不同秸秆还田量对华北小麦—玉米体系土壤中小型节肢动物的影响

为了解华北潮土区不同量秸秆长期还田对土壤中小型节肢动物的影响,在农业农村部环境保护科研监测所武清农业生态试验站调查了冬小麦和夏玉米秸秆不还田(对照,S0)、秸秆25%还田(S25)、秸秆50%还田(S50)、秸秆75%还田(S75)和秸秆100%还田(S100)等处理定位试验的土壤中小型节肢动物群落变化.共鉴定出玉米田中小型土壤动物2 394个,隶属于7纲6目47科.等节跳科(Isotomidae)、棘跳科(Onychiuridae)为优势类群.常见类群为18个,稀有类群27个,分别占采集总数的64.83%和5.97%.与对照相比,秸秆还田降低了土壤动物类群,且类群数随还田量的增加呈下降趋势.但秸秆还田对土壤动物数量无显著性影响(P 0.05).秸秆还田能增加土壤0-10 cm土层动物多样性指数H、均匀性指数J和丰富度指数D.上述结果表明,土壤中小型节肢动物群落组成与秸秆还田相关,秸秆连续还田对表层(0-10 cm)土壤动物有促进作用,有利于其群落稳定.     

长期秸秆还田与施肥对潮土酶活性和真菌群落的影响

秸秆还田对土壤肥力的提升有重要作用,然而其对于土壤真菌群落的影响及其主导因子尚不清楚。以国家土壤肥力和肥料效益长期监测站为平台,探究秸秆还田配施化肥与单施化肥条件下黄淮海平原潮土区土壤养分含量、酶活性的变化,运用Illumina高通量测序技术对土壤真菌群落结构进行调查,分析了不同施肥处理下真菌群落结构变化的主要影响因素。结果表明,两种施肥条件下土壤全氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)以及速效磷(AP)均显著提高;同时秸秆还田配施化肥处理显著提高了土壤有机碳(SOC)含量,增加了45.21%。土壤过氧化物酶(POD)和纤维素酶(CL)活性在秸秆还田配施化肥条件下与对照相比分别显著增加了80.89%和60.16%。秸秆还田处理下土壤真菌群落多样性显著提高,群落组成结果显示,秸秆还田配施化肥条件下弯孢菌属(Curvularia)、篮状菌属(Talaromyces)、赤霉菌属(Gibberella)、镰刀菌属(Fusarium)、被孢霉属(Mortierella)、毛壳属(Cheatomium)以及枝顶孢属(Acremonium)真菌的相对丰度显著提高。Spearman分析发现枝顶孢属(Acremonium)、镰刀菌属(Fusarium)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、篮状菌属(Talaromyces)和弯孢菌属(Curvularia)真菌丰度与土壤β-葡萄糖苷酶(β-GC)活性呈显著正相关。蒙特分析显示,POD、β-GC是促进秸秆还田条件下真菌群落结构分异的主要影响因子。研究结果揭示了长期秸秆还田配施化肥条件下,真菌群落结构的变异及其影响因子,对预测黄淮海平原潮土区秸秆还田条件下农田真菌群落的演替规律具有重要意义。     

小麦秸秆不同还田方式下土壤微生物碳代谢多样性特征

秸秆还田是影响稻田土壤固碳潜力的重要措施,研究秸秆不同还田方式下土壤微生物碳源代谢特征对提高农作物秸秆利用和增加土壤碳固定具有重要意义,为此采用自动微生物鉴定系统(Biolog-ECO)研究在短期耕作条件下小麦秸秆不同还田方式对稻田耕层土壤微生物群落结构和多样性的影响。以江苏省六合区黄棕壤为研究对象,对等氮量秸秆发酵床垫料化还田(SP)、秸秆炭化(补施化肥)还田(BR)、秸秆+猪粪发酵还田(OF)、传统施用化肥(CF)和不施肥(CK)对照处理土壤进行分层采样,采用Biolog-ECO方法揭示微生物群落结构的多样性,并采用主成分分析法(PCA)探讨土壤微生物群落结构的变化特征。结果表明,不同秸秆还田方式能显著影响土壤微生物碳代谢特征,OF处理土壤微生物碳代谢能力、微生物多样性各项指数及糖类、氨基酸、胺类和多聚物利用率明显高于其他处理;而SP处理土壤微生物的影响明显小于OF、BR处理;不同秸秆还田方式能显著影响土壤表层(0~5 cm)和耕作亚表层(5~10 cm)微生物碳利用,而对耕作底层(10~20 cm)的影响较小;不同秸秆还田方式影响土壤微生物多样性,与CF和BR处理相比,OF和SP处理增加了土壤微生物多样性。认为OF和BR处理可在短期内显著提高土壤微生物碳代谢多样性和对碳源的利用。     

