭施加显著提高土壤FDA水解酶、脲酶及脱氢酶活性。研究表明,适量猪粪炭的添加可以改善茶园土壤的酸碱环境和微生物活性,促进土壤的生物化学反应和土壤养分元素的循环,从而提高土壤养分的可利用性和土壤质量。     

桉蝙蛾幼虫对桉树树干及其林下浅层土壤挥发物的嗅觉行为反应

【目的】通过比较健康和受桉蝙蛾幼虫危害的桉树树干及其林下浅层土壤挥发物的组成与含量,探究桉蝙蛾幼虫由地栖环境向树栖危害的转移机制,为其生态防治提供理论依据。【方法】采用动态顶空吸附法提取健康和受桉蝙蛾幼虫危害桉树树干及其林下浅层土壤挥发物,利用气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）测定挥发物的组分及含量,通过随机森林算法分析,选择5种挥发物用于测定桉蝙蛾幼虫的嗅觉行为反应。【结果】从健康和受害桉树树干及浅层土壤中分别鉴定出17、47和23种挥发物。随机森林分析结果显示,健康与受害树干挥发物的比较中,左旋-β-蒎烯、3,3-二甲基-6-亚甲基环己烯和左旋-α-蒎烯的重要性较高;桉树树干（健康及受害）与浅层土壤挥发物的比较中,左旋-β-蒎烯、莰烯、桉叶油醇、邻伞花烃、3,3-二甲基-6-亚甲基环己烯和左旋-α-蒎烯的重要性较高。行为测定结果显示,莰烯和邻伞花烃（浓度10 mg/mL）分别对桉蝙蛾3龄幼虫具有显著（P<0.05）和极显著（P<0.01）的引诱作用。【结论】桉树树干挥发物中的邻伞花烃和莰烯均可显著吸引桉蝙蛾3龄幼虫,且均在受害桉树树干挥发物中含量更高,推测二者对桉蝙蛾幼...     

Contrasting resilience of soil microbial biomass,microbial diversity and ammonification enzymes under three applied soil fumigants

Fumigation is a widely applied approach to mitigate the soil-borne diseases. However, the potential effects of currently applied fumigants on ammonification remain unclear. An 84-day incubation experiment was conducted based on nonfumigated soil(CK) and fumigated soil using three common fumigants, i.e., chloropicrin(CP), 1,3-dichloropropene(1,3-D), and metam sodium(MS). The results showed that, the three fumigants all decreased the microbial C, and the largest reduction(84.7%) occurred with the application of CP. After fumigation, the microbial diversity in the CP treatment rapidly recovered, but that in the 1,3-D treatment decreased and did not recover by the end of the experiment. The application of MS showed no impact on the microbial diversity during the assay, indicating that significantly different microbial diversity can be achieved by choosing different fumigants. Furthermore, the three fumigants showed divergent effects on the enzymes involved in ammonification. The analysis showed that the enzyme variation with CP application was mainly associated with the changed microbial C and N(P0.05), and not with the microbial community, which was different from the observed effects of 1,3-D or MS application. In addition, the soil quality index showed that CP was still significantly harmful at the end of incubation compared with the good resilience of MS, indicating that CP may not be a suitable fumigant.     

改性沸石改良底泥对土壤中微生物生物量碳及酶活性的影响

为了减小底泥中重金属的活性,实现底泥回田再利用,以洞庭湖重金属污染底泥为实验对象,探究以Na Cl和壳聚糖改性沸石改良的底泥对土壤中微生物生物量碳和生物酶(脲酶和脱氢酶)活性的影响。实验结果表明,两种沸石改良底泥添加后,土壤中水溶态金属浓度减小。Na Cl改性沸石处理组(沸石/底泥质量比3/7)和壳聚糖改性沸石处理组(沸石/底泥质量比1/9、3/7和6/4)中微生物量碳含量增加,微生物量C/N比最大提高至原来的2.8倍。壳聚糖改性沸石添加底泥对土壤生物酶影响较Na Cl改性沸石明显,土壤脲酶和脱氢酶活性随壳聚糖改性沸石投加量的增加而明显提升,壳聚糖改性沸石最大投加量组中(6/4)脲酶和脱氢酶活性较对照组分别增大1.1、1.6倍。     

