菜园土壤的理化性质和微生物生态特征与种植年限的关系

为了研究菜园土壤生态系统的演化，在广州白云区采集共计64个不同种植年限的菜园土壤样本。对土壤丰要物理化学性质和土壤微生物生态特征进行分析，结果表明：土壤粘粒和微网粒含量、土壤全磷、全钾的含量随菜园土的种植年限而增加；呼吸商则随年限升高，土壤细菌／真菌、放线菌／真菌亦有升高的趋势，而微生物碳氮比、土壤微生物商、微生物氮／全氮随年限降低；种植10a左右菜园土壤的Shannon多样性指数和AWCD值最低，40a土壤最高，80a以上土壤的微生物多样性指标有所降低，表明种植80a后的老菜园土壤微生物生态系统有退化的迹象。     

退耕土壤的碳、氮固存及其对CO2、N2O通量的影响

采样分析陇中黄土高原地区农田退耕种植苜蓿3 a、5 a、8 a后0～5、5～10、10～20 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、活性有机碳(SAOC)及矿质氮(NO3-N、NH4-N)含/储量的变化,并用静态箱-气质联用法对样地的COO2、NO2O排放通量进行了测定,研究碳氮变化对土壤CO2、N2O排放通量的影响.结果表明:(1)SOC、TN基础含量很低的贫瘠土壤退耕后表现出明显的碳、氮固存效应,有很强碳、氮固存潜力.与未退耕休闲农田相比,退耕3 a、5 a、8 a后0～20 cm SOC储量分别提高了9.12%、20.18%、34.39%,SOC平均固存率分别为0.17、0.23、0.25mg/(hm2·a).TN储量在5～10、10～20 cm增加不明显,在0～5 cm退耕3 a、5 a、8 a后储量分别提高14.29%,35.71%和64.29%,各退耕年限0～20 cm TN平均固存率均为0.2 mg/(hm2.a);(2)退耕后各年限草地土壤活性有机碳(SAOC)含量有所增加,但各层含量变化不明显,其增加量远小于SOC的增加,说明退耕初期阶段积累了较多的土壤惰性碳;NO3-N含量增加明显,0～5、5～10 cm土壤各退耕年限含量达5%的显著性差异,但退耕前后NH4-N含量无明显变化.(3)土壤CO2通量与SOC含量、SAOC含量、TN含量及N2O通量显著正相关;N2O通量与SOC含量、矿质氮含量及CO2通量显著正相关.说明在环境因素稳定的条件下,退耕后土壤碳、氮含量的增加会导致CO2、N2O排放的加剧,表现出大气CO2、N2O的"源"效应.     

多年连栽香蕉园土壤养分与酶活性变化

以海南乐东和澄迈两个种植区香蕉园为例,通过采取不同种植年限(0 a,1 a,5 a,10 a和15 a)香蕉园土壤,研究了连栽香蕉园土壤养分与酶活性的变化.结果表明:1)澄迈种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈现先降后升的趋势,而乐东种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量则呈下降趋势;2)两种植区土壤全磷、速效磷和速效钾含量随种植年限的延长而增加,呈现强烈的富集作用;3)澄迈种植区土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈现先降后升的趋势,与土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;而乐东种植区土壤过氧化氢酶活性与有机质、全氮和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;4)连栽香蕉园土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮、全磷和碱解氮含量极显著相关;过氧化氢酶活性则与有机质、全氮和碱解氮含量显著或极显著相关,可见,这两种酶可以做为香蕉园土壤肥力的敏感性指标.     