不同秸秆生物炭对露天煤矿排土场土壤微生物数量和酶活性的影响

采用盆栽实验研究了水稻秸秆和玉米秸秆两种生物炭在1%、3%、5%的3种用量下对露天煤矿排土场土壤紫花苜蓿干重、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响规律.结果表明,紫花苜蓿的出苗率和干重随着生物炭用量的增加而提高,其中5%用量的水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭分别将紫花苜蓿干重显著提高了42.54%和27.63%.3%和5%用量的生物炭显著增加了土壤细菌、真菌、放线菌数量,土壤真菌与细菌数量比值,土壤过氧化氢酶、淀粉酶、蛋白酶、脱氢酶活性,显著降低了土壤磷酸酶活性,显著提高了表征土壤肥力质量的土壤肥力生物指数(BIF)和酶活性指数(EAN),其中5%用量的水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭将BIF分别提高了125.94%和84.67%,将EAN分别提高了109.71%和66.93%.两种秸秆生物炭之间比较,在各用量下水稻秸秆生物炭处理的紫花苜蓿出苗率、干重,土壤微生物数量和土壤酶活性均高于玉米秸秆生物炭处理,其中5%用量下,水稻秸秆生物炭处理的出苗率,细菌、真菌、放线菌数量,蛋白酶、脱氢酶活性,BIF、EAN比玉米秸秆生物炭处理显著提高了26.11%、24.71%、30.23%、30.38%、27.37%、24.44%、22.35%、25.63%.综上所述,生物炭能够提高排土场土壤的生态质量,进而增加了紫花苜蓿产量,其中5%用量的水稻秸秆生物炭效果最好.     

长期配施秸秆对灰漠土质量的影响

利用国家灰漠土肥力与肥料效益长期定位试验,采用长期不施肥、常规施化肥和长期配施秸秆(玉米秸秆或小麦秸秆)等不同施肥措施相比较的方法,研究长期秸秆还田土壤养分的年际变化,以及对土壤动物、微生物、酶活性的影响。研究发现:⑴长期配施秸秆能提高土壤速效氮、磷、钾含量,平均分别提高15%、48%和22%;⑵配施秸秆对土壤昆虫群落呈正向作用且贡献最大,主要增加了大型、中小型农田土壤动物的个体总数和优势类群数量,尤其是疣跳科和等节跳科动物个体数量增加近10倍;⑶土壤养分与土壤细菌、固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌和反硝化细菌呈正相关,秸秆还田激发土壤有益微生物的生长和类群数量,使土壤微生物类群数量比对照增加15%~44%;⑷土壤养分与土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性呈正相关,与过氧化氢酶呈负相关,秸秆还田增强土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性,特别是脲酶和蔗糖酶活性平均提高26.5%。结果表明,长期配施秸秆提高了土壤动物丰富性和微生物多样性,增加了土壤酶活性,同时生物类群和酶活性的增加也改变了土壤生态环境,加速了土壤熟化。     

