环境胁迫对土壤动物生态学影响研究进展

土壤动物是陆地生态系统重要的组成部分,它们参与土壤有机质分解、植物营养矿化及养分循环等作用。但是随着工农业的发展,土壤污染越来越严重,从而土壤动物也随之受到影响。因此,本文着重从以下四个方面综述了主要的环境胁迫对土壤动物生态学的影响:(1)农药污染:随着农药污染程度的加重,土壤动物类群、个体数量、多样性指数、均匀性指数、个体数密度等会逐渐降低,但是不同类型的农药对土壤动物的影响程度不同,杀虫剂农药比除草剂影响程度大,不同的土壤动物对农药污染的敏感程度也不同;(2)重金属污染:重金属污染对土壤动物的影响其结果与农药污染相似;(3)氮沉降:氮沉降对土壤动物的影响会随着环境条件的不同而发生变化;(4)大气CO_2浓度升高:国外学者主要利用FACE(Free-Air CO_2 Enrichment)开放式CO_2系统对土壤动物进行研究,发现土壤动物对大气CO_2浓度的升高,能够产生正向、中性和负向的响应。最后本文指出了中国在土壤动物生态学领域急需开展研究的几个方面。     

氮素浓度和水分对水稻土硝化作用和微生物特性的影响

为了明确不同氮素浓度和水分对土壤硝化作用和微生物特性的影响,特别是高氮素浓度下的响应特异性,以红壤水稻土为供试土壤,设置4个硫铵用量水平[0(CK)、120 mg(N).kg-1(A1)、600 mg(N).kg-1(A2)、1 200 mg(N).kg-1(A3)],调节土壤水分为饱和持水量(WHC)的40%、60%和80%,研究了短期内不同氮素浓度和不同水分条件下土壤硝化作用、微生物生物量碳和微生物功能多样性的变化。结果表明:在40%、60%和80%WHC水分条件时,硫铵A2、A3浓度处理土壤硝化率和硝化速率普遍较低,硫铵A1浓度处理硝化率和硝化速率随土壤含水量的升高而升高;同含水量时随硫铵用量的升高而显著降低。在40%、60%和80%WHC水分条件时,微生物生物量碳随硫铵浓度的升高而降低;同浓度硫铵用量水平时,微生物生物量碳的变化基本表现为:60%WHC80%WHC40%WHC。分析发现不同水分和硫铵处理之间存在交互作用。BIOLOG分析显示:不同氮素浓度和不同水分处理,60%WHC下A1处理的平均吸光值(AWCD)和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大,其次为60%WHC的硫铵CK处理,而不同水分下硫铵A2、A3处理,其AWCD值和Shannon、Simpson、McIntosh多样性指数都较低,进一步说明过量施肥导致微生物活性降低。不同氮素浓度和水分条件下土壤微生物和生化性状不同,过量施用化肥后将有可能造成土壤微生物性状和生化功能衰减。     

肥际氮素浓度下添加不同碳源对水稻土微生物特性的影响

研究肥际氮素浓度下添加不同碳源后微生物的变化特征,对于了解不同活性碳源对肥际养分浓度下氮素转化和调控作用以及提高氮素利用率等具有重要意义。采集我国亚热带地区典型的水稻土,模拟肥际氮素浓度,设置不同硫铵用量和葡萄糖、纤维素或木质素碳源添加处理,进行室内培养试验,研究了各处理土壤微生物生物量碳氮、矿化及微生物群落功能多样性的变化。结果表明,在培养7天和35天,高氮素用量下与不添加碳源处理相比,添加葡萄糖、纤维素和木质素各处理土壤微生物生物量碳分别增加5.0%～126.8%、17.5%～210.9%和14.7%～210.0%,微生物生物量氮分别增加-5.4%～109.3%、32.0%～173.1%和-14.2%～194.8%(负数表示减少)。而中等和常量氮素条件下添加这3种碳源,土壤微生物生物量碳氮也呈增加趋势。肥际氮素各浓度下添加葡萄糖处理CO2释放量最多,其次是添加纤维素,最后是添加木质素。BIOLOG分析显示,高、中氮素用量下,平均吸光值(AWCD)、Shannon、Simpson和McIntosh指数都较低,添加3种碳源处理后均有提高,而单独添加不同碳源及添加常量氮素和碳源处理,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。较高的肥际氮素浓度下添加葡萄糖、纤维素或木质素可提高土壤微生物活性。在当前大量施无机氮肥的条件下,注重有机物的配合施用,有利于减小氮素损失的风险。     