集约化蔬菜地土壤磷素累积特征及流失风险

以南京市郊集约化蔬菜长期种植基地为对象,采集蔬菜种植年限分别为3~5、15~20、25~30 a的土壤,测定土壤全磷(TP)、速效磷(Olsen-P)、水溶性磷(CaCl2-P)、生物有效磷(NaOH-P)的含量,并对0—20 cm土层磷素吸附特性进行分析,通过研究土壤磷吸附饱和度(DPS)、最大缓冲容量(MBC)来对土壤磷素流失风险进行评估。结果表明,在0—20 cm土层,除NaOH-P外,其余各形态磷(TP、Olsen-P、CaCl2-P)都随种植年限延长呈增加趋势。不同种植年限土壤TP、Olsen-P、CaCl2-P、NaOH-P主要积累在0—20 cm土层,且随着土层深度的增加土壤磷的累积量逐渐降低。DPS随种植年限延长而升高,种植年限25~30 a的菜地0—5 cm土层DPS超过土壤磷素流失环境敏感指标临界值(25%),其MBC也最低,表明随着蔬菜种植年限的延长土壤磷素流失风险加剧,且流失风险主要体现在0—5 cm土层。     

震区生态恢复初期土壤养分含量与微生物生物量特征的关系

为探究地震灾区不同气候区的初期生态恢复过程,选取汶川地震重灾区汶川县(干旱河谷气候区)和绵竹市(亚热带季风性气候区)的受损治理样地与未受损样地,对比研究表层土壤(0-20 cm)全养分(有机碳SOC、全氮TN)、速效养分(水解性氮、有效磷、速效钾)和微生物生物量含量.结果表明:同一气候区内,不同土壤层次SOC含量和0-5 cm、5-10 cm层土壤TN含量均表现为未受损区显著高于受损治理区(P0.05).其中,在亚热带季风气候区,受损治理区的水解性氮(AN)和微生物量碳(MBC)含量在不同土壤层次显著低于未受损区(P 0.05),真菌数量与速效钾(AK),放线菌数量与土壤SOC,TN与细菌、真菌、放线菌数量在未受损区均存在显著相关性(P 0.05);在干旱河谷气候区,未受损区不同层次土壤有效磷(AP)和微生物量氮(MBN)含量显著高于受损治理区(P0.05),MBC与AN、AP,MBN与SOC、TN,细菌数量与AK在受损治理区存在显著相关(P0.05),真菌数量与AP在未受损区存在显著相关(P0.05).典范相关分析发现,土壤中AK、TN含量与细菌数量、MBC含量,AK含量与真菌数量具有正相关关系.因此,震后受损区土壤速效养分、生物肥力不及未受损区,需加大土壤培肥力度,提高土壤速效养分含量,增加土壤微生物数量,从而改善土壤健康状况,促进生态恢复.(图3表5参41)     

长期种植紫花苜蓿对复垦土壤碳氮磷养分转化的影响

为研究长期种植紫花苜蓿对复垦土壤质量改善和生物改土的效果,以种植作物地和撂荒地为对照,分析建筑复垦地多年种植紫花苜蓿土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量的化学计量特征变化。结果表明,长期种植紫花苜蓿显著降低土壤电导率(EC),对表层土壤保水效果较好,显著提升土壤有效养分含量(P<0.05);与作物地和撂荒地相比,苜蓿地土壤SOC和TN含量显著提高(P<0.05),但0～20 cm土壤TP含量显著低于作物地。3种土地利用类型0～20 cm土壤化学计量差异显著,苜蓿地土壤C/N显著低于作物地和撂荒地(P<0.05),而土壤C/P和N/P则表现为苜蓿地显著高于作物地和撂荒地(P<0.05)。种植紫花苜蓿有助于提升土壤有机碳氮活性组分,0～20 cm土层苜蓿地颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)含量较作物地分别提高88.38%、17.24%和39.16%(P<0.05),苜蓿地颗粒有机氮(PON)、微生物生物量氮(MBN)和酸解有机氮组分含量最高,PON和MBN比作物地显著提高135.29%和17.39%,较撂荒地...     

