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。     

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.     

外来植物紫茎泽兰入侵对根际土壤有益功能细菌群、酶活性和肥力的影响

通过对紫茎泽兰不同入侵阶段下的实地采样,分析了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地根际土壤有益微生物菌群和土壤酶活性以及肥力的影响。发现除了全磷、全钾以外,重度入侵土壤的功能菌数量、酶活性、土壤肥力都要显著高于其它土壤区系。根际土中有机磷细菌差异最显著,其重度入侵土中的含量是轻度入侵土中含量的3.0倍,是当地植物土中含量的1.8倍,是空白地区含量的22.2倍。同时,土壤微生物类群、土壤酶活与土壤肥力的相关分析表明,它们之间存在显著相关关系,自生固氮菌与全氮相关性最明显,为0.922。外来植物对入侵地的影响是其入侵力和生态系统可入侵性的重要组成部分,紫茎泽兰入侵提高了土壤功能菌种群和土壤酶活,从而使土壤肥力也发生了相应的变化,这可能促进其养分转化吸收,提高种群竞争力。本文为紫茎泽兰成功入侵的土壤微生物学机制提供理论依据。     

滨海4种盐生植物根际土壤酶活性特征与主要养分的关系

植物可直接或间接地影响土壤酶的活性,根际土壤酶的种类和活性对土壤养分的速效化产生影响,从而影响植物的吸收利用。以滨海盐土和轻度盐化潮土为材料,利用根袋法研究滨海盐生植物对根际与非根际土壤养分含量以及酶活性的影响,为盐生植物在滨海盐渍土壤中的修复利用提供理论依据。结果表明：在两种土壤中,植物根际过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶的活性表现出相反的变化,滨海盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而轻度盐化潮土中的根际土3种酶活性均低于非根际土。在两种土壤中,根际土全氮质量分数比非根际土高,但全磷却比非根际土低。根际土速效态养分的变化则与全态养分的变化相反,4种植物的根际土速效氮质量分数均显著低于非根际土。除芦苇外,根际土速效磷质量分数均高于非根际土。滨海盐土中碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶和土壤中几种主要养分的相关性最紧密,较好地体现了4种滨海盐生植物根际的养分状况,也说明盐生植物对滨海盐土酶活性有较大的影响。对比4种植物根际土壤中的酶活性,在高盐质量分数的滨海盐土中,盐地碱蓬对根际土壤酶活性的影响最大     

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...     

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。     

不同河岸带植物根际丁草胺降解特性差异及其微生物学机制

以根际袋盆栽方法,研究了芦苇(Phragmites australis)、茭白(Zizania aquatia)、菖蒲(Acorus calamus Linn)三种典型河岸带植物根际丁草胺降解特征的差异,并从微生物学角度探讨了可能的机制.结果表明,与非根际相比较,不同河岸带植物根际对土壤中丁草胺降解有显著的增强效应.不同河岸带植物对丁草胺的降解效果存在显著差异,降解效果由大到小的次序为:菖蒲,芦苇,茭白.芦苇、茭白、菖蒲根际丁草胺降解速率常数依次分别为0.0606、0.0500、0.0680.在丁草胺作用下,不同河岸带植物根际与非根际土壤关键酶的活性和微生物特征存在明显差异.丁草胺对几种植物根际与非根际脱氢酶与脲酶都有不同程度的激活,但随后抑制并趋于正常水平,而磷酸酶则基本上影响不明显.同期根际的酶活性要比非根际的高.丁草胺作用后,对土壤细菌及真菌有明显的抑制作用,但对放线菌的数量影响不大.与芦苇和茭白相比,菖蒲根际土壤酶活性和微生物数量明显更高,说明该植物对土壤中丁草胺污染具有较好的缓冲作用,从而大大提高了丁草胺的微生物降解的增强效应.     