秸秆对尿素氮在土壤中转化的影响

秸秆还田对提高土壤肥力具有重要意义,但是秸秆还田对氮素在土壤中的转化过程的影响还不清楚。通过室内培养研究了等量施氮条件下不同秸秆还田量对尿素态氮的水解、硝化及反硝化等氮素转化过程的影响。试验设5个处理,分别为CK,不加尿素氮不加秸秆;S0,尿素氮200 mg·kg~(-1)+秸秆量0 g·kg~(-1);S1,尿素氮200 mg·kg~(-1)+秸秆量4.44 g·kg~(-1);S2,尿素氮200 mg·kg~(-1)+秸秆量8.88 g·kg~(-1);S3,尿素氮200 mg·kg~(-1)+秸秆量13.33 g·kg~(-1)。结果表明,秸秆添加可促进尿素水解过程,24 h后,尿素的水解率从S0处理的71.9%增加至S3处理的98.0%。添加秸秆在前15天会减少土壤中铵态氮的含量,与S0相比,第3天时,S1、S2、S3的铵态氮含量分别减少了18.35%、27.09%、25.47%。S0处理和S1处理土壤中的硝态氮含量均随着培养时间的延长而升高,且在培养的第21天基本达到稳定;而S2和S3处理的硝态氮含量则呈先下降后上升的趋势。从培养3 d起添加秸秆的处理土壤中的硝态氮含量始终低于不添加秸秆的处理(P0.05),且随着秸秆用量的增加土壤中的硝态氮含量显著降低(P0.05)。添加秸秆增加了氮肥的反硝化损失,且随着秸秆用量的增加,反硝化损失率急剧增加,从S0处理的0.45%增加至S3处理的62.87%。添加秸秆处理土壤的微生物量碳(SMBC)含量和空白对照相比,均有明显的提升(P0.05),且随着秸秆用量的增加而增加。研究表明,秸秆的添加能提高SMBC的含量,进而增加了土壤氮素的同化,但同时也增加了氮素的反硝化损失,且随秸秆添加量的增大,影响效果越明显。     

秸秆还田下长期连作棉田土壤有机碳活性组分的变化特征

以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤有机碳活性组分及难降解组分含量的变化特征,为评价秸秆还田对长期连作棉田土壤有机碳库的稳定性及指导区域农业管理措施增强土壤固碳能力提供了科学的理论依据。试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行,设有秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30年棉田连作小区(标记为5、10、15、20、25和30年),无秸秆还田模式下1、5、10和15年连作小区(标记为CK1、CK5、CK10和CK15),共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为"新陆早46号",按"30+60+30"宽窄行距配置,采用膜下滴灌,种植密度为每公顷19.8万株。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m3·hm-2,共施纯N 495kg·hm-2,用氮肥的30%作基肥,于棉花收获后结合翻耕施入,其余70%氮肥作追肥随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高0~60 cm土层总有机碳(TOC)含量,随着连作年限的增加,TOC含量逐渐升高,连作30年棉田土壤TOC含量最高;秸秆还田处理下各连作棉田0~20和20~40 cm土层有机碳活性组分含量随着连作年限的增加而呈现明显增加后减少的趋势,而难降解组分(酸解残余碳)含量与活性组分含量呈相反的趋势。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田0~60 cm土层有机碳活性组分和难降解组分的含量,且各组分含量均为0~2020~4040~60 cm土层。秸秆还田处理下0~60 cm土层有机碳活性指数(LIc)均小于无秸秆还田处理,且除连作15年外,随连作年限增加LIc呈下降趋势,30年时达到最低,3个土层连作30年LIc比连作5年分别降低了42.86%、49.21%和48.45%;而秸秆还田条件下0~60 cm土层土壤有机碳难降解指数(RIc)均大于无秸秆还田处理,且表现出与活性指数(LIc)相反的趋势,随连作年限增加RIc呈增加趋势,30年时达到最大,3个土层连作30年RIc比连作5年分别增加了28.31%、35.02%和40.53%。秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤总有机碳和难降解组分含量,减少有机碳活性组分含量,并使各组分占总有机碳比例间呈动态变化而保持TOC含量呈稳定增加趋势,使长期连作棉田土壤品质朝好的方向转化,同时增加有机碳的稳定性,有利于提高地力。     

不同耕作方式对冬小麦田杂草群落多样性的影响

为了研究不同耕作方式对农田杂草群落多样性的影响,通过安徽巢湖市西宋村长期定位实验,采用样方法,对不同耕作方式条件下冬小麦田杂草的种类、密度、盖度等相关指标进行调查研究,分析了杂草的优势度、生态位宽度与生态位重叠值。结果表明:(1)秸秆还田能有效降低田间杂草群落的密度,其中秸秆粉碎还田优于秸秆直接还田,对应的杂草密度下降40%,多样性指数和丰富度指数分别提高30%和130%。(2)各处理的优势种是稗和野燕麦,对应优势度的均值分别为1. 460 6和2. 024 5,与其他植物的生态位重叠值均达到0. 721以上。(3)优化施肥使麦田杂草多样性指数增加35%,缓控施肥使麦田杂草多样性指数增加75%。耕作方式对农田杂草群落具有明显的影响。     

