豆科植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

自然界中很多种类的植物与固氮微生物共生,故其自身可进行氮同化,尤以豆科植物为甚。豆科植物由于与固氮微生物共生,所以豆科植物根际土壤的氮素较高于非固氮类植物种类。由于氮素是微生物代谢必需的营养元素之一,所以,豆科植物与非豆科植物的根际微环境存在一定的差异,自然而然两者根际土壤微生物的种群数量及其代谢活性也应存在一定的差异。基于此,本研究拟选取两种豆科植物(合欢Albizia julibrissin和豌豆Pisum sativum)及两种非豆科植物(樱花Prunus serrulata和艾蒿Artemisia argyi)的根际土壤微生物为研究对象,以平板梯度稀释法测定其种群数量,并通过测定纤维素酶、转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶的活性为切入点分析其代谢活性,进而分析豆科植物对根际土壤微生物种群数量及其代谢的影响。本研究结果显示豆科植物的根际土壤细菌和真菌数量显著低于非豆科植物的。木本非豆植物和木本豆科植物根际土壤放线菌数量无显著差异,但是草本豆科植物根际土壤放线菌数量却显著高于草本非豆科植物的。另外,豆科植物根际土壤纤维素酶、转化酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性均显著大于非豆科植物的,而豆科植物根际土壤脲酶活性却显著低于非豆科植物的。另外,转化酶和脲酶活性与真菌数量呈显著相关。     

脱硫渣废弃物对盐碱地油葵根际微生物数量及土壤酶活性的影响

通过大田实验,研究了不同脱硫渣废弃物对油葵（Helianthus annuus）根际微生物数量和酶活性的影响。结果表明：随着生育期的进行,微生物总量在苗期和花期数量较少,成熟期是数量较多。脱硫渣施用量对油葵根际微生物数量及酶活性均产生影响,微生物总量和油葵根际土壤酶活性均随着脱硫渣施用量的增加呈现出先升高后下降的趋势,同一生育期内,微生物总量以C（1.5 t/hm2）或D（2.25 t.hm-2）处理的微生物数量较高,B（0.75 t.hm-2）处理时的微生物数量较少;表明施用适量的脱硫渣有益于油葵根际微生物数量和酶活性的提高,过高则导致微生物数量和酶活性下降。     

土荆芥不同发育期根际土壤养分、酶活及微生物数量的变化

采用盆栽试验,通过比较土荆芥营养期和果期根际土壤中养分、土壤酶活和微生物数量的变化规律,明确土荆芥入侵对土壤生态系统的影响效应,为进一步了解土荆芥入侵机理和制定防控措施提供理论依据.结果表明：（1）土荆芥入侵对土壤养分具有一定的影响.与对照相比,除了土荆芥营养期根际土壤总钾的含量增加了12.26%外,所测其它土壤养分指标均不同程度下降.其中,果期总钾含量降低3.27%,营养期和果期的有机质含量分别降低20.41%和1.22%、总氮含量分别降低27.87%和16.39%、总磷含量分别降低29.41%和14.71%、速效磷含量分别降低49.24%和34.69%、速效钾含量分别降低76.65%和57.22%;（2）土荆芥的生长对土壤胞外酶具有-定的影响.与对照相比,营养期和果期土壤硝酸还原酶活性显著升高（P〈0.05）,分别升高了87.23%和137.23%;营养期的脲酶活性降低了45.92%,与对照差异显著（P〈0.05）;营养期和果期根际土壤的蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性的变化均未达到显著程度（P〉0.05）;（3）土壤微生物数量随着土荆芥生长而增加,但只有真菌数量与对照的差异达到显著水平（P〈0.05）,营养期和果期真菌数量分别增加32.11%和86.18%;（4）与果期相比,营养期土壤养分含量、土壤酶活性和微生物数量普遍较低,推测土荆芥生长初期通过降低土壤营养水平,抑制其周围对营养水平要求较高的植物生长,以获得竞争优势,而果期则通过释放根系分泌物增加了土壤微生物数量和土壤酶活,使土壤养分回升,从而为其繁殖提供有利条件.     