混作在黄土母质生土改良中的应用

以黄土母质生土为供试土壤,采用盆栽试验,研究小麦与3种豆科牧草及油菜混作对根际土壤生物活性及土壤营养的影响.结果表明,黄土母质生土混作较单作可显著促进根际土壤微生物的繁衍、酶活性及土壤营养的提高,且在混作根土系统中,三大微生物种群数量、多种土壤酶活性以及土壤N、P、有机质营养之间均存在显著或极显著的正向相关关系.4种混作处理以豌/麦根际土壤综合效应较好,可作为生土改良的首选混播作物.结果还显示,在小麦生长期内,混作根际微生物数量与酶活性及根际土壤营养均随生育进程呈前低—中高—后低的抛物线变化.研究为混作复合群体应用于黄土母质生土地改良提供了理论参考.图3表1参23     

长期施肥对双季稻田根际土壤氮素的影响

土壤有机氮含量是评价土壤质量变化的重要肥力指标,土壤氮矿化及其微生物数量易受不同施肥措施的影响。为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对根际土壤氮矿化及其微生物数量的影响,以长期（37年）定位施肥试验田为平台,系统分析了不同施肥模式[单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)]下双季稻田根际土壤微生物量氮含量、氮素矿化、硝化和氨化速率、氮循环微生物数量的变化特征,及土壤氮转化与理化特性、微生物相关性。结果表明,OM处理根际土壤有机碳、总氮、碱解氮、硝态氮、氨态氮和无机氮含量均显著（P<0.05）高于RF、MF和CK处理。OM处理根际土壤微生物量氮含量最高,比CK处理增加24.1%。OM处理根际土壤有氧氮矿化率、厌氧氮矿化率和氨化速率均为最高,均显著高于MF和CK处理（P<0.05）;MF处理根际土壤硝化速率为最高,显著高于RF、OM和CK处理（P<0.05）。OM处理根际土壤硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌数量均显著高于RF、OM和CK处理（P<0.05）;RF处理根际土壤固氮菌数量显著高于MF、OM和CK处理（P...     

几种固沙植物根际土壤微生物特性研究

研究了红柳、梭梭、沙拐3种固沙植物的根际和根外土壤微生物数量、组成、生理群微生物及土壤养分。结果表明：这3种固沙植物具有较强的根际正效应，其R/S在1.69-75.24之间，以梭梭的根际效应最大，沙拐枣其次，红柳最小，固沙植物的种植显著增加了微生物数量，促进有机质的积累和植物有效养分的转化，有利于流沙的成土发育。表7参9     

4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。     

庐山植物园11种植物的根际土壤氮磷有效性和酶活性

通过比较不同种源植物的土壤理化性质与生物学活性的差异及根际效应,探讨不同种源植物对庐山酸性山地土壤的环境适应性。在庐山植物园内选择引种多年的11种不同种源的常绿树种,在生长季节中采集根际土和非根际土,测定有机碳含量、碱解氮及有效磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性,并分析各树种根际土壤氮磷养分及酶活性的根际效应。结果表明,（1）不同树种之间的根际土壤酸性磷酸酶（P〈0.01）、有效磷（P〈0.05）和碱解氮（P〈0.01）存在明显差异,而脲酶没有差异。（2）根际与非根际土壤氮磷有效性和酶活性表现出不同的特征,大部分树种根际土壤有效磷及酸性磷酸酶存在一定的根际效应（R/S〉1）,例如红花木莲Manglietia insignis、桂南木莲Manglietia chingii及云南拟单性木兰Parakmeria yunnanensis的根际与非根际土壤有效磷含量存在显著差异（P〈0.05）,红花木莲、桂南木莲、巴东木莲Manglietia patungensis、红茴香Illicium henryi及红皮糙果茶Camellia crapnelliana与乡土树种云锦杜鹃Rhododendron fortunei根际与非根际土壤酸性磷酸酶存在显著差异（P〈0.05）。但是,根际与非根际土壤碱解氮和脲酶差异不明显,有的甚至出现脲酶的根际负效应（R/S〈1）,如巴东木莲和红花木莲等树种根际土壤低于非根际土壤（P〈0.05）。（3）不同种源树种影响下的土壤有效磷和酸性磷酸酶的根际效应（R/S比值）明显,原产西南地区的树种如桂南木莲、云南拟单性木兰和巴东木莲与华南地区的红花木莲、红茴香等土壤有效磷的根际效应（R/S〉1.5）比原产华东亚热带地区的深山含笑Michelia maudiae和云锦杜鹃更明显,相应的酸性磷酸酶的根际效应也较高。土壤脲酶和碱解氮的根际效应却不明显。（4）土壤有机碳与碱解氮、有效磷和酸性磷酸酶存在显著正相关关系（P〈0.01）,土壤碱解氮与有效磷（P〈0.01）和酸性磷酸酶（P〈0.05）具显著正相关关系,酸性磷酸酶与pH值（P〈0.05）显著负相关,说明根际土壤有机物质的积累对根际微区的理化环境及根际土壤养分活性具有重要影响。     