不同粒径磷矿粉钝化土壤重金属Cd、Pb的机制研究

采用盆栽试验,研究磷矿粉不同粒径(0.1、1.5、150μm)的3种不同用量(1、2、4 g·kg-1土)钝化土壤重金属Cd和Pb的效应及机制。结果表明,磷矿粉的粒径越小、用量越大,上海青产量越高,叶面积越大,植物体内Cd、Pb的含量越低,土壤中交换态Cd、Pb的含量越低,残渣态Cd、Pb的含量越高。与对照相比,0.1μm磷矿粉高用量(4 g·kg-1土)的处理上海青的产量和叶面积分别显著增加87.3%和147.9%,叶中Cd和Pb含量分别显著降低46.9%和61.9%,根中Cd和Pb含量分别显著降低47.9%和35.3%,土壤交换态Cd和Pb含量分别降低44.8%和44.9%。150μm磷矿粉低用量(1 g·kg-1土)处理叶面积、植物体内Cd、Pb含量与对照都没有达到显著差异。1.5μm磷矿粉处理效果介于0.1μm和150μm磷矿粉处理之间。可见,0.1μm磷矿粉钝化土壤重金属效果最好,其机制是降低了植物容易吸收的交换态Cd和Pb的含量。     

沼液配施化肥对蜜柚产量、品质及土壤重金属的影响

以8年生蜜柚为供试材料,通过连续3年施用猪粪沼液的田间定位试验,研究等氮磷钾条件下不同比例沼液与化肥配施对蜜柚产量、品质及土壤重金属和盐分的影响。结果表明,随沼液施用年限增加,TFN25%和TFN50%处理蜜柚增产优势逐渐显现,与TF处理相比较,试验第3年TFN25%处理的蜜柚产量增加了6.91%,果实粒化率和裂果率降低,Vc、可溶性糖含量和糖酸比提高。随沼液替代比例和施用年限的增加,土壤中Cu、Zn含量有显著增加,但均低于国家污染土壤的重金属限量标准,土壤电导率随沼液替代比例的增加而增加。综上,沼液替代25%化肥用量的处理在蜜柚果园应用效果较好,可在生产上推广,但长期沼液灌溉的影响还需进一步的观测和评价。     

影响琯溪蜜柚裂果水肥因素调查与初步规律研究

摘要： 【目的】平和县以琯溪蜜柚为主栽品种的蜜柚园发展迅速,摸清该地区蜜柚裂果的影响因素至关重要,但气候自然条件等因素人为难以改变,因此探索该地区蜜柚裂果在水肥养分供给、栽培过程中存在的问题,可为有效降低蜜柚裂果提供理论及技术支撑。【方法】蜜柚作为多年生植物,仅通过实验确定裂果影响因素,实验周期长,过程复杂。本次调查在前期施肥数据挖掘和大样本调查分析的基础上,通过对平和292个有效调查蜜柚果园的挂果量、水分供给及养分管理等情况进行调查分析,以期为提出通过人为可控因素降低琯溪蜜柚裂果的水肥管理提供科学依据。【结果】调查结果表明,1）海拔高度越高有利于减轻裂果,挂果量的增加使裂果加剧,高挂果量比低量Ⅲ类裂果增加30%左右;2）裸地栽培会使蜜柚果园裂果程度加重,所占比例高达53.93%。3）土壤质地为砂土和土地利用方式为坡地时,Ⅲ类裂果现象较多,分别占50.00%和47.41%,较黏土和低洼地增加了17.9%和11.22%。4）随着灌溉次数的增多,蜜柚裂果程度逐渐减小,灌溉少量多次比浇灌0次和1-2次Ⅲ类裂果分别低出37.04%和12.20%;5）随着产量水平的提高,Ⅲ类裂果由28.87%增加至60.82%;6）高肥使用量比低量Ⅲ类裂果增加26.90%,其中膨果期NPK高比例影响更为明显;7）钙肥高量到低量时Ⅲ类裂果由29.49%变化到50.79%,其中增加水溶性钙肥和在膨果期施肥能减轻蜜柚裂果。【结论】综合分析,水肥管理是影响琯溪蜜柚裂果的重要因素,可通过人为干预改善水肥条件,从而有效缓解裂果程度,积极推广节水措施,在干旱时能调节水分供应;因地制宜调整肥料结构,增加水溶钙肥,合理选择水溶钙肥各时期比例及形态;果园春夏秋免耕留草或杂草、地膜覆盖,保持土壤湿润。     