凤庆县不同古茶园根际与非根际土壤酶活性及其化学计量特征

研究不同古茶园土壤养分状况间的差异影响,可为古茶园的土壤养分管理提供理论依据,实现茶园的提质增效.以凤庆县郭大寨乡3个典型古茶园的根际与非根际土壤为研究对象,探究其根际与非根际土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量比之间的关系.结果显示：（1）茶园根际与非根际土壤养分含量及酶活性差异显著（P <0.05）,且表现出不同的土壤营养条件.（2）不同茶园的根际土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量差异显著（P <0.05）,均表现为大箐>龙潭>琼英;同时,龙潭茶园土壤pH=4.5为茶树生长最适值.（3）不同茶园非根际土壤胞外酶活性的高低表现为大箐>龙潭>琼英,其活性与土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量正相关,其中土壤含水量解释了97.2%变异,与pH值负相关.而在植物根系的作用下,根际土壤酶活性呈现出不同变化趋势;其活性与土壤含水量、pH值、全碳、全氮、全磷含量均正相关,土壤含水量解释了93.9%的变异,全碳解释了5.2%的变异.（4）根据土壤酶化学计量比矢量分析,3个茶园土壤微生物受碳源限制程度不同,限制程度为琼英>龙潭>大箐,大箐茶园土壤微生物受到一...     

罗红霉素对不同生长期小麦土壤氮形态和脲酶活性的影响

抗生素类药物作为添加剂被用于养殖业中,大部分以原形或其代谢产物形式进入土壤环境,对土壤环境造成生态危害。通过盆栽实验,研究了不同浓度罗红霉素(ROX)对小麦各生长期根际土壤微生物生物量氮、脲酶和无机氮的影响。结果表明,添加ROX后土壤微生物生物量氮在小麦苗期、拔节期和抽穗期受到显著抑制,而在灌浆期和收获期,土壤微生物生物量氮却显著增长;与对照相比,低浓度(0.2和0.5 mg·kg~(-1))和中浓度(1.0和2.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫显著抑制小麦生长苗期、灌浆期和收获期的根际土壤脲酶活性,而在拔节期和抽穗期,却显著诱导脲酶活性;但高浓度(10.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫却显著抑制小麦生长期内脲酶活性。低、中浓度ROX胁迫显著诱导小麦生长期中根际土壤中铵态氮浓度增长,而高浓度组ROX胁迫显著抑制土壤中铵态氮浓度。ROX胁迫抑制硝态氮,显示出ROX会影响土壤氮循环。     

六氯苯胁迫下2种湿地植物根际土壤微生物数量与酶活性变化

为揭示人工湿地植物根际效应对氯苯类化合物生物降解的影响,选取典型湿地植物芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia),模拟室外人工湿地微宇宙系统,研究六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)胁迫下根际土壤中微生物数量和酶活性变化。结果显示:芦苇和香蒲表现出明显的根际效应,根际土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量以及土壤脱氢酶(DEH)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性均表现为根际土大于非根际土,且香蒲组土壤微生物数量和酶活性均显著高于芦苇组(P0.05);芦苇和香蒲组土壤中HCB含量与微生物数量和3种酶活性呈负相关,香蒲组土壤中HCB含量与DEH活性和PPO活性呈显著负相关(P0.05)。研究表明随着芦苇和香蒲根际土壤微生物数量与酶活性的增加,2种植物的根际效应增强,进而促进湿地系统对HCB的去除。     

2种入侵植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

选取2种入侵植物（一年蓬Annual Fleabane及加拿大蓬Erigeron Canadensis）及本土植物（艾蒿Artemisia argyi）的根际土壤微生物种群为研究对象,以分析不同根际土壤微生物种群的数量及测定根际土壤微生物酶活的活性为切入点来探析入侵植物对土壤微生物的影响及其响应机制。结果显示：2种入侵植物显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,而显著抑制了真菌与放线菌的数量。另外,入侵植物一年蓬显著抑制其根际土壤中纤维素酶的活性,而3种植物的根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异。入侵植物对其他3种土壤酶（即转化酶、脲酶及酸性磷酸酶）活性的影响却呈现出截然相反的影响,即一年蓬显著增加了3种根际土壤酶的活性,而加拿大蓬却显著减少了3种根际土壤酶的活性。导致这种现象的原因可能是不同入侵植物的根系释放不同的化学物质进而对土壤微生物的数量和活性造成不同的影响。     