长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响

通过采用常规微生物培养技术分析长期不同连作年限及秸秆还田棉田土壤微生物量及种群结构变化,揭示棉花连作及秸秆还田与土壤微生物多样性关系。研究表明,随着连作年限增加,秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加,细菌和微生物总量在连作5-20 a逐渐下降,25 a后又上升;非秸秆还田连作模式随着连作年限增加其微生物种群变化与秸秆还田连作模式变化一致,但非秸秆还田连作模式土壤细菌和微生物总量分别比秸秆还田连作模式在连作5、10和15 a降低42.9%、57.9%、70.6%和41.9%、54.7%和65.7%,而真菌数量增加28.4%、80.8%和116.7%。说明棉花秸秆还田能够增加微生物数量,改善棉田土壤微生物种群结构。连作棉田土壤Simpson指数和Shannon指数呈随连作年限增加呈增加的趋势,连作棉田土壤微生物细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值在秸秆还田模式下先逐渐减小至连作25 a有升高,而非秸秆还田模式下持续下降。     

秸秆还田少免耕对冲积土微生物多样性及微生物碳氮的影响

土壤微生物是耕地质量的重要指标,为阐明秸秆还田少免耕对土壤质量的影响及其机理,在成都平原(温江)冲积水稻土区,开展了水稻–小麦/油菜轮作秸秆还田培肥定位试验(2003～2008年),在小麦生长季节,系统研究了土壤耕层微生物数量和微生物生物量的变化特征.结果表明,秸秆还田翻耕与秸秆还田免耕的土壤耕层微生物总量分别增加了51.7%、12.8%,土壤微生物数量增加主要来自土壤细菌数量的增加;从小麦全生育期看,在小麦分蘖期的增加幅度高于小麦播种期和小麦收获后,有利于促进小麦养分吸收与生长发育.秸秆还田少免耕显著增加了微生物生物量,秸秆还田翻耕和秸秆还田免耕处理土壤微生物碳总量分别比对照提高74.1%、25.8%,土壤微生物氮分别提高60.2%和12.1%.秸秆还田循环利用显著增加了土壤微生物数量和生物量,有利于土壤养分循环与转化,有利于提高土壤有机质含量并改善有机质质量,是耕地质量建设的重要途径.     

长期施肥对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性是表征土壤质量变化的敏感指标,施肥措施可对土壤微生物群落功能多样性产生明显的影响。以位于双季稻主产区湖南省宁乡县国家级稻田肥力长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了不同施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥、60%有机肥、无肥对照)对双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。研究结果表明,有机肥与化肥配施以及单施化肥处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而秸秆还田处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度低于无肥处理。在早稻和晚稻成熟期,Mc Intosh指数均以60%有机肥和30%有机肥处理为最高,其次为施用化肥和无肥处理,秸秆还田处理最低;Richness和Shannon指数大小顺序均表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田无肥化肥。土壤微生物碳源利用的主成分分析表明,各施肥处理水稻根际土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理间碳源利用类型存在较大差异。总的来说,不同的施肥处理对水稻根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机肥配施化肥有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

生物炭与炭基肥对大豆根际土壤细菌和真菌群落的影响

土壤微生物在农田土壤生态系统中发挥重要作用,然而秸秆生物炭与炭基肥处理对微生物群落的影响以及对农田生态环境的意义尚不清楚。以黄淮海平原豆-麦轮作为研究对象,采用荧光定量PCR和Illumina高通量测序技术比较不同施肥方式对土壤细菌和真菌群落的丰度、组成和多样性差异,探究秸秆还田、生物炭以及炭基肥添加对根际土壤微生物群落结构的影响。试验处理包括单施化肥对照(CK)、秸秆全量还田配施化肥处理(CS)、炭基肥处理(BCF)、低量生物炭配施化肥处理(LB)以及高量生物炭配施化肥处理(HB)。结果表明:与对照CK相比,LB、BCF和HB处理显著提高了根际土壤有机碳和速效磷含量;LB、BCF和HB处理对土壤细菌丰度没有显著影响,HB处理显著降低了变形菌门的相对丰度。HB处理的真菌丰度显著高于CK,增加了86.3%,真菌群落Chao1和ACE指数较CK分别显著增加了5.9%和5.8%;与CK和CS相比,LB、HB和BCF处理明显改变了真菌群落结构。冗余分析(RDA)表明,土壤有机碳、总氮和速效钾是改变真菌群落结构的主要驱动因子。综上,研究表明大豆根际真菌群落对生物炭施加的敏感程度高于细菌,且土壤碳和氮含量是影响真菌和细菌群落结构的关键因子。该研究结果可为秸秆资源的合理利用提供理论参考。     

