长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.     

济南地区日光温室土壤养分的分布状况和累积规律

对济南地区不同种植年限日光温室内外及不同蔬菜作物的土壤养分差异和频数分布进行比较,分析了日光温室土壤养分随种植年限的累积特征,并对不同蔬菜温室土壤养分与种植年限进行曲线拟合,研究了引起土壤盐渍化和酸化的原因.结果表明:济南地区日光温室土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、电导率显著高于棚外土壤,增幅分别为135.3％、475.2％、290.1％、97.7％、188.7％,pH值较棚外土壤降低0.31;各土壤养分的频数分布曲线均呈正态分布.不同蔬菜温室土壤养分含量各有差别,其中,碱解氮和电导率为番茄＞甜椒＞黄瓜,有机质和pH为黄瓜＞甜椒＞番茄,速效磷为黄瓜＞番茄＞甜椒,速效钾为番茄＞黄瓜＞甜椒.日光温室土壤有酸化的趋势,但不明显.温室土壤盐渍化程度加重主要由碱解氮和速效钾的累积所致.pH的降低与碱解氮的累积关系密切.日光温室各土壤养分随种植年限的累积规律基本一致,1～2年为养分的快速累积期,3～4年的累积速率变缓,以后处于一个稳定水平,整体上表现为土壤系统的动态平衡.除pH的累积为负向外,其他均为正向累积.不同蔬菜温室土壤养分与种植年限呈极显著相关,且可用2次或3次曲线进行拟合.     

栽培模式对旱地小麦产量和土壤肥力的影响

通过田间试验,研究地膜覆盖、秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和土壤肥力的影响.结果表明: 与传统模式相比,地膜覆盖并不总能提高旱地小麦产量,3年平均产量无显著变化,但降低20～40 cm土壤全氮、有效磷、速效钾、有效硫、有效锌和有效锰含量,对土壤有机质、硝态氮、有效铁和有效铜含量无显著影响.秸秆还田的小麦产量3年平均降低12.1%,收获期0～20 cm土层全氮提高5.8%,20～40 cm土层有效铜含量提高6.2%,而有效磷和有效锰分别降低36.1%和10.2%,对开花期和收获期土壤有机质、硝态氮、速效钾、有效硫、有效锌和有效铁无显著影响.种植绿肥的籽粒产量降低12.1%,同时土壤pH、有效磷和有效硫含量降低,有机质、全氮、硝态氮、有效锌和有效锰均增加,对土壤速效钾、有效铁和有效铜均无显著影响.综上,在旱地土壤肥力较低的条件下,地膜覆盖和秸秆还田不利于土壤肥力的提升,使小麦增产受到限制;种植绿肥培肥效果最好,但应考虑区域降水情况,注意其带来的减产问题.     

不同蔬菜与番茄轮作对设施土壤微生物多样性、酶活性及土壤理化性质的影响

【目的】番茄是一种受连作障碍影响明显的蔬菜作物,本试验旨在研究不同蔬菜作物与番茄轮作后对设施土壤微生物多样性、酶活性及土壤理化性质的影响,以期筛选出适宜与番茄轮作的蔬菜作物,为从设施栽培模式选择角度缓解或避免番茄连作障碍提供理论依据。【方法】试验以连续两茬种植番茄后分别种植大白菜(A)、黄瓜(B)、辣椒(C)、茄子(E)、秋葵(F)、西葫芦(G)6种作物为不同处理,以继续种植番茄(D)和休耕闲置土壤(H)为对照,采用16S rRNA和真菌ITS区测序、同时测定土壤酶活性、pH值、有机质含量、速效氮、磷、钾含量,研究不同蔬菜作物与番茄轮作对土壤微生物多样性、酶活性及土壤理化性质的影响。【结果】种植作物土壤细菌和真菌多样性指数均显著高于闲置土壤(H);番茄连作与轮作土壤中的细菌门水平群落结构比较固定,但不同物种的丰度差异较大。真菌对于环境变化的响应比细菌更加敏感,轮作各样本间真菌群落结构差异明显大于细菌群落结构,在物种丰度和门水平上均存在较大差异;轮作茄子和大白菜显著增加了土壤中硝化细菌[亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)]的丰度;PCA分析表明轮作茄子和空白闲置土壤细菌和真菌的群落结构与其他处理的差异较大;轮作不同作物土壤酶活性差异显著,但变化规律不明显。轮作大白菜、黄瓜和空白闲置土壤过氧化氢酶活性显著高于番茄连作和轮作其他作物。不同蔬菜轮作土壤肥力主成分分析结果表明土壤pH值、有机质、速效氮与速效磷是主要贡献因子,综合肥力排名第一的为空白土样,其次为轮作黄瓜的土样,综合肥力最低的为轮作茄子土样。【结论】种植作物可以显著提高土壤微生物多样性;轮作茄子和大白菜显著增加了土壤中硝化细菌的丰度,有利于土壤中氮素代谢和利用;轮作黄瓜和大白菜,显著提高土壤中过氧化氢酶的活性,有利于降低番茄连作产生的自毒作用。因此综合分析认为,茄子、黄瓜和大白菜是避免或缓解番茄连作障碍的潜在优势轮作作物。     