铝对荞麦和金荞麦根际土壤微生物及酶活性的影响

以两种耐锅性不同蓼科荞麦属植物荞麦和金荞麦为材料,通过土培盆栽试验,比较研究其根际土壤微生态对铝胁迫反应的差异.结果表明,一定质量分数的Al对荞麦和金荞麦根际土壤绌菌具有显著刺激效应,对金荞麦的影响更大,但Al质量分数过高,对细菌的刺激效应明显减弱,甚至产生抑制作用,荞麦和金荞麦根际土壤真菌数量均随着Al质量分数的升高而明显增加,荞麦根际土壤真菌增加幅度更为显著,Al胁迫下二者根际放线菌数量的变化亦表现出一定的差异;Al胁迫下,养麦和金荞麦根际土壤氨化细菌、硝化绌菌、反硝化细菌等氮素生理群微生物的变化趋势亦显示出明显差异,整体上荞麦根际土壤细菌生珲群对Al胁迫比金荞麦更敏感;Al胁迫对荞麦和金荞麦根际土壤过氧化氢酶活性均表现出较弱的抑制效应,但荞麦根际土壤始终维持较金荞麦更高的过氧化氢酶活性,这与荞麦具有更强的耐铝性有一定的关系,荞麦和金荞麦根际土壤转化酶对Al非常敏感,随着铝的加入,其活性显著下降,荞麦和金荞麦根际土壤脲酶活性的变化趋势基本一致,但整体上荞麦根际土壤脲酶活性均明显低于金荞麦,这是否与其耐铝毒特性的差异有关有待于进一步探讨.     

铝对养麦和金荞麦根际土壤微生物及酶活性的影响

以两种耐铝性不同蓼科荞麦属植物荞麦和金荞麦为材料,通过土培盆栽试验,比较研究其根际土壤微生态对铝胁迫反应的差异。结果表明,一定质量分数的Al对荞麦和金荞麦根际土壤细菌具有显著刺激效应,对金荞麦的影响更大,但Al质量分数过高,对细菌的刺激效应明显减弱,甚至产生抑制作用,荞麦和金荞麦根际土壤真菌数量均随着Al质量分数的升高而明显增加,荞麦根际土壤真菌增加幅度更为显著,Al胁迫下二者根际放线菌数量的变化亦表现出一定的差异;Al胁迫下,荞麦和金荞麦根际土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等氮素生理群微生物的变化趋势亦显示出明显差异,整体上荞麦根际土壤细菌生理群对Al胁迫比金荞麦更敏感;Al胁迫对荞麦和金荞麦根际土壤过氧化氢酶活性均表现出较弱的抑制效应,但荞麦根际土壤始终维持较金荞麦更高的过氧化氢酶活性,这与荞麦具有更强的耐铝性有一定的关系,荞麦和金荞麦根际土壤转化酶对Al非常敏感,随着铝的加入,其活性显著下降,荞麦和金荞麦根际土壤脲酶活性的变化趋势基本一致,但整体上荞麦根际土壤脲酶活性均明显低于金荞麦,这是否与其耐铝毒特性的差异有关有待于进一步探讨。     