不同减量施肥模式对蜜柚产量、品质及经济效益的影响

[目的]通过研究连续3年不同减量施肥模式对蜜柚产量、品质及经济效益的影响,为蜜柚水肥一体化施肥模式下减量施肥提供科学理论依据.[方法]田间试验设置5种不同施肥模式,空白对照(CK)、传统施肥(TF)、追肥期肥料减量30％埋施缓控释肥(SCR)、追肥期肥料减量30％喷水带施肥(DSF)、追肥期肥料减量30％滴灌施肥(DD...     

土壤植物系统硒累积迁移的影响因素及调控

硒是一种对动植物以及微生物比较重要的元素。硒元素供给不足或者过量都会引起地方病的发生,如克山病和大骨节病就有可能与缺硒有关。目前有大量学者对土壤中硒的有效性、植物对硒的吸收和植物中硒的转运以及影响因素进行了全面深入的研究。笔者从土壤硒有效性以及植物对硒吸收两方面,综述了土壤质地、pH、有机质、氧化还原特性、植物种类、施肥、成土母质以及综合污染对土壤-植物系统中硒的迁移转化的影响及其机制,阐述了目前研究中出现的问题和不足,对未来需要进一步深入的研究提出了建议和展望。     

添加葡萄糖及硫酸铵对水稻土微生物生物量和功能多样性的影响

【目的】高养分浓度可能对土壤的碳氮转化和微生物特性产生显著影响。研究高养分浓度下添加葡萄糖对土壤中碳氮的转化调控及其微生物变化特征,可为正确认识特殊条件下养分转化过程特性,提出提高氮素利用效率的措施提供科学参考。【方法】采集中国亚热带地区典型的水稻土样品,设置不同硫酸铵用量和葡萄糖添加量处理,布置室内培育试验,研究了不同处理下土壤中NH4+-N、NO3--N、矿质氮、微生物生物量及微生物群落功能多样性变化。【结果】与不添加葡萄糖处理相比,高硫酸铵用量处理下,添加不同浓度葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮变幅分别为-4.3%-10.2%、-8.0%-41.8%和-3.9%-10.4%,而微生物量碳显著增加了89.6%-126.7%,微生物量氮增加了11.5%-109.0%。中等硫酸铵用量处理下,添加葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度变幅分别为-7.5%-5.8%、6.1%-58.3%和-7.2%-49.4%;微生物量碳氮也有增大趋势。BIOLOG分析显示,高、中硫酸铵用量处理下,AWCD值、Shannon、Simpson和McIntosh指数一直处于较低水平。与常规硫酸铵用量处理相比,仅添加葡萄糖和常规硫酸铵用量下添加葡萄糖后,NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度显著降低了17.3%-29.0%、21.4%-92.9%和18.8%-45.9%,微生物量碳、氮没有显著增加,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。葡萄糖及硫酸铵对土壤微生物量碳和AWCD值的影响存在交互作用。【结论】较高的养分浓度下添加葡萄糖,调节了土壤C/N比,土壤微生物活动增强,提高了氮素的生物固持效率,降低了土壤中无机氮的含量。在当前大量施用无机氮肥背景下,尤其要重视有机无机肥配合,调控氮素转化过程,降低氮素损失风险。