不同干扰程度下高原湿地纳帕海土壤酶活性与微生物特征研究

采用In-situ野外取样技术与室内实验分析相结合,对不同人为干扰程度下滇西北高原湿地纳帕海土壤酶活性和微生物数量特征进行研究。结果表明：（1）在人为活动干扰下,湿地类型从原生沼泽向沼泽草甸-草甸-垦后湿地逆向演替,F检验显示土壤脲酶、蛋白酶和蔗糖酶活性在各类型湿地间差异显著（F脲酶=14.246,F蛋白酶=13.760,F蔗糖酶=15.392）,表现为垦后湿地〉沼泽草甸〉草甸〉原生沼泽,过氧化氢酶活性差异不显著（F过氧化氢酶=2.697）,且与上述三种水解酶变化规律不同。（2）F检验显示,土壤细菌数量差异显著（F细菌=10.883）,呈现沼泽草甸〉草甸〉垦后湿地〉原生沼泽;土壤真菌与放线菌数量差异显著（F真菌=18.032,F放线菌=15.078）,呈现沼泽草甸〉垦后湿地〉草甸〉原生沼泽。（3）回归分析表明,土壤脲酶与过氧化氢酶极显著正相关。在草甸湿地类型中,土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶间呈显著线性正相关。土壤酶活性虽与微生物数量相性不显著。（4）纳帕海湿地土壤微生物数量与酶活性变化是对人为不同干扰类型与强度的响应。     

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。     

磺胺类兽药对土壤酶活性的影响

采用室内培养的方法,研究磺胺类兽药（磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲唑）污染对土壤蔗糖酶、硝酸还原酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,磺胺类兽药可显著抑制土壤蔗糖酶的活性,其抑制率可达50%以上。兽药对土壤硝酸还原酶活性的影响表现为先抑制后激活的趋势,最大抑制率和激活率可达98.6%、580%。兽药对土壤过氧化氢酶活性的影响主要以激活作用为主,对土壤磷酸酶活性的影响则呈现＂激活-抑制＂的循环趋势。兽药对土壤脲酶活性的影响表现为,培养前期低浓度时激活,高浓度时抑制;培养后期低、高浓度时均抑制。兽药对土壤多酚氧化酶活性的影响表现为,培养前期激活,培养后期抑制。     

三江平原小叶章湿地土壤酶活性的季节动态

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地为研究对象,于5—9月采集0～20cm土壤样品,分析了小叶章湿地土壤酶活性的季节动态变化,并探讨了其与土壤有机碳和全氮含量的关系。结果表明：小叶章湿地土壤脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性具有明显的季节变化特点,变异系数分别为13.1%、7.9%、13.6%、9.8%、5.0%、27.0%。土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性具有相似的动态规律,均在6月份出现一个波峰值,但最大值出现的月份不同,脲酶、蔗糖酶、纤维素酶在9月份时的酶活性最高,而酸性磷酸酶和过氧化氢酶在6月份时酶活性最高。淀粉酶活性动态规律表现为5—7月酶活性降低,而后酶活性升高,9月份酶活性最高,此时淀粉酶的水解能力最大。并且,随着季节变化,小叶章湿地土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性与有机碳含量显著正相关（p〈0.05）,淀粉酶、酸性磷酸酶活性与土壤全氮含量显著正相关（p〈0.05）。     