玉米-花生混作系统中的氮铁营养效应

采用盆栽试验的方法研究了不同施氮水平和种间相互作用对花生铁营养、根瘤固氮能力以及系统氮营养的影响。结果表明,在本试验种植密度下,施氮水平和种植方式对下针期单株花生生物量无显著影响。在不同施氮水平下,玉米-花生混作不仅均显著改善了花生铁营养,而且玉米对氮素的大量吸收显著降低了混作花生根际土壤硝态氮的质量分数,从而使得花生根瘤数增加,根瘤固氮酶活性增强。混作花生铁营养受混作玉米氮营养及作物发育状况的影响较大,并且下针期花生固氮酶活性受施氮抑制及花生铁营养改善的促进。这说明,根际土壤硝态氮的质量分数的降低和花生铁营养的改善是石灰性土壤上花生固氮能力增强的关键因素,而花生生物固氮作用的增强是该混作系统体现氮营养优势的主要原因。     

麦秸还田与土壤耕作对稻季CH_4和N_2O排放的影响

2008年在大田试验条件下,设置麦秸还田旋耕、麦秸不还田旋耕、麦秸还田翻耕、麦秸不还田翻耕4个处理,采用静态暗箱-气相色谱法田间原位观测稻麦两熟制农田水稻生长季CH_4和N_2O排放通量,研究小麦秸秆全量还田与土壤耕作两项技术措施对稻季CH_4和N_2O排放的影响及其温室效应,以期为稻麦两熟制农田温室气体减排提供对策.结果表明:麦秸还田对稻季CH_4排放总量的影响达极显著水平,麦秸还田与耕作方式的互作效应对CH_4排放总量有显著影响,麦秸还田和耕作方式对N_2O排放总量的影响均达极显著水平;不同麦秸还田与土壤耕作处理稻季OH4排放总量为:麦秸还田旋耕>麦秸还田翻耕>麦秸不还田翻耕>麦秸不还田旋耕,N_2O的排放总量为:麦秸不还田翻耕>麦秸不还田旋耕>麦秸还田翻耕>麦秸还田旋耕;与麦秸不还田相比,相同耕作措施下麦秸还用排放CH_44和N_2O所产生的全球增温潜势(GWP)明显提高.麦秸还田条件下旋耕处理的GWP高于翻耕处理,而"单位产量的GWP"无明显差异,麦秸不还田条件下采用旋耕措施较翻耕可减轻温室效应.     

Vertical distributions of soil carbon and nitrogen fractions as affected by land-uses in the Ili River Valley

In this study, soil samples were collected to a depth of 100?cm from different land-uses, including maize field (MZ), wheat field (WT), paddy field (PD), apple orchard (OC), grassland (GL) and wetland (WL) in the Ili River Valley in northwest China, to investigate the effects of land-use on vertical distributions of soil carbon (C) and nitrogen (N) fractions, and examine whether such effects were different between topsoil (0–40?cm) and subsoil (40–100?cm). The results showed that soil organic C, water-extractable organic C, microbial biomass C, total N and microbial biomass N of croplands (MZ, WT, PD and OC) were significantly lower than those of natural lands (GL and WL) in both topsoil and subsoil, indicating that contents of soil C and N fractions can be reduced by agricultural land-uses, and the reductions are not limited to topsoil. However, the contents of soil ammonium N and nitrate N showed complex trends under different land-uses, possibly due to that the plant species and agricultural practices (e.g. application rate of fertiliser and irrigation) are considerably different among land-uses. Therefore, we suggest that more nutrient inputs should be applied to croplands to improve soil fertility in the Ili River Valley.     

The combination of subsoil and the incorporation of corn stover affect physicochemical properties of soil and corn yield in semi-arid China

ABSTRACT

The main objective of this study was to investigate the effects of combining subsoil and incorporation of corn stover on soil profile, soil physicochemical properties, and corn yield. A five-year field trial was conducted that consisted of two treatments arranged in a completely random design and replicated three times. Two soil management operations were tested: subsoil + corn stover incorporation (plow construction [PC] treatment) and conventional rotary tillage (control check [CK] treatment). Compared with rotary tillage, it was found that combining subsoil and corn stover incorporation significantly affected corn grain yield in all seasons. Further, combining subsoil and corn stover incorporation significantly increased the thickness of the plow layer, quantity of plow layer soil, thickness of the plow pan and soil bulk density, as well as soil organic matter, available nitrogen, available phosphorus, and available potassium. Evidence indicates that reconstructing the soil plow layer through combination of subsoil and corn stover incorporation improved soil structure, nutrient content, and corn yield. It is of interest that farmers are now applying subsoil and returning crop straw instead of solely relying on rotary tillage.     