深挖垦复对锥栗重要农艺性状及土壤理化性质的影响

为探索锥栗林地高效的土壤管理方式,提升我国锥栗栽培管理技术水平,进而提高其产量、品质以及经济效益。该研究采用全垦和环垦两种方式对锥栗林地进行连续4年的深挖垦复,通过测定垦复前后土壤理化性质变化以及锥栗树体生长、叶片表型和生理特征、结果性状、产量及品质等重要农艺性状,统计数据并进行对比分析。结果表明:(1)深挖垦复对锥栗林地土壤理化性质改善效果显著,两种垦复方式土壤容重较垦复前降低31.21%及以上(0～30 cm处),土壤含水率、土壤孔隙度、有机质含量以及各种大量元素含量较垦复前和对照均有不同程度的增加,土壤肥力及其保水保肥能力显著增强。(2)环垦区土壤有机质含量、有效磷含量以及交换性镁含量高于全垦区,其土壤有机质含量较垦复前增加40.59%,远高于全垦增加幅度(17.76%),从土壤保肥能力的角度来看,环垦效果优于全垦。(3)土壤肥力的提升增强了其对锥栗叶片的供肥能力,使得叶片含水率、叶绿素含量以及各种矿质元素含量显著增加,从而提升其光合作用能力。(4)深挖垦复对锥栗树体生长、结实能力、产量及品质同样具有显著的提升效果,其中全垦和环垦区单位面积产量分别是对照的1.75倍和1.33倍,且栗苞总重、单果质量、出籽率、可溶性糖含量以及磷、钾元素含量显著高于对照,而空苞率显著低于对照。综上,深挖垦复是改良林地土壤和提高锥栗生产力的有效举措。     

北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响

土壤螨群落与土壤健康状况密切相关,农业土地利用方式会影响土壤螨的生存环境,进而影响螨的群落分布。在北方传统农业区研究了小麦玉米常规轮作农田,1年温室蔬菜大棚、4年温室蔬菜大棚和4年露天菜地下土壤主要理化指标和螨群落结构。研究结果表明露天菜地和温室大棚的利用方式均会提高土壤碱解氮和有机质含量,同时温室大棚的长期利用会增加土壤有效磷含量。螨群落分析显示常规农田中甲螨亚目为优势类群;常规农田转变为温室大棚后,由于施肥造成土壤营养物质含量增加,以及人类对土壤扰动程度的提高,无气门亚目取代甲螨亚目成为温室内螨优势类群。但随着温室年限的延长,螨多样性和粉螨科丰度都要有所下降,这可能是磷累积和强扰动效应的共同后果。常规农田转变为露天菜地后,加强的人类扰动也会降低甲螨亚目丰度,但与温室螨群落相比,4个亚目分布要相对均匀。温室在3种土地利用类型中对土壤螨的负面影响最为明显,从土壤功能的自我维持和修复方面来讲是十分不利的,温室内土壤生物多样性的保护尤其值得人们关注和重视。     

种植年限对寿光设施大棚土壤生态环境的影响

为探讨不同种植年限对设施大棚土壤生态环境的影响,研究了不同种植年限的大棚土壤物理性状、化学性状以及微生物区系的差异变化,并对种植年限与土壤理化性状和微生物数量之间的相关性进行了统计分析。结果表明,随种植年限增加,土壤容重和pH值均明显下降,而土壤孔隙度、土壤EC值和土壤盐分含量则显著升高,有机质含量也呈增长的趋势;土壤全氮和全磷量均持续升高,土壤全钾、硝态氮和速效钾均先升高后降低;随着设施大棚种植年限的增长,细菌数量先上升后下降,放线菌数量先迅速升高后保持相对稳定,只有真菌数量呈持续增加的趋势。这说明由于大量的有机无机肥料投入,种植年限不同的设施大棚土壤均出现一定酸化现象,养分失衡,微生态平衡遭到破坏,盐分含量显著升高,存在明显的环境风险。应提倡合理科学施肥,以保证设施大棚土壤的生态环境安全。     