秸秆与氮肥配施对辽西旱区土壤酶活性与土壤养分的影响

通过田间试验研究了玉米（Zea mays L.）秸秆与氮肥配施对耕层土壤酶活性及土壤养分的影响。试验设4个秸秆还田量水平,2个施氮量水平。结果表明：在秸秆配施氮肥条件下,耕层土壤中性磷酸酶、脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性以及有机质和全氮质量分数均表现为随着玉米秸秆还田量的增加而提高,而硝态氮（3NO-N）和铵态氮（＋4NH-N）质量分数则表现为随着玉米秸秆还田量的增加而减少,4种土壤酶活性与土壤有机质和全氮质量分数均呈显著正相关,与土壤硝态氮和铵态氮质量分数则呈显著负相关。玉米秸秆还田量9 000 kg.hm-2配施氮肥量420 kg.hm-2是辽西风沙半干旱区效果较好的技术措施。     

不同改良模式对滨海盐渍土土壤理化性质的影响

作为中国重要的生态保护和土地后备资源区,黄河三角洲地区土壤盐渍化现象较为严重,因此探究不同功能性物料对其土壤理化性质的影响可为滨海盐渍土土壤改良和提高农作物产量提供理论依据。以黄河三角洲轻中度(T_1)和重度(T_2)滨海盐渍土为研究对象,采取秸秆覆盖(F_1)、秸秆掩埋(F_2)和秸秆覆盖+掩埋(F_3)3种秸秆还田方式与脱硫石膏(A)、有机肥(B)和脱硫石膏+有机肥(C)3种改良剂添加方式组成多种改良模式开展改良试验,通过对比分析不同改良模式对盐渍土土壤理化性状及土壤养分变化的影响,探究不同程度滨海盐渍土的最优改良组合。结果表明:成熟期与返青期相比,T_1F_2C处理的土壤含水率达最高值(40.65%),土壤电导率均较其对照处理呈现最大降幅(35.57%),盐分抑制效率(SIE)值达最高值(31.83%);T_2F_3C处理的土壤含水率均值高达29.26%,SIE值上升18.88%;T_1和T_2的土壤养分指标均呈现不同幅度的增加。得出以下结论:不同秸秆还田方式均可降低土壤盐分并起到保水保肥的作用,总体以F_3F_2F_1的效果呈现。对于控制水分损失、有效抑制土壤盐分表聚的作用来说,CAB;对于提高土壤肥力、增加土壤养分有效性的效果,CBA。总体上,F_2C和F_3C处理分别对于T_1和T_2土壤的水盐改善和养分提高效果较优,为两种程度盐渍土的最佳改良模式,可推广使用。对于不同秸秆还田方式下施肥对土壤养分含量的影响,F_1和F_3方式与土壤有机质含量,F_1方式与土壤有效磷和速效钾含量,F_2和无秸秆处理方式(CK)与土壤碱解氮含量在一定程度上呈显著或极显著正相关关系。     

土壤线虫群落对梨园不同害虫防治策略的响应

为探究土壤线虫群落对梨园不同害虫防治策略的响应,通过田间试验研究北京地区不同害虫防治策略下梨园土壤线虫的群落结构。按照不同的害虫防治策略将梨园划分为常规区(频繁化学防治)、试验1区(农药减施防治)和试验2区(以植物源农药为主的农药减施防治),共统计土壤线虫9 960条,隶属于线虫动物门2纲5目23科43属。试验1区0～20 cm土层土壤线虫数量显著大于常规区(P0.05),试验2区0～20 cm土层土壤线虫数量显著大于试验1区(P0.05)。试验1区、试验2区20～40 cm土层植物寄生线虫数量显著高于常规区(P0.05)。从相对丰度来看,试验1区、试验2区20～40 cm土层食细菌线虫相对丰度显著低于常规区(P0.05),而植物寄生线虫相对丰度则显著高于常规区(P0.05)。常规区具有较高的优势度指数(λ),试验1区、试验2区具有较高的多样性指数(H′)和均匀度指数(J)。以上结果表明,频繁的化学农药防治会影响梨园土壤线虫的群落结构,降低土壤线虫群落的多样性,而化学农药减施并适当施用植物源农药则有利于减少对土壤线虫数量及多样性的影响。     