晋南两熟半干旱区“粮药”(半夏)农田生态抗旱耕作模式效益研究

采用大田试验,设计冬小麦(Triticum aestivum Linn.)在春季起身后套作半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.](小麦/半夏)、冬油菜(Brassica campestris L.)收获后复播半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.](油菜-半夏)和春玉米(Zea mays L.)与半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.]间作(玉米+半夏)3种耕作模式,探讨晋南两熟半干旱区适宜半夏的粮药耕作模式。结果表明:与油菜-半夏、玉米+半夏耕作模式相比,小麦/半夏耕作模式经济产量最高,生态效益最好;不同半夏品种中,西河半夏(原产地温度相对最低)产量最高,新绛半夏(原产地温度相对较高)产量最低。表明半夏适宜于从低温地区引种到高温地区栽培,可提高产量。与商洛半夏和新绛半夏相比,西河半夏分别增产19.1%和41.9%;小麦/半夏耕作模式为最佳粮药耕作模式,其半夏产量与油菜-半夏和玉米+半夏耕作模式相比,分别增产53.4%和70.8%。     

江苏省沿江高沙土地区种植业可持续发展的技术途径研究

根据多年的生产实践经验和定位试验结果，提出了江苏省沿江高沙土地区多熟种植制、合理轮耕制、用养结合的培肥制和高产高效的栽培制相结合的种植业可持续发展的一体化技术体系，研究结果对我国中低产土壤地区种植业的持续发展具有重要意义。     

施硒肥方式对强筋小麦产量、硒累积分配及籽粒营养品质的影响

采用二因素裂区设计,设置8个处理,研究有机富硒肥施硒量与施硒方式对强筋小麦生长、产量、硒在小麦不同器官中富集状况以及籽粒营养品质的影响.结果显示:与不施有机富硒肥比较,播种前土施有机富硒肥使强筋小麦总生物量、籽粒产量、各器官(根、茎+叶、颖壳+穗轴、籽粒)干物质量分别提高1.0%-14.7%、2.4%-42.4%、1.9%-21.9%、1.5%%-10.6%、1.8%-19.5%和1.3%-18.2%,且在同一土施处理下,叶面喷施硒肥对小麦总生物量、籽粒产量和各器官干物质量无显著影响.不论采用土施、叶面喷施或土施+叶面喷施,小麦地上部硒含量占植株总硒含量的比例最大,而对于根部硒含量占植株总硒含量的比例则表现为土施>土施+叶面喷硒>喷施.此外,施有机富硒肥明显改善了强筋小麦籽粒蛋白质、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖和蔗糖等营养品质含量(P <0.05),提高幅度分别为0.2%-0.4%、2.9%-10.1%、1.6%-5.1%、1.3%-5.0%、2.1%-7.0%和1.2%-3.5%,且硒肥用量相同的条件下,营养品质含量均表现为土施+叶面喷硒处理高于单一土施硒肥处理,以S30+F(土壤基施30 g/hm²+叶面喷施15 g/hm²)处理达到最高值.因此,综合考虑产量、籽粒硒积累量以及品质等因素,实际生产中建议选用施肥量45 g/hm²(土壤基施30 g/hm²+叶面喷施15g/hm²)较为合适;土施+叶面喷施有机富硒肥可促进强筋小麦生长,提高籽粒产量、硒积累量以及营养品质;结果可为有机富硒肥调控下小麦富硒栽培提供理论参考.(图2表6参46)     

耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响

通过2年田间定位试验,对比研究了免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆覆盖和传统耕作:三种耕作方式对土壤温度、土壤呼吸速率、土壤微生物数量和土壤肥力状况的影响.结果表明:秸秆覆盖对地温的影响存在"双重效应";土壤温度、土壤呼吸速率和土壤微生物量碳三者之间存在凸面关系;秸秆还田后耕作措施对土壤0～10和10～20 cm的微生物数量的影响不同,但均能增加土壤微生物量;土壤微生物能够加快秸秆中的有机碳向土壤有机质的转化速率;土壤微生物量碳可以作为反映土壤生产力状况的重要生物学指标之一.     