种稻年限对盐碱土微量元素及水稻产量和品质的影响

为加快推进种稻改良盐碱地示范推广,以宁夏银北前进农场盐碱地稻田为研究区域,试验设计种植1、2、5、10、15a水稻处理,研究不同种稻年限对盐碱土壤pH值、全盐和有机质、5种微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、B)含量及水稻产量和品质的影响。结果表明:与种稻1 a相比,连续种稻5-10 a对水稻成熟期土壤pH值和全盐量的下降幅度、有机质含量的增加幅度影响较大。种稻1 a条件下土壤pH值和全盐量较种植前仅下降了0.09、0.03%,有机质含量较种植前仅增加了2.0 g·kg~(-1),而种稻5-10 a条件下,对应的pH值和全盐量下降了0.22-0.24、0.07%-0.1%,有机质含量增加了3.9-5.0 g·kg~(-1);不同种稻年限对盐碱土壤中5种微量元素含量的影响程度不同,连续种稻2 a条件下水稻成熟期土壤Fe和Cu含量较种植前分别提高51.7%、68.7%,连续种稻15 a下两种元素含量的增幅为46.9%、59.3%,连续种稻15 a较连续种稻2 a土壤Fe和Cu的增幅下降了4.8%、9.4%。连续种稻5 a下水稻成熟期土壤B、Mn和Zn含量较种植前分别增加240%、24.6%和82.2%,但连续种稻15 a下的增幅分别为150%、20.6%和69.5%,连续种稻15a较连续种稻5a土壤B、Mn和Zn含量的增幅分别下降了90%、4%和13.7%;不同种稻年限影响水稻产量及其构成因素,连续种稻5 a显著增加水稻产量(P0.05),产量高达11 475 kg·hm-2,种稻年限过长(15 a)显著降低产量(P0.05),相比连续种稻5 a,减产率达24.8%;此外,不同种稻年限对稻米品质的影响主要体现在整精米率、垩白度、垩白粒率上,连续种稻5 a稻米整精米率较种植1 a增加5.2%,垩白粒率和垩白度分别较种植1 a下降20%、2.4%,稻米品质达到2级,连续种稻15a对垩白粒率和垩白度的影响不明显(P0.05),但明显降低稻米精米率和整精米率(P0.05),精米率和整精米率较种稻5 a分别下降4.7%和37.8%,稻米品质降为等外级别。综上,连续种稻5 a土壤微量元素含量及水稻产量和品质表现最优。研究结果可以为盐碱地改良种稻年限的确立和合理配施微肥提供科学依据。     

高硝氮酒厂废水生物反硝化体系的构建及细菌群落特征

白酒生产过程中伴随高氮废水的产生,其中包含氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)和亚硝氮(NO_2~--N),企业基于现有的曝气等工艺可以去除NH_4~+-N,但却难以有效去除NO_2~--N和NO_2~--N,导致总氮(TN)含量无法达到新标准(TN 20 mg/L),因此高效去除废水中的NO_3~--N和NO_2~--N成为当下的研究热点.采用上流式厌氧污泥床(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)生物反应器驯养活性污泥,形成稳定的微生物群系;筛选得到最佳碳源,构建了生物厌氧反硝化脱氮体系,并通过三代全长16S rRNA测序分析了体系的细菌群落结构.结果显示,在甲醇、乙酸钠、丁二酸钠、葡萄糖、酒厂原水、柠檬酸钠和MicroC多种碳源中,MicroC效果最佳,在处理高硝氮废水(NO_3~--N=531 mg/L)时,添加量为C/N=1.0,出水的NO_3~--N含量小于1 mg/L,NO_3~--N去除率达98%,COD去除率超过90%.该体系中,反硝化前期斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和硫杆菌(Thioclava sp.)是优势种,还原大量的NO_3~--N,而细菌多样性较低;反硝化后期微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)变成优势种,还原残留的NO_3~--N.本研究表明以MicroC为碳源的厌氧反硝化体系可实现酒厂高硝氮废水低成本且高效率的脱氮处理,物种Pseudomonas stutzeri发挥主要的反硝化作用,结果对反硝化工程有重要的指导意义.(图8表3参30)     