半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮、磷和有机质变化

大田试验研究了多年生苜蓿草地轮作农田2年内的耕层土壤氮、磷养分和有机质变化.结果表明,与苜蓿连作相比,苜蓿草地轮作成农田后,土壤N和有机质消耗增加,2年中耕层土壤全氮含量平均分别下降了5.4%和19.5%、有机质下降了46.8%和28.2%,土壤全磷无显著变化;轮作提高了土壤氮、磷养分有效性及其活化率,土壤硝态氮含量2年分别提高了15.5%和159.1%、速效磷含量提高了44.5%和48.0%,差异显著.不同轮作方式对土壤养分变化有显著影响.苜蓿草地轮作后第2年,种植春小麦与种植玉米相比差异显著,种植马铃薯和休闲处理土壤养分变化幅度处于二者之间.种植春小麦能够维持农田土壤肥力生长季平衡,种植玉米增加了对土壤全氮、有机质和速效磷的消耗,土壤养分含量出现季节性下降,C/N和C/P降低.在半干旱地区多年生苜蓿草地向农田转变过程中,以轮作春小麦为宜,应避免种植玉米作物,以维持农田肥力平衡.     

不同母质柑橘园土壤养分特征及肥力综合评价

为探究不同母质柑橘园土壤养分特征,阐明土壤母质对肥力影响,为果园精准施肥提供参考依据,本研究采集了5种不同母质的柑橘土壤,共计217个样点,分析了土壤pH、有机质以及大、中、微量元素有效态含量。结果表明：柑橘园土壤平均pH<5.5,土壤呈酸性;除板页岩、石灰岩外,其他母质土壤有机质匮乏;第四纪红土交换性钙、镁含量丰富,其他母质较为匮乏;各母质土壤的碱解氮、有效锌、硼、钼含量适宜,速效钾、有效磷、硫、铁、锰、铜过量。方差分析表明,除有效铜、锌外,其他各养分含量在不同母质间均存在显著差异,板页岩发育的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及有效铁、铜、钼高于其他母质土壤,交换性钙、镁含量低于其他母质。通过主成分综合评分得出,5种母质土壤综合肥力大小为板页岩>砂岩>第四纪红土>河湖冲沉积物>石灰岩。随着柑橘种植年限延长,板页岩、河湖冲沉积物、石灰岩土壤肥力有极显著提升,第四纪红土肥力有显著提升。综合分析,板页岩发育的土壤养分最为丰富。土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效硼、有效磷、有效硫是影响肥力的重要因子,针对不同母质土壤养分间的差异,可因地制宜地对果园土壤进行精准...     

山东寿光不同利用方式下农田土壤有机质和氮磷钾状况及其变化

通过对山东省寿光市不同利用方式下土壤相关性质的比较,探讨了农田土壤有机质和氮磷钾含量状况,并分析了设施菜地种植年限与有机质、全量氮磷含量的相互关系.研究结果表明:山东寿光农田土壤有机质和全量氮磷含量与第二次土壤普查时比较均有较大幅度增加,其中以设施菜地增加幅度最大,分别达120%、160%和364%,但全钾含量的增加幅度很小、仅为17.5%;不同利用方式比较,设施菜地土壤有机质、全氮、全磷含量均明显高于露天菜地、小麦/玉米地及棉花地,而全钾含量则低于小麦/玉米地和棉花地;从养分含量的分级结果看,设施菜地有机质、全量氮磷钾含量主要分布于>20g · kg-1、>1.2g · kg-1、>1.0 g · kg-1、20～25g · kg-1的级别中;设施菜地种植年限与土壤有机质、全量氮磷含量变化间有显著相关性,且均可用Y=a+bX+cX2的形式来表示,即随种植年限增加,有机质与氮磷含量首先呈逐步增加的趋势,并分别在第9.6年、8.9年和11.4年时达到最高值,之后则有随种植年限延长而下降的趋势.     

山东寿光农业利用方式对土壤砷累积的影响

对山东省寿光市不同农业利用方式下土壤砷的累积状况进行了调查.结果表明,寿光市农田土壤砷平均含量为9.63 mg·kg^-1,最高值为15.15 mg·kg^-1,以山东省当地的土壤背景值（9.3 mg·kg^-1）为基准,有53.1%的样本出现了砷富集现象.所调查地区土壤砷含量的空间分布为西、东、北部较高,中部居中,南部最低.不同农业利用方式下土壤砷含量呈现出明显差异,按由高到低顺序排列为小麦/玉米地＞棉花地＞设施菜地＞露天菜地,分析呈现这种规律的原因发现,土壤砷含量的差异除了受当地土壤砷背景值影响外,还不同程度地受农业活动的影响.随着设施菜地种植年限的增加,土壤砷含量呈增加趋势.猪粪和鸡粪中的砷可能是设施菜地土壤砷累积的重要来源,施用豆肥可在一定程度上减少土壤砷的累积.     