秸秆还田配施氮肥对砂姜黑土有机质组分与碳库管理指数的影响

在安徽蒙城砂姜黑土上进行4 a的秸秆还田定位试验,研究砂姜黑土耕层土壤有机质组分和碳库管理指数的变化特征,分析不同有机质组分、作物产量以及碳库管理指数之间的相关性。结果表明,秸秆还田显著提高了砂姜黑土耕层土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数(P0.05),秸秆还田配施360~720 kg·hm-2氮肥较秸秆还田但不施肥土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数分别提高10.1%~15.8%、20.4%~32.5%和41.7%~74.6%。秸秆还田且配施540 kg·hm-2氮肥处理土壤活性有机质含量增幅最高,且主要提高了惰活性有机质组分含量。玉米产量与土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数均表现为显著相关(P0.01)。秸秆还田配施氮肥促进了土壤有机质质量水平,尤其是与540 kg·hm-2氮肥配施对土壤有机质含量的提高效果显著。     

秸秆生物炭施用对玉米根际和非根际土壤微生物群落结构的影响

为探究生物炭施用对土壤微生物群落结构与功能的影响,以广东博罗某生态农业实验基地玉米地为试验对象,设置3个处理,分别按0(C)、5(B1)、10(B2)t·hm~(-2)施加秸秆生物炭,分别于第7天、14天、21天后采集根际土壤及非根际土壤样品,通过对玉米根际及非根际土壤细菌16S rDNA进行高通量测序分析,结合16S rDNA PICRUSt功能预测技术,探究生物炭施用对玉米根际土壤及非根际土壤微生物群落结构与功能的影响。结果表明,与空白对照组相比,施加生物炭可明显增加玉米非根际土壤微生物群落多样性,施加21 d后C组、B1组和B2组chao1指数分别为1 261、2 707和2 472;对根际土壤微生物多样性影响不显著(P=0.406)。施加5t·hm~(-2)生物炭后,玉米根际土壤酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度升高,但施加10 t·hm~(-2)生物炭处理酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度降低。在科水平上,施加生物炭后,玉米非根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)受到明显抑制,而施加生物炭与否及施加量多少对根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)丰度高低影响不显著(P=0.857)。PICRUSt预测结果表明,生物炭施加对玉米土壤微生物群落代谢、遗传、信息传递等过程产生影响,从而改变微生物的群落结构及生态功能。综上,施用生物炭会影响玉米土壤微生物群落结构与功能,相对于施加10 t·hm~(-2)处理,施加5 t·hm~(-2)处理对土壤微生物群落结构的影响效果更为显著。该研究结果可为生物炭农业化利用机制研究及施加量选择提供参考。     

番茄根区土壤线虫群落变化对生物炭输入的响应

根结线虫属于线虫群落中的植食性线虫,它们寄生于作物根部,能引起植株根结线虫病,使得染病作物减产严重。生物炭作为一种土壤调理剂,对土壤理化及生物活性都有显著影响。土壤线虫群落结构变化及其作物效应对生物炭输入的响应可为全面评价生物炭的农业利用潜力提供依据。通过田间微区试验,将生物炭分别以0.0%(CK)、0.1%(BC1)、0.5%(BC5)和2.0%(BC20)的添加量(质量比)与土壤混合,以探讨生物炭输入对番茄根结线虫病与土壤线虫群落变化的影响。结果显示,(1)生物炭输入对番茄生长影响明显,BC1和BC5两种处理番茄生物量显著高于对照的2749.16 g·plant-1,分别增加14.97%与12.94%。而在BC20处理中番茄生物量则下降了13.75%。(2)生物炭对番茄作物根部根结数有一定的抑制作用。随着生物炭添加量的增加,番茄植株根结数逐渐降低。(3)土壤线虫群落丰度随着生物炭添加量增加显著上升,CK、BC1、BC5和BC20处理的线虫总数(以干土计)分别为1 490.0、1 657.8、2 100.2和2 300.2 ind.·kg-1。(4)生物炭对线虫群落结构影响明显,与CK相比,BC5与BC20处理的食植性线虫比例分别下降了33.4%与41.4%,且与对照处理差异显著。与此相反,食真菌类线虫比例则显著上升,增幅分别达到70.7%与95.5%。在较高生物炭添加量条件下,土壤线虫群落中食植性线虫比例的下降,应该是番茄根结数降低的原因之一。基于以上结果推测,在适当的添加量下,生物炭对番茄作物感染根结线虫病具有一定的抑制作用。     