不同原料生物质炭对重金属污染土壤微生物活性的影响

  目的  探究不同原料制备的生物质炭能否缓解长期重金属污染对土壤微生物活性的胁迫效应,为污染土壤生物质炭修复提供科学依据。  方法  将竹材边角料(BB)、山核桃Carya cathayensis蒲壳(PB)和玉米Zea mays秸秆(CB)制备的3种生物质炭分别以3%比例(炭土质量比)添加到长期受铅、镉污染土壤中,分析生物质炭短期施用下土壤养分、重金属有效质量分数和土壤微生物活性的变化特征。  结果  3种生物质炭添加均未影响土壤重金属全量,而显著(P＜0.05)降低了土壤氯化钙可提取态铅、镉质量分数。与不施生物质炭处理相比,BB、PB和CB分别使可提取态铅质量分数显著(P＜0.05)降低了69%、84%和72%;使可提取态镉质量分数显著(P＜0.05)降低了26%、63%和36%,且PB处理显著(P＜0.05)低于BB和CB处理。PB和CB添加均显著(P＜0.05)提高了土壤pH(0.79和0.51个pH单位)、有机碳质量分数(37%和74%)、全氮质量分数(12%和41%),而BB添加对其影响不显著。BB、PB和CB分别使土壤磷脂脂肪酸总量提高了33%~56%、革兰氏阳性菌提高了30%~41%、革兰氏阴性菌提高了40%~66%、放线菌提高了34%~52%、真菌提高了33%~79%,但3种处理间无显著差异(除PB和CB处理的磷脂脂肪酸总量显著高于BB处理)。3种生物质炭均显著(P＜0.05)提高了脱氢酶活性(2~6倍),但未影响土壤基础呼吸速率,而PB处理显著(P＜0.05)降低了细菌胁迫指数(13.9%),提高了底物诱导呼吸速率。  结论  山核桃蒲壳制备的生物质炭可作为较好的改良剂,降低土壤铅镉有效性,恢复土壤微生物的数量和活性。图4表3参29     

四种生物炭对潮土土壤微生物群落结构的影响

为探究生物炭对土壤微生物群落结构的影响,以花生壳生物炭(PBC)、玉米秆生物炭(MBC)、杨木屑生物炭(ABC)和竹屑生物炭(BBC)为试验材料,每种生物炭分别以0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1)的浓度添加到供试潮土中,经过45 d的室内培养后用磷脂脂肪酸(PLFAs)法分析土壤中微生物群落结构。研究结果表明:施用PBC、MBC和ABC对土壤总微生物总量、土壤细菌量有促进作用,但其增加幅度随生物炭浓度的升高呈现降低趋势,而添加BBC则会显著降低土壤微生物总量、土壤细菌量;PBC、MBC、ABC和BBC对土壤真菌细菌比有显著的促进作用;适量添加生物炭(20.0、40.0、80.0 g·kg~(-1))会增加真菌量,但大量(160 g·kg~(-1))添加PBC、BBC会显著降低真菌量。施入生物炭后,生物炭自身特殊理化性质和土壤理化性质如酸碱度、土壤电导率、比表面积、孔径等的变化是导致土壤微生物群落变化的主要原因;适量施加ABC、PBC相比于BBC、MBC更有利于潮土土壤微生物群落结构的发展。     

外源Cd胁迫对红壤性水稻土微生物量碳氮及酶活性的影响

研究外源Cd对红壤性水稻土微生物学指标的影响。采集湖南长沙红壤性水稻土,设置外源Cd胁迫浓度梯度为0、1、3、5、7 mg·kg~(-1)和10 mg·kg~(-1),进行室内模拟土壤Cd污染培养实验,测定土壤微生物生物量碳、氮和土壤酶活性指标。结果表明:土壤微生物生物量碳、氮含量随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先上升后降低的趋势,当外源Cd胁迫浓度为1 mg·kg~(-1)时,土壤微生物生物碳、氮含量达到最大值;土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶的活性随着外源Cd胁迫浓度的增加而显著降低;而土壤蔗糖酶活性随外源Cd胁迫浓度的增加表现为先下降后上升再下降的趋势。由通径分析可知:外源Cd胁迫可以直接影响土壤微生物生物量,也可以通过酶活性间接影响土壤微生物生物量,Cd污染对酶活性的影响也有同样的作用机制;其中Cd胁迫对微生物生物量碳的直接抑制作用系数最大(-1.110),与脱氢酶的相关系数最大(-0.952~(**))。综上,外源Cd胁迫对土壤微生物生物量和酶活性均有不同程度的抑制作用,其中对脱氢酶活性抑制作用最为明显。