氮肥对水田与旱地烤烟烟叶氮浓度和相关酶活性的影响

试验采用裂区设计,以硝态氮和铵态氮两种氮素形态为主处理,5个供氮水平为副处理,在大田条件下研究了水田与旱地烤烟在团棵、旺长、脚叶采烤、腰叶采烤和顶叶采烤等5个生育期烟叶的总氮浓度、硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性的氮肥效应。结果表明,水田与旱地烤烟在各氮肥处理下团棵期烟叶的氮浓度最高,旺长期稍有下降,至脚叶采烤期则迅速降低;烟叶中的硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性从团棵到旺长期迅速升高,进入采烤后逐渐降低。水田烤烟烟叶总氮浓度和硝酸还原酶活性比旱地烤烟大,而谷酰胺合成酶则水田小于旱地,说明烤烟在水田状况下吸氮能力比旱地烤烟强;然而水田烤烟氮同化能力比旱地烤烟弱。试验结果还表明,水田与旱地烤烟烟叶的总氮浓度、硝酸还原酶和谷酰胺合成酶活性分别在09～0.kg/hm2和07～5.kg/hm2范围内随施氮量的增加而提高;由于土壤中铵态氮的转化与硝态氮淋溶损失,导致铵态氮的肥效优于硝态氮。     

放牧对小嵩草草甸土壤酶活性及土壤环境因素的影响

观测了放牧对高寒小嵩草草甸土壤酶活性及土壤环境因素的影响,结果表明:①随着放牧压力的增大,植被盖度、地上生物量、土壤有机质、全氮、硝态氮、全磷、有效磷、土壤水分明显下降,而地下生物量、土壤容重、pH及根土比呈现增大趋势,不同放牧处理间植物群落特征及土壤理化特性显示出明显的差异(P0.05);②纤维素分解酶、多酚氧化酶、脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均随放牧压力增大而下降,只有过氧化氢酶以轻牧最高,各处理间上述土壤酶活性差异程度不同;③随着土壤深度的增加,土壤水分含量、地下生物量、根土比、土壤有机质及氮、磷养分等明显下降,而土壤容重和pH逐渐增大,且不同层次之间存在显著的差异(P0.05);④除过氧化氢酶和多酚氧化酶外,其它土壤酶活性随土壤深度的加深显著减小。     

Relationships between soil properties and feeding activity of soil fauna in acid forest soils

We investigated the relationships between soil chemical properties, humus form, and feeding activity in eight forest sites in Northrhine‐Westphalia, Germany. The study sites varied in forest type (oak, oak‐hornbeam, spruce, and pine). Three study sites were located under the same climatic conditions, and five study sites were distributed all over Northrhine‐Westphalia. We determined humus form, soil chemical properties, and feeding activity in three replication plots per site. We used the bait‐lamina test to determine feeding activity of soil fauna. Independent of forest type, all study sites were very acid with pH(CaCl₂) values in the Ah horizon between 2.8 and 4.0. The three study sites located under the same climatic conditions showed very homogenous soil chemical properties (pH in Ah: 2.9–3.0), whereas the five other sites varied significantly due to their soil chemical parameters (pH in Ah: 2.8–4.0). All single sites presented feeding activities with a very low spatial heterogeneity. Forest types and climatic conditions were not related to activity of soil fauna. Feeding activity and thickness of the O layer were strongly negatively correlated, whereas the activity was strongly positively correlated to soil pH in the five study sites with a wide range of soil chemical parameters. The three extremely acid forest sites presented significant differences in feeding activities that were not related to soil chemical properties.     