不同秸秆覆盖水平对砂姜黑土生物学性状的影响

为明确秸秆覆盖对土壤生物学特性的影响,筛选出安徽淮北砂姜黑土区适宜的秸秆覆盖量,采用大田试验研究了7种秸秆覆盖水平M0(0 kg·hm-2)、M1(3 000 kg·hm-2)、M2(6 000 kg·hm-2)、M3(9 000 kg·hm-2)、M4(12 000 kg·hm-2)、M5(15 000 kg·hm-2)和M6(18 000 kg·hm-2)对玉米根际土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明,单位质量的土壤硝化细菌、氨化细菌和溶磷菌数量随秸秆覆盖量的增加呈先增加后下降的趋势,霉菌的数量随秸秆覆盖量的增加而增加。秸秆覆盖可显著增加土壤中的微生物数量,且不同种类微生物对应的最佳秸秆覆盖量存在一定的差异,其中吐丝期和灌浆中期单位质量的土壤溶磷菌数量和硝化细菌数量都以M4处理最高,氨化细菌数量以M3处理最高,霉菌数量以M6处理最高。土壤酶活性受秸秆覆盖的显著影响,但当秸秆覆盖量增加到一定程度,秸秆覆盖量的变化对土壤酶活性的影响不再明显。吐丝期和灌浆中期土壤中蔗糖酶、淀粉酶和磷酸酶活性以M4最高,过氧化氢酶活性以M3处理最高。土壤中硝化细菌、氨化细菌、溶磷菌、霉菌和总微生物数量与磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和淀粉酶活性皆呈正相关关系。研究得出,秸秆覆盖在改善土壤生物学特性方面发挥着重要作用,但秸秆覆盖量过高则不利于土壤微生物数量和酶活性的增加,且不同种类微生物和酶对应的最佳秸秆覆盖量存在一定差异,秸秆覆盖量为9 000~12 000 kg·hm-2时最有利于淮北砂姜黑土生物学特性的改善。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤有机氮组分的影响

探讨长期秸秆还田下连作棉田土壤有机氮组分的变化特征,对深入认识连作棉田土壤肥力演变及合理施肥均具有重要的理论价值。依据新疆绿洲棉花长期连作定位试验,设置秸秆还田条件下棉花连作5、10、15和20年(分别标记为5、10、15和20 a)及无秸秆还田处理下连作5、10、20年(分别标记为CK5、CK10和CK20)共计7个处理,采用Bremner酸水解蒸馏法对有机氮组分进行分级。结果表明:无秸秆还田处理下,随着连作年限的增加,土壤全氮明显增加,除氨基糖态氮逐渐下降,其他有机氮组分逐渐上升,但差异不显著(P0.05)。与无秸秆还田处理相比,秸秆还田可以显著提高耕层土壤全氮和有机氮各组分含量,连作5、10和20年的土壤全氮分别比CK5、CK10和CK20增加了27.12%、29.56%、36.56%,差异显著(P0.05);氨基酸态氮增加了44.93%、80.00%、61.11%,氨态氮增加了26.92%、34.48%和35.48%,氨基糖态氮增加了11.11%、62.50%、100%,未知态氮增加了11.56%、6.38%、24.59%,非酸解性氮增加了34.81%、13.16%、24.60%,连作20年均达显著水平(P0.05),且随着连作年限的增加,各组分氮含量逐渐增加。同时,秸秆还田增加了氨基酸态氮和氨基糖态氮占全氮的比例,降低了酸解未知态氮比例,且随着连作年限的增加,氨基酸态氮比例上升,非酸解性氮比例下降。有机氮各形态在耕层土壤中的分布趋势为:非酸解性氮(173.32 mg·kg~(-1))酸解未知氮(149.00 mg·kg~(-1))氨基酸态氮(123.17mg·kg~(-1))酸解氨态氮(100.42 mg·kg~(-1))氨基糖态氮(30.42 mg·kg~(-1))。综上,秸秆还田能够提高长期连作棉田耕层土壤全氮和有机氮各组分含量,增强了土壤的供氮能力,提高土壤肥力水平。同时,秸秆还田增加了不易分解的酸解未知氮和非酸解性氮,维持了土壤氮库的稳定性。