基于三七连作障碍的土壤理化性状及酶活性研究

为评价三七(Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen)连作对土壤理化性状及土壤酶活性的影响,分析了三七不同种植年限及连作土不同治理方法的土壤理化性状和酶活性,从而为部分解析三七连作障碍形成机制及为缓解并克服连作障碍提供理论依据。结果表明,随着三七种植年限的增加,土壤p H呈显著下降趋势,土壤酸化现象加重;种植三七1年、2年和3年的土壤与未种植过三七的土壤相比有机质含量分别下降73%、87%和83%,并伴随着土壤的板结。与生土和健康土相比,大量元素氮(N)和磷(P)含量在种植三七的土壤及发病土壤中显著下降。铁(Fe)、硼(B)、铝(Al)等元素在种植三七的土壤中却显著升高,种植三七3年的土壤与生土相比,Fe、B、Al分别上升29%、31%、32%。土壤蛋白酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶及脲酶活性随着三七种植年限的增加均显著降低,种植三七3年的土壤中,其土壤蛋白酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶及磷酸酶较未种植过三七的土壤分别下降91%、56%、52%、92%、92%和69%;而发病植株根际土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶活性高于健康植株根际土壤的酶活性,其中发病土壤的蔗糖酶活性较健康土高出42%;连作植株根际土壤与经消毒治理后的植株根际土壤相比,脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶及过氧化氢酶活性显著较高。研究结果还显示,土壤酶活性与土壤p H、有机质含量、N、P、K及一些微量元素(如:钼、铜)之间存在显著相关关系。本研究结果暗示,三七连作后导致了土壤酸化和板结现象加重及土壤矿质元素组成失衡和某些元素的富集,这可能是诱导三七连作障碍发生的原因之一;另外,三七种植年限增加明显抑制土壤酶活性,这将阻碍三七对某些营养元素的吸收及间接加剧土壤自毒物质的积累,从而也可能诱导连作障碍的发生。     

沼液对甘蓝连作土壤生物学性质的影响

以施用化肥225 kg/hm2为对照,设置两种不同的沼液用量(以纯氮计):沼液I(168 kg/hm2)和沼液II(225 kg/hm2),通过连续3 a的甘蓝种植试验,研究沼液对甘蓝连作土壤微生物区系、土壤酶活性以及土壤养分与土壤酶活性之间的相关性.结果表明:1)施用沼液显著改善了连作土壤的微生物区系,溶磷细菌、解钾细菌、氨化细菌、固氮菌和放线菌的数量显著增加;同时抑制了真菌的富集.两种不同用量的沼液处理较化肥处理的土壤细菌/真菌(B/F)值分别提高了142.7%和202.3%.2)在225 kg/hm2等氮水平下,施用沼液显著提高了土壤的蔗糖酶、磷酸酶和蛋白酶活性,较之化肥处理分别提高了63.96%、137.61%和139.66%;同时显著降低了土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.3)土壤养分与土壤酶活性相关性分析表明,有机质含量与土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而与多酚氧化酶活性无明显相关性;磷酸酶活性与土壤速效磷含量呈显著正相关;蛋白酶活性与土壤碱解氮、全氮含量呈显著正相关.表4参24     

城市森林土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征

为探讨典型城市森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)空间分布、季节变化、化学计量特征及其影响因素,选取蜀山森林公园(近郊)、紫蓬山国家级森林公园(远郊)麻栎林(Quercus acutissima)为实验样地,在每个样地内随机选取3个15×15m实验样方,在每个样方内,按照"S"形布点法选取5个采样点,采集0—10、10—30 cm土壤样品,分析其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其理化指标,并计算土壤C、N、P化学计量比。研究结果表明,研究地0—30 cm土壤:SOC、TN、TP均值分别为21.82、1.69、0.18 g·kg~(-1),季节对土壤TN、TP含量影响显著,且秋春季高于夏冬季。土壤C:N均值为12.53,表现为秋季夏季冬季春季;C:P均值为122.03,表现为夏季冬季春季秋季;N:P均值为9.57,表现为春季夏季冬季秋季。季节对土壤C:N、N:P影响显著。SOC、TN、TP含量及其计量比均随土层深度的增加而下降。区位对土壤SOC、TN、TP含量影响显著,季节、区位交互作用对土壤TN、TP、C:N、C:P影响显著,季节、土层交互作用对土壤TP、C:P、N:P影响显著,区位、土层交互作用对C:N影响显著。土壤SOC、TN、TP之间及C:N、C:P、N:P之间(除C:N与N:P外)存在极显著正相关关系;土壤SOC、TN与C:N、C:P、N:P、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、溶解性有机碳(DOC)呈显著或极显著正相关;TP与p H、NO_3~--N、C:N呈极显著或者显著正相关;土壤C:N、C:P、N:P与C、N、NH_4~+-N、DOC呈显著或极显著正相关关系。该研究证实了研究区域城市森林土壤处于"碳富集、磷限制"状态,且土壤C、N、P间存在耦合关系;城市森林土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、DOC含量增加,利于土壤C、N积累。     