黄土丘陵区垂直陡壁表面不同类型生物土壤结皮养分与微生物养分限制特征

生物土壤结皮的发育类型对土壤养分和微生物代谢起着重要作用。为进一步明确在生物结皮发育过程中微生物的限制性养分与影响因素,研究选择黄土丘陵区垂直陡壁表面上的裸土(CK)、浅色藻结皮(LA)、深色藻结皮(DA)、藻藓混合结皮(AM)和藓结皮(M)为研究对象,分析了不同生物土壤结皮类型下碳(C)、氮(N)、磷(P)养分状况与胞外酶活性,并通过胞外酶化学计量来量化微生物的代谢限制。结果表明:LA,DA,AM和M这4种类型生物土壤结皮C,N,P养分含量和微生物生物量C,N,P均显著高于CK(p<0.05),并且SOC,TN,TP和微生物生物量C,N,P随CK,LA,DA,AM和M的顺序逐渐增大,藓结皮微生物量C,N,P分别是CK处理的18.3,27.6,14.1倍。生物土壤结皮的发育显著提高了C,N,P循环酶的活性,冗余分析结果表明土壤养分与酶活性密切相关。此外,通过酶计量的矢量模型结果来看,生物土壤结皮的发育造成微生物相对碳限制的增大与相对磷限制的减小,并受到速效养分含量的影响。偏最小二乘路径模型结果也表明生物土壤结皮的类型会间接影响微生物的代谢限制。总的来说,生物土壤结皮类型的变化会改善土壤养分状况与微生物量等性质,养分资源的供应状况会造成微生物养分代谢的变化。     

苔藓结皮及其下层土壤的胞外酶活性与微生物CUE特征

为进一步明确苔藓结皮对下层土壤养分的影响及微生物对养分的利用特征,以黄土丘陵区典型退耕地上发育的苔藓结皮及其下层土壤(0—2 cm,2—5 cm,10—20 cm)为研究对象,分析在剖面尺度下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)养分状况、胞外酶活性以及微生物CUE特征。结果表明:苔藓结皮显著提高了表层土壤养分含量,结皮层的SOC,TN,TP,DOC,DON和Olsen-P含量分别是10—20 cm土壤养分的2.58,2.34,1.13,2.30,4.30,7.36倍。与养分含量特征一致,微生物生物量随土层深度的增加逐渐降低。在整个剖面尺度上,微生物群落存在较为稳定的元素内稳态以保持自身C,N,P的计量平衡。参与C,N,P循环的相关胞外酶活性在剖面尺度上表现出差异,β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)随深度增加逐渐降低,而β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)则表现为先降低后增加的趋势,底层土壤较高的NAG和AP酶活性反映出N,P养分的匮乏。微生物CUE在剖面尺度上表现为先降低后增加的趋势,平均水平为0.25,表明表层与深层土壤更有助于C的固存。此外,方差分解(VPA)和线性模型结果均指出养分状况和土壤酶是影响微生物CUE的关键因素。总的来说,苔藓结皮对表层土壤的养分和微生物代谢产生积极作用,尽管底层土壤养分匮乏,但仍保持较高的微生物C利用效率。     

宁南山区土壤酶活性特征及其与肥力因子的关系

分析了黄土丘陵区土壤酶活性与土壤肥力因子之间的关系。相关分析结果表明,土壤有机质与全N、速效磷、速效钾等密切相关,同时与土壤几种酶活性有较好的相关性。土壤酶活性依赖于有机质,当有机质含量增加时,酶积极参与其转化分解过程,活性提高。脲酶、蔗糖酶活性与土壤N、P、K含量关系最大,土壤速效钾与蔗糖酶活性关系最大。通径分析结果表明:土壤肥力因子对脲酶活性的直接作用顺序为有机质>速效钾>速效氮>阳离子交换量>全N>速效磷>物理性黏粒>土壤pH。有机质是影响土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性的主要因素,速效钾是影响蔗糖酶活性的最主要因素。     