杂草五爪金龙对入侵地植物群落和土壤肥力的影响

五爪金龙（Ipomoeacairica）是粤东地区入侵性极强的外来杂草。在野外调查的基础上,选取5个被五爪金龙种群重度入侵地作为样地,并以5个相邻的无五爪金龙和其他外来植物入侵的地段作为对照,采用样方法对样地内的植物进行群落学调查并计算多样性指数,采集样地内的土壤样品进行土壤酶活性与理化指标测定,探讨五爪金龙入侵地生态因子间的相互作用关系,评价五爪金龙入侵对入侵地生态系统的影响。结果表明,与未入侵对照样地比较,五爪金龙入侵导致入侵地植物丰富度和多样性显著或极显著下降（P〈0．05或P〈0．01）,对本土植物的排斥效应明显;除森林公园样地外,其余样地与土壤肥力密切相关的土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶及硝酸还原酶4种酶活性均明显升高,增幅为26．91％～55．52％;五爪金龙种群的入侵明显提高了其入侵地土壤全氮、碱解氮、全钾及有效钾含量,降低了全磷、有效磷及有机质含量,且与对照样地间差异均达显著或极显著水平（P〈0．05或P〈0．01）。推测五爪金龙可能通过改变其入侵地的植物群落结构,改善土壤酶活性及养分水平,从而形成对自身生长发育和种群扩张有利的微生态环境。     

矸石山不同造林模式对土壤养分及酶活性影响的研究

本文以抚顺矸石山立地条件下树龄为10年的刺槐Robinia pseudoacacia L.、火炬Rhus typhina Nutt、白榆Ulmus pumila L.、沙棘Hippophae rhamnoides L.林以及植被自然恢复裸地（CK）5种植被恢复模式为研究对象,按土壤发生学层次进行采样,对土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶等指标进行研究,结果表明：与CK相比,4种造林模式显著提高了Ah层的土壤有机质和养分含量,其中,有机质、有效磷改良效果最好的是白榆模式,分别增加了194.8%、442.9%;速效钾改良效果最好的是刺槐模式,增加了262.0%;碱解氮则是火炬模式改良效果最好,增加了509.2%。不同造林模式与CK相比增加了各层次的过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性,其中,蔗糖酶和过氧化氢酶活性Ah层最大的是火炬模式,增加了134.5%和880.9%;脲酶酶活性最大的是白榆模式,增加了119.1%。从垂直角度看,有机质、碱解氮、过氧化氢酶、脲酶随土层加深含量降低,在C层达到最小值,而速效钾、有效磷、蔗糖酶的最小值则出现在AC层;不同模式对土壤pH影响不一,垂直规律不明显。     

长期施肥对水稻土酶活性及理化特性的影响

为了明确不同施肥种类对水稻土土壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,P,K,NPK,2倍NPK,NPK＋猪粪）水稻田耕层（0-20cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）施P（配施或单施）增加土壤全P、速效P含量,平衡施肥配施有机肥（NPK＋猪粪处理）土壤的有机质、全P、速效P、全N、速效N均显著增加,所有施肥处理间pH值差异均不显著;2）除了NPK处理土壤脲酶活性最高外,平衡施肥配施有机肥土壤转化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶活性与土壤全P量呈负相关,过氧化氢酶、脲酶、转化酶与全N、有机质、速效N、速效P呈显著或极显著正相关;因此,水田土壤长期平衡施肥配施有机肥,能显著提高土壤肥力,增加土壤酶活性,有益于土壤生产力的持续提高。