武夷山天然针阔混交林与毛竹人工林土壤性质差异

为探究武夷山高海拔天然针阔混交林改造成毛竹人工林后土壤性质的变化规律及其原因,为今后制定天然林保护和人工林可持续经营方案提供参考,在福建省武夷山市星村镇桐木村选择相邻的天然针阔混交林和毛竹人工林(50年前由天然针阔混交林改造而来)为研究对象,采集两种林分的表层土壤(0—10 cm)和亚表层土壤(10—20 cm),分析了土壤碳氮磷钾等主要元素全量、土壤无机氮含量、微生物量碳和微生物量氮含量,以及脲酶和过氧化氢酶活性等指标。结果表明,天然针阔混交林改造成毛竹林后表层土壤和亚表层土壤的pH、电导率、有机碳、全氮、全磷和有效磷含量显著降低(P0.05),土壤全钾含量显著提高(P0.05);表层土壤微生物碳氮含量及亚表层土壤微生物碳含量显著提高(P0.05),而亚表层土壤的微生物氮含量则无明显变化(P0.05);表层土壤和亚表层土壤的铵态氮含量显著降低(P0.05),硝态氮含量虽然显著上升(P0.05),但硝态氮含量占无机氮总量的比例极小;表层土壤和亚表层土壤的脲酶活性分别降低7.4%和19.2%(P0.05),过氧化氢酶活性呈下降趋势,但下降幅度不显著(P0.05)。武夷山天然针阔混交林改造成毛竹人工林后,土壤酸化、土壤脲酶和过氧化氢酶活性降低、碳氮磷等元素含量减少,土壤肥力总体下降。     

秸秆还田对连作棉田土壤酶活性的影响

新疆棉区普遍实行秸秆还田,棉田土壤酶活性受到连作障碍的负面效应与长期秸秆还田培肥地力的正面效应的双重影响;通过定点微区实验,对比秸秆还田和未秸秆还田土壤酶活性的变化趋势,研究连作条件下秸秆还田与否对棉田土壤酶活性的影响。结果表明：实行秸秆还田后,土壤脲酶活性随着连作年限的延长先降后升,连作不超过10 a,土壤脲酶活性呈现下降趋势,超过10 a逐渐上升;实行秸秆还田后蔗糖酶活性在R5和R10处理较R1有较大幅度的下降,降幅分别为48.4%和44.8%,连作10 a后蔗糖酶活性增强,土壤状况趋于好转;过氧化氢酶活性随连作年限的延长先降低后升高,短期连作土壤过氧化氢酶活性较低,过氧化氢分解受阻,影响棉花的正常生长,连作年限超过10 a过氧化氢酶活性升高,解毒能力较强,加快分解过氧化氢,有利于减轻过氧化氢的毒害作用;过氧化物酶活性随着连作年限的延长持续上升,其中R5、R10、R15和R20过氧化物酶活性分别比R1增加了4.8%、7.9%、19%和29.6%。     