紫色土菜地生态系统土壤N2O排放及其主要影响因素

应用静态箱/气相色谱法对种菜历史超过20a的紫色土菜地进行了一年N2O排放的定位观测, 分析了菜地N2O排放特征及施氮、土壤温度、土壤湿度和蔬菜参与对N2O排放的影响. 结果表明, 紫色土菜地生态系统在不施氮和施氮（N150kg?hm-2）情况下N2O平均排放通量为50.713.3和168.437.3g?m-2?h-1, N2O排放系数为1.86%. 菜地生态系统N2O排放强度高于当地粮食作物农田,其主要原因在于菜地较高的养分水平和频繁的施肥、浇水等田间管理措施. 从菜地N2O排放总量的季节分配来看, 有64%的N2O排放量来自于土壤水热条件较好的夏秋季蔬菜生长期, 冬春季蔬菜生长期N2O排放量较少, 仅占34%. 因此, 土壤水热条件不同是造成菜地N2O排放量季节分配差异的重要原因. 氮肥对增加N2O排放的效应因蔬菜生育期内单位时间施肥强度不同而异, 蔬菜生育期越短, 施氮对增加N2O排放的效应越明显.不施氮和常规施氮菜地N2O排放通量与地下5cm处土壤温度呈显著的正相关, 但不种蔬菜的空地两者之间的关系不显著, 并且常规施氮菜地土壤温度（T）对N2O排放通量（F）的影响可用指数方程F＝11.465e0.032T（R＝0.26, p<0.01）表示. 土壤湿度对菜地N2O排放的影响存在阈值效应, 当土壤含水空隙率（WFPS）介于60%-75％时更易引发N2O高排放. 因此, 依据蔬菜生育期特点, 结合土壤水分状况调节施肥量与施肥时间可能会减少菜地N2O排放.     

农田利用方式和冬灌对沙地农田土壤硝态氮积累的影响

研究了不同农田利用方式和冬灌对黑河中游边缘绿洲沙地农田土壤硝态氮（NO₃^--N）积累的影响.结果表明：不同农田利用方式0～300 cm土层NO₃^--N含量平均值介于1.27～83.60 mg·kg^-1;受土壤结构、施肥及灌溉的影响,NO₃^--N含量在0～40 cm和135～300 cm土层含量较高,40～135 cm土层含量较低;不同农田利用方式下的土壤剖面NO₃^--N含量差异极为明显,大棚蔬菜地各土层NO₃^--N含量均显著高于其他农田利用类型,土壤NO₃^--N累积量表现为大棚蔬菜地>番茄地>棉花地>制种玉米连作田>小麦-玉米轮作田>小麦/玉米间作田>苜蓿地>枣树园;大棚蔬菜地0～300 cm土层土壤剖面NO₃^--N累积量高达2171.45 kg·hm^-2,对地下水污染的威胁较为严重,番茄地和棉花地土壤剖面NO₃^--N累积量次之,粮田、苜蓿地和枣树园土壤剖面NO₃^--N累积量较小,但其污染潜力仍不容忽视.冬灌前后NO₃^--N含量随土壤层次表现出不同的变化规律,0～80 cm土层冬灌后NO₃^--N含量低于冬灌前,并且随灌溉量的增加NO₃^--N含量呈明显降低趋势;80～300 cm土层基本表现为冬灌后NO₃^--N含量高于冬灌前,且随灌溉量的增加NO₃^--N含量呈增加趋势;冬灌前后0～80 cm土层土壤剖面NO₃^--N的损失量基本为正值,80～300 cm土层基本为负值,并且随灌水量的增加表层土壤NO₃^--N损失量增大,表明冬灌是造成土壤累积的NO₃^--N向深层淋溶的主要原因.从减少淋溶和地下水污染的角度考虑,需要合理地调整土地利用方式,适当减少高NO₃^--N积累作物的种植,并确定合理的冬灌方式和灌水量.     