Soil Quality Evolution After Land Use Change From Paddy Soil to Vegetable Land

A survey was done in 15 typical villages, 150 soil and 86 vegetable plant samples were taken in Jiaxin prefecture of the Taihu Lake region, northern Zhejian province. Results indicate that after 15–20 years land use changed from the paddy rice–wheat (or oilseed rape) double cropping system, to a continuous vegetable land has caused soil quality dramatic change. (1) Acidification: average soil pH was 5.4; about 61% of total samples were pH < 5.5. It was 0.9 units lower than 10 years ago with same upland vegetable cultivation and was 1.2 units lower than soil pH of paddy rice–wheat (or oilseed rape) rotation. (2) Fertilizer salt accumulation: the average salt content was 0.28%, among these about 36.2% of the total samples contained more than 0.3%. (3) Nitrate N and available phosphorus (P) over accumulation: on average it was 279 mg NO₃-N/kg, and 45–115 mg P/kg. Nitrate N four times higher and available P 4–10 times more than it is in present paddy rice–wheat rotation soils respectively. This has caused wide concern because of possible groundwater and well drinking water pollution by leached nitrate N and the P losses to water by runoff from vegetable lands induce surface water eutrophication.     

Impact of biochar produced from post-harvest residue on the adsorption behavior of diesel oil on loess soil

The primary objective of this study was to investigate the effect of biochar, produced from wheat residue at different temperatures, on the adsorption of diesel oil by loess soil. Kinetic and equilibrium data were processed to understand the adsorption mechanism of diesel by biochar-affected loess soil; dynamic and thermodynamic adsorption experiments were conducted to characterize this adsorption. The surface features and chemical structure of biochar, modified at varying pyrolytic temperatures, were investigated using surface scanning electron microscopy and Fourier transform infrared analysis. The kinetic data showed that the adsorption of diesel oil onto loess soil could be described by a pseudo-second-order kinetic model, with the rate-controlling step being intraparticle diffusion. However, in the presence of biochar, boundary layer control and intraparticle diffusion were both involved in the adsorption. Besides, the adsorption equilibrium data were well described by the Freundlich isothermal model. The saturated adsorption capacity weakened as temperature increased, suggesting a spontaneous exothermic process. Thermodynamic parameter analysis showed that adsorption was mainly a physical process and was enhanced by chemical adsorption. The adsorption capacity of loess soil for diesel oil was weakened with increasing pH. The biochar produced by pyrolytic wheat residue increased the adsorption behavior of petroleum pollutants in loess soil.

     

不同种植制度对稻田旱作季节CH_4和N_2O排放的影响

通过大田试验研究了稻田旱作季节几种典型种植制度对CH4和N2O排放的影响,包括休闲(fallow)、油菜对照(OR-ck)、小麦对照(W-ck)、油菜施N(OR-N)和小麦施N(W-N)5个处理。试验结果表明,稻田旱作季节N2O排放明显,CH4排放量较低,甚至表现为弱的CH4汇。稻田旱作季节N2O排放除受到N肥和种植制度影响外,还受土壤含水量影响,施N处理显著促进了N2O排放,降雨后N2O排放明显。小麦和油菜施N处理N2O平均排放通量分别为18.51和13.47μg.m-2.h-1,季节累积排放量分别为87.31和59.48 mg.m-2,均显著高于对照和休闲处理。不同作物种类间N2O平均排放通量无显著差异,N2O季节累积排放量则表现为小麦显著高于油菜。各处理综合温室效应(100 a)依次为:OR-NW-NW-ckfallowOR-ck。各施N处理综合温室效应以N2O为主,但各无N处理则以CH4为主,也不容忽视。