晋西北黄土丘陵区不同植被恢复下的土壤碳氮累积特征

探讨黄土丘陵区土壤碳氮特征及其蓄积速率对植被恢复的响应规律,不仅对于精确评估黄土高原生态恢复工程的土壤碳氮效应具有重要意义,同时也是国家积极推进碳中和战略和生态文明建设的科学基础。以晋西北黄土丘陵区—右玉县典型生态恢复区为研究对象,以相邻农田为对照,分析了不同植被类型在不同恢复年限下的土壤碳氮特征和固碳(氮)效应。结果表明:以20 a和50 a为界,植被恢复的土壤固碳(氮)效应可分为短期、中期和长期3个阶段。从短期(20 a)来看,退耕还林(草)的土壤固碳(氮)效应不明显,甚至导致了土壤表层(0—20 cm)SOC和STN含量和储量的降低,而退耕还灌的土壤碳氮增汇效应较为显著;从中期(21—50 a)来看,随着恢复年限的增加,3种植被的土壤碳氮增汇效应显著,其中草地在恢复21—35 a后,土壤固碳(氮)达到最高值,之后其SOC、STN含量和储量开始降低,而林地和灌木地的土壤碳(氮)汇效应表现显著;从长期来看(50 a),林地表层土壤碳(氮)增汇效应仍持续增强,而灌木地和草地SOC、STN含量和储量,均低于对照农田。总体来看,退耕还林在中期和长期的土壤碳氮蓄积效应相当可观,退耕还灌在短期和中期的土壤碳氮蓄积效应表现显著;对于草地,仅在退耕中期(21—35 a)表现出一定的土壤碳氮增汇效应。从表层土壤的碳氮平均蓄积速率来看,林地在退耕中期和长期,均表现出较高的平均碳氮蓄积速率,而灌木地在退耕早期(20 a),其表层土壤平均碳氮蓄积速率最快,之后,随恢复年限的增加,逐步降低,最终转变为负值(50 a);而草地仅在退耕21—35 a,土壤碳氮蓄积速率表现为正值,其余阶段均为负值。退耕还林(草)后的表层SOC含量与STN含量、C/N和土壤含水量呈明显的正相关,与土壤容重之间呈显著的负相关。土壤C/N受SOC的影响较大;土壤水分条件的改善可促进SOC和STN的积累,其对表层STN的影响程度甚至高于SOC。随着表层SOC含量的增加,会改变土壤颗粒的胶结状况,从而导致土壤容重的降低。     

冬季覆盖作物对潮褐土土壤肥力和微生物学性状的影响

冬季覆盖作物能够提高农田土壤肥力和改善生态环境,通过研究其种植后对华北平原农田土壤理化和微生物学性质的影响,可为该地区推广种植冬季覆盖作物提供数据支持。以冬闲地为对照(CK),选取毛叶苕子(Vicia villosa,Vr)、二月兰(Orychophragmus violaceus,Ov)和冬油菜(Brassica campestris,Bc)3种覆盖作物,通过盆栽试验研究了种植冬季覆盖作物对华北平原典型潮褐土土壤理化性质、微生物生物量和酶活性的影响。结果表明:3种冬季覆盖作物处理生物量由小到大依次为Vr、Bc和Ov。与CK相比,3种冬季覆盖作物均能显著提高土壤含水量,有效磷含量,土壤微生物生物量碳、氮和磷含量(P0.05),且不同程度提高土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性。其中,Ov处理土壤有效磷含量提高幅度最大,为33.3%(P0.05);Bc处理土壤含水量显著提高16.7%,土壤容重显著降低16.8%,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷含量及碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别提高30.5%、32.3%、85.4%、11.4%、17.7%和21.7%(P0.05)。综合覆盖作物生物量及覆盖作物对华北平原潮褐土土壤理化性质、微生物生物量含量和酶活性的影响,以冬油菜作为华北平原冬季覆盖作物效果为最佳,二月兰和毛叶苕子次之。     