不同玉米基因型的磷效率和相对生物性状的差异及其回归模型研究

以32个不同玉米基因型为材料,在低磷和高磷两个供磷水平下,分析不同玉米基因型生物学性状和磷效率的基因型差异,根据相对生物学性状与磷效率,磷吸收效率和磷利用效率与磷效率进行多元线性回归分析,分别建立它们的最优回归方程,同时进行耐低磷基因型的筛选。结果表明,相对株高、相对地上部干重、相对地下部干重和相对叶龄基因型间变异范围分别为0.3090～0.9780、0.3140～0.947、0.3671～1.400和0.4550～0.790;磷效率、磷吸收效率和磷利用效率基因型间变异范围分别为0.1960～0.935、0.8794～4.235和0.6211～1.764。相对地下部干重对磷效率的回归系数显著,建立磷效率与相对地下部干重的最优回归模型为:Y=-0.087+0.702X3,(P0.05;R2=0.6549);磷吸收效率和磷利用效率对磷效率的偏回归系数均显著,建立磷效率与磷吸收效率和磷利用效率二者的最优回归模型为:Y=-0.379+0.274.X1+0.301.X2,(P0.05;R2=0.7390)。耐低磷基因型的筛选结果表明,待选材料中,磷效率和相对生物性状都优良的只有178和082两个基因型,其他大部分基因型的磷效率和相对生物性状都是中低类型。     

玉米/蒜苗套作系统中土壤微生物和土壤酶状况分析

对玉米蒜苗套作根区进行隔膜、隔网和无隔处理以及各自单作处理,通过处理间的相互比较,分析影响套作产量的主要土壤因素。结果表明:套作蒜苗土壤微生物上升其主要原因是根系间的非接触物质交换;套作玉米除此外,地上部环境的改变也使根部土壤微生物数量上升。根系间的非接触效应还使蒜苗、玉米土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性提高,而环境因素的改变也使玉米过氧化氢酶,蒜苗脲酶活性提高。相关性分析表明:微生物对蒜苗根际土壤酶活性的影响大于对玉米土壤酶的影响。     

工业化自动多层翻板式豆粕固态发酵床的设计与试验

传统固态发酵条件难以控制、工业放大困难、能耗高、占地面积大,不能实现工业化流水线自动生产,更不能适应目前发酵行业规模化发展的需要。为了解决这些问题,运用现代工业设计理念,结合机械化及自动化控制技术,设计了可进行灭菌、接种、拌料、发酵的固态发酵装置。以此装置为基础,形成了集原料预处理、配料、发酵、干燥为一体的固态发酵生产系统,现已成功投产。以豆粕为原料,采用设计的生产线进行豆粕酶解发酵试验。在固态发酵期间,发酵相对湿度控制在38%~42%,而发酵24 h后,温度能稳定在37?C左右,适合微生物生长。发酵72 h结束后,饲料中酸溶性蛋白质量分数相对提高了21.2%,KOH溶解度从57.19%提高到了77.45%。结果表明:豆粕酶解发酵饲料的各项参数满足企业标准,产品质量优良。发酵过程中装置运行稳定,生产规模大,单批次最大生产量为10 t,满足工业化生产需要。该装置机械自动化水平高,可以连续批量生产,适用于生物饲料、生物肥料、生物色素、生物农药、生物燃料、生物酶制剂等多个领域。     

基于结构方程的滇东石漠化地区土壤理化性质与酶活性研究

[目的]明确滇东石漠化地区不同恢复模式效果差异以及养分对酶的影响关系,为石漠化地区恢复措施提供理论依据。[方法]以土壤酶活性为恢复效果的衡量指标,采取基于模糊数学的土壤质量评价办法,得到不同模式下土壤酶指数,用以比较恢复模式的效果。基于土壤理化性质与酶活性相关性分析的结果,采取结构方程模型量化土壤理化环境和酶活性环境,进而分析不同土壤理化环境对不同酶环境的影响。[结果]酶活性大小排序为:灌草模式针阔混交林模式阔叶林模式针叶林模式裸地;由结构方程模型和有机质、全磷估计出的养分子环境对由脲酶活性、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性构成的酶活性环境存在显著正影响。[结论]灌草模式和针阔混交林模式对石漠化恢复有较好作用。养分环境对酶活性环境的影响系数为0.87。