条带休闲轮种对坡地水土流失和水分利用效率的影响

为提高宁南旱区坡耕地土壤保水能力、减少水土流失,于2007-2010年在10°～15°坡耕地上,以传统无条带种植模式为对照,研究条带隔年休闲轮种模式对农田土壤水分动态、水土流失特征和水分利用效率的影响.结果表明:经过4年休闲轮种,条带处理比传统无条带种植处理显著增加0 ～200 cm土层土壤含水量4.9％～7.0％;条带轮种比无条带模式有效保蓄雨季休闲期降水,明显改善了作物生育前期的土壤水分状况,条带处理0～200 cm土层土壤含水量比对照显著增加5.4％～8.5％.与对照相比,条带休闲轮种处理地表径流减少0.7 ～3.2 m3·hm-2,泥沙量减少0.2～1.9 t·hm-2,土壤全N损失量减少42.1％ ～73.3％,作物水分利用效率提高6.1％ ～24.9％,降水利用效率提高6.3％ ～15.3％.     

种植年限对蔬菜日光温室土壤微生物区系和酶活性的影响

以种植2、4、6、11、13、16、19年的蔬菜日光温室土壤为研究对象,并以露地菜田为对照,测定了土壤微生物区系及酶活性的变化.结果表明: 随着种植年限的增加,土壤中细菌、放线菌和微生物总数均呈现先增加后减少的趋势,在种植11年时达到最大值,分别比对照增加了54.8%、63.7%和55.4%,差异达显著水平;而真菌数量持续上升,种植19年约为对照的2.2倍.微生物生理类群中,纤维素分解菌、自生固氮菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌和硫化细菌数量的变化趋势与细菌相似, 种植11年分别为对照的1.5、1.6、1.9、1.4和1.1倍;而氨化细菌数量则呈现先减少后增加的趋势,在种植13年时达到最小值,为对照的56.0%.土壤中脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、蛋白酶、纤维素酶和碱性磷酸酶活性随种植年限的增加呈现先增强后减弱的趋势,而过氧化氢酶活性较稳定.相关分析表明,细菌、放线菌和微生物总数与各土壤酶均呈显著正相关;而真菌数量与脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶均呈负相关,其中与过氧化氢酶的相关性达到显著水平.     

覆盖作物的种植现状及其对下茬作物生长和土壤环境影响的研究进展

覆盖作物指的是在农业生产间隙种植,使土壤在时间或空间上减少或避免裸露的一种作物。其能使农田土壤免受风蚀、水蚀和人为扰动的影响,被认为是一种新型的保护性耕作方式。本文简要介绍了农田覆盖作物的种植管理情况,包括种植品种、耕作模式和绿肥作物的灭生还田方式等,可为推广覆盖作物在农田休闲期的高效大面积种植提供参考。基于国内外研究综述了绿肥种植对经济作物、土壤质量、杂草抑制、温室气体排放和土壤微生物等的影响及研究进展,阐明了覆盖作物对农田生态系统的诸多益处。尽管覆盖作物存在局限性,例如短期收益不明显、管理措施不当会造成作物减产等,但其在改善土壤质量、实现农业可持续发展方面仍然具有重要的应用价值。     

种植牧草在白浆土改良中的作用

研究了农田生态系统中引种紫花苜蓿对土壤生态环境的影响.结果表明,紫花苜蓿种植3年以后,白浆土的通气孔隙增加2.37-5.34%,渗透系数增加0.7-5.5倍,土壤有机碳增加0.349-0.600%,作物产量平均提高25%.种植苜蓿比单种作物的产投比高0.36-0.39.     

吉林省中西部平原不同农林用地土壤昆虫幼虫的群落特征

对吉林省中西部平原典型农林用地进行土壤昆虫幼虫调查。结果表明,中部平原土壤昆虫幼虫类群数和个体数量显著高于西部平原,中部平原与西部平原土壤昆虫幼虫个体数量差别主要表现在步甲科、拟球甲科和大蚊科3个类群,农田和居民点园地土壤昆虫幼虫类群数量和个体数量明显低于防护林,耕作活动使土壤昆虫幼虫个体数量土壤剖面分布更均匀,鞘翅目幼虫、双翅目幼虫和鳞翅目幼虫对农林用地方式变化的反应存在差异。     

农田生态系统土壤有机碳库及其影响因子

土壤有机碳(SOC)的数量和质量在很大程度上与维持和提高土壤肥力密切相关。农田生态系统土壤碳库研究一直是农业、生态和环境领域的一个主要方向。土地利用、耕作、作物类型、种植密度、灌溉、施肥以及其他人为活动等,对农田生态系统土壤有机碳库的变化均能产生影响。本文综合评述了农田生态系统土壤有机碳库及其影响因子,土壤碳截获潜力,维持和提高土壤有机碳库的措施,以及农田土壤碳截获在温室气体减排及气候变化中的潜在作用等,最后提出了农田生态系统土壤有机碳库研究的主要方向。