信阳茶区不同植茶年限土壤酶活性演变

为了探讨信阳茶区不同植茶年限茶园土壤酶活性与土壤养分的关系,采集了不同植茶年限(0、10、20、30、40 a)0~20 cm土层土壤,分析4种土壤酶活性随土壤养分的演变特征。结果表明,过氧化氢酶、蔗糖酶活性与植茶年限呈显著负相关,与茶园土壤pH呈显著正相关;酸性磷酸酶活性与植茶年限相关性不显著;植茶土壤脲酶活性显著高于未植茶土壤,但与植茶年限相关性不显著。过氧化氢酶和蔗糖酶与土壤碱解氮、有机质、速效钾、NH4~+-N呈显著负相关,与速效磷、NO_3~--N的相关性不显著;酸性磷酸酶和脲酶与土壤pH、土壤养分相关性不显著。逐步线性回归分析表明,土壤养分对过氧化氢酶影响最显著的为碱解氮、速效钾与NH4~+-N,对蔗糖酶影响最显著的为有机质。土壤交换性离子对过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶影响最显著的是交换性Mg~(2+);对酸性磷酸酶影响最显著的是交换性K~+。土壤酶的几何平均数(GMea)随着植茶年限的延长而降低,说明随着植茶年限的延长,土壤质量下降。灰色关联度分析表明,与GMea关联度最高的4个因子为:交换性Mg~(2+)、土壤pH、NO_3~--N、速效磷。研究结果可为茶园土壤分析与评价、茶园土壤施肥及可持续生产提供科学参考。     

土壤酶和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应及其影响因子研究

土壤酶和微生物量碳是反映土壤健康的重要微生物性质指标。土壤重金属污染能够对土壤微生物性质产生影响,然而土壤酶和微生物量碳对土壤重金属污染的响应受到土壤本身理化性质的影响。通过北京市建成区233个样点的数据监测和实验室模拟,研究了土壤脲酶活性和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应以及受土壤理化性质的影响。研究结果表明:在野外主要重金属污染的浓度范围内(Cd 0.003~0.98μg·g-1,Cu 13.4~207.9μg·g-1,Zn 29.4~322μg·g-1,Pb 4.02~174μg·g-1),土壤脲酶活性、微生物量碳(MBC)和有机碳(SOC)的含量与土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的浓度正相关,而微生物量碳占有机碳的比率(MBC/SOC)与重金属浓度负相关;脲酶活性、MBC/SOC与重金属浓度建立的相关关系只能解释总变异的5%~10%。实验室模拟试验表明,土壤酶活性受土壤重金属含量和土壤性质联合效应的影响;土壤有机质含量和pH是影响酶活性的主要土壤理化性质。引入土壤有机碳含量和pH两个参数,重新建立脲酶活性、MBC/SOC与土壤中重金属浓度的关系,建立的相关关系的决定系数变大,能够解释总变异的14%~17%。     

微生物肥料对呼伦贝尔打孔羊草草甸草原土壤微生物及酶活性的影响研究

以呼伦贝尔退化羊草(Leymus chinensis)草甸草原割草场为研究对象,研究在打孔羊草草甸草原施加不同微生物肥料处理下土壤养分、微生物量碳氮和酶活性的变化及影响土壤微生物量碳氮和酶活性的关键土壤因子,旨在为退化羊草草甸草原生态系统的改良、恢复及合理利用提供科学依据。结果表明,(1)水分正常年份,土壤中全碳和全氮含量最高值均出现在腐殖酸+微生物菌剂(F+J)处理,分别比对照(CK)提高1.84%~18.53%、1.24%~31.67%,其他不同处理土壤养分无显著差异。(2)土壤生物活性与土壤水热状况密切相关,在雨水正常的2014年,土壤微生物量碳、氮含量最高值分别出现在F+J和海藻酸+微生物菌剂(H+J)处理,分别比CK提高36.52%和28.56%;在降水较少、气候干燥的2015年,土壤微生物量碳、氮含量最高值分别出现在海藻酸(H)和糖蜜发酵(T),分别比CK提高9.86%和15.02%;(3)打孔+施微肥短期效应能够影响土壤蔗糖酶和过氧化氢酶,2014年土壤蔗糖酶表现为H+J和F+J显著高于其他处理,较CK分别提高了10.68%和10.12%,2015年不同打孔与施微生物肥料处理比CK提高4.72%~9.84%,且腐殖酸(F)、H、T以及F+J处理显著高于CK;2015年土壤过氧化氢酶表现为F和F+J显著高于CK,提高了2.50%。(4)土壤全碳,速效钾、速效氮,电导率分别为土壤蔗糖酶,脲酶,过氧化氢酶的关键影响因子,土壤全磷、速效磷为土壤微生物量的关键影响因子。综合分析表明,施入复合微生物肥料与微生物菌剂有助于提高呼伦贝尔打孔羊草草甸草原土壤微生物量碳氮含量和土壤酶活性,有利于改善草原土壤生物化学肥力状况。     

溶磷菌剂对施磷复垦土壤无机磷形态及油菜磷吸收的影响

磷的有效化是限制复垦土壤肥力提升的主要因素,溶磷菌能够活化土壤中的难溶态的磷,增强土壤磷的供给能力,研究其对复垦土壤无机磷形态及生物有效性的影响,可为矿区复垦土壤熟化和肥力提升提供科学依据.通过盆栽试验,研究混合溶磷菌剂对施用磷矿粉和磷酸钙的复垦土壤中有效磷含量、磷酸酶活性、无机磷形态及其转化以及盆栽油菜磷素吸收的影响.结果显示:与未接种溶磷菌剂的处理相比,接种溶磷菌剂后复垦土壤中有效磷含量和磷酸酶活性分别提高了61.44%-65.77%和95.49%-104.75%(P 0.05);土壤油菜鲜重和吸磷量分别增加了28.07%-33.89%和25.53%-33.33%(P 0.05).等磷量施用磷酸钙和磷矿粉,复垦土壤中的无机磷均以Ca_(10-P)为主要形态.在施用磷矿粉的土壤中接种溶磷菌剂能够显著降低Ca_(10)-P含量和转化率,提高Ca_8-P含量和转化率,促进Ca_(10)-P向Ca_8-P转化;在施用磷酸钙的土壤中接种溶磷菌剂能够促进Ca_(10)-P向Ca_2-P、Ca_8-P转化,O-P向Al-P转化.土壤有效磷和磷酸酶以及油菜吸磷量的增加与Ca_(10)-P的减少以及Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P的增加有关.本研究表明溶磷菌剂能够促进磷矿粉和磷酸钙在复垦土壤中由Ca_(10)-P向Ca_2-P和Ca_8-P转化,提高土壤磷的生物有效性;另外,在施用磷酸钙的土壤中,溶磷菌剂的溶磷能力和对油菜的促生效果优于施用磷矿粉的土壤.(图1表6参35)     

山西太岳山典型植被类型土壤微生物量特征

以山西太岳山4种不同植被类型为对象,研究其土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)含量以及土壤和凋落物养分含量的变化特征,并利用通径分析模型,探讨土壤和凋落物养分含量对土壤微生物量的效应.结果显示:MBC、MBN和土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量随土层深度加深逐渐减小.各层土壤SOC、TN含量均表现为草甸华北落叶松人工纯林华北落叶松白桦混交林灌木林;MBC和MBN含量分别为143-900 mg/kg和22-155 mg/kg,两者均在草甸和华北落叶松白桦混交林中显著高于华北落叶松人工纯林和灌木林;土壤微生物量碳氮比在A(0-10 cm)、B(10-20 cm)两层的变化范围为6-8,在C(20-30 cm)、D(30-40 cm)两层的变化范围为4-10.土壤微生物熵在华北落叶松白桦混交林和灌木林下达到较高水平,碳熵和氮熵的变化范围分别为0.6%-2.8%和1.4%-5.4%.通径分析结果表明,土壤理化性质、凋落物养分含量和土壤微生物量之间存在不同程度的相关性,凋落物N含量是影响土壤微生物量的直接因素之一.总体来说,不同植被类型对土壤微生物量有重要的影响,落叶松人工纯林和草甸对碳库的作用更大,有利于养分的积累.(图5表8参43)