吉林黑土区不同施肥处理对农田土壤昆虫的影响

为研究不同施肥处理与农田土壤昆虫群落之间的关系,对吉林黑土区不同施肥处理对农田土壤昆虫群落的影响进行了研究.在12个处理小区内,即（1）撂荒（不施肥、不耕作、不种植,ABAND）、（2）对照（种植、不施肥,CK）、（3）施氮肥（N）、（4）施氮磷肥（NP）、（5）施氮钾肥（NK）、（6）施磷钾肥（PK）、（7）施氮磷钾化肥（NPK）、（8）施氮磷钾化肥＋有机肥处理（有机N 和化肥N 的比例为2：1）（M1NPK）、（9）增加50 %用量化肥配施有机肥（1.5 MNPK）、（10）化肥配施秸秆（SNPK）、（11）玉米、大豆2：1轮作,施肥量同处理8（Rot）、（12）施氮磷钾化肥＋有机肥处理（有机N 和化肥N 的比例为1：1）（M2NPK）,共采集144个定点土壤样品.通过手捡法和改良干漏斗法（Modified Tullgren ）共获得土壤昆虫9922只（未知标本187只）,隶属9目48科.调查结果显示,12种施肥小区内,大型土壤昆虫个体数和类群数依次是：ABAND＞NP＞N＞1.5MNPK＞Rot.＞PK＞NK＞NPK＞M2NPK＞CK＞M1NPK＞SNPK,N＞NK＞ABAND=1.5MNPK＞NP=NPK＞PK＞CK=Rot.＞M2NPK=M1NPK＞SNPK;中小型土壤昆虫数依次是ABAND＞1.5MNPK＞PK＞M2NPK＞CK＞Rot.＞NPK＞SNPK＞NK＞NP＞N＞M1NPK,Rot.＞NPK＞ABAND=NP=1.5MNPK=PK=NK=M2NPK=CK=M1NPK=SNPK＞N.大型土壤昆虫个体数和类群数撂荒中分布最多,中小型土壤昆虫则分别在撂荒和轮作中分布最多.多样性分析表明,1.5MNPK处理中大型农田土壤昆虫组成最丰富,M1NPK处理中小型农田土壤昆虫组成最丰富;CK处理与其他11处理之间群落相似程度最小,Rot.与其他处理之间的群落相似程度较大.Kruskal- Wallis检验法分析表明,施肥对农田土壤昆虫分布影响极显著（X0.05（11）=10.25,p〈0.05）,反映出不同施肥对土壤生态系统内部环境,进而对土壤动物群落产生的影响.多元统计分析表明,轮作对土壤昆虫优势类群具有负向作用,而M2NPK则具正向作用.各种施肥对农田土壤昆虫影响不平衡,其中对农田土壤昆虫个体数影响最大,对中小型土壤昆虫均匀性影响最小.     

陕西黄土区不同施肥条件下农田土壤动物的群落组成和结构

为探明长期施肥与土壤动物群落之间的关系,于2001年6月至2002年10月,在陕西黄土区对不同施肥条件下的农田土壤动物类群的群落组成和结构进行了研究.在6种不同施肥处理的小区内,即对照组(不施肥,简称CK)、撂荒(不施肥、不耕作、不种植,简称ABAND)、施氮磷钾(简称NPK)、施氮磷钾+秸秆(简称SNPK)、施氮磷钾+有机肥(简称MNPK)和施1.5倍MNPK(简称1.5MNPK),两年4次共采集了72个定点土壤样品.采用手捡法和Cobb过筛法共获得农田土壤动物标本5495个,隶属6门11纲22目61科2亚科35属.结果显示6种施肥处理中,大型农田土壤动物的个体总数从多到少依次为SNPK＞1.5MNPK＞NPK＞ABAND＞MNPK＞CK,类群数依次是1.5MNPK＞NPK＞SNPK＞CK＞ABAND=MNPK.中小型农田土壤动物个体总数由多到少依次为1.5MNPK＞MNPK＞ABAND＞SNPK＞NPK＞CK,类群数依次是SNPK=MNPK＞CK=NPK=1.5MNPK＞ABAND.大型农田土壤动物个体数和类群数分布最多的分别是SNPK和1.5MNPK处理,而中小型农田土壤动物则分别是1.5MNPK和SNPK处理.表明农田土壤动物类群分布与施肥处理有关.农田土壤动物优势类群分布以施氮磷钾(NPK)小区最多,常见类群以对照组(CK)最多,极稀有类群以施1.5倍MNPK小区最多.群落相似性指数分析结果表明,在不同施肥处理之间,农田土壤动物的相似性系数一般较低,而其群落组成的异质性较高如大型土壤动物群落在撂荒地与其他施肥处理之间的相似性明显低于其他各施肥处理之间;而中小型土壤动物群落在对照小区与其他施肥之间的相似性指数明显低于其他各施肥处理之间,反映出不同施肥处理对土壤生态系统内部环境,进而对土壤动物群落产生的影响.     

不同施肥方式对苏北杨树人工林土壤微生物碳源代谢的影响

施NPK肥是提高人工林土壤肥力的有效措施之一,生物炭作为土壤改良剂,可以改良土壤物理性质,与有机肥同施有利于土壤保持养分;同时,施用生物炭被认为是缓解全球气候变暖的重要途径之一,因此受到关注。然而,关于这些不同施肥方式对土壤微生物群落碳源代谢及生态安全的影响和机制还缺乏了解。本试验以苏北沿海杨树人工林为试验基地,应用4种不同的施肥方式,即CK(对照组)、T1(NPK肥)、T2(NPK肥+生物炭)、T3(高浓度生物炭),分析不同施肥处理对土壤微生物在不同碳源利用方面的差异,以及施用生物炭是否影响土壤微生物代谢活性和碳源代谢多样性。结果表明:不同施肥方式土壤微生物代谢活性大小表现为:T3T2T1CK,其中T3与CK差异显著,表明高浓度生物炭能显著提高土壤微生物代谢活性。微生物碳源利用多样性指数表现为:T3T2T1和CK,其中仅有Mc Intosh指数T3显著高于CK,在对6类碳源中的聚合物的利用上,T3显著高于CK,表明高浓度的生物炭添加会促进喜食聚合物的微生物群落生长,并具有改变土壤微生物多样性的潜力。主成分分析结果表明,增加主成分个数能够更有效地表达完整的信息,不同施肥方式在碳源利用上差异不明显,表明微生物群落功能稳定,短期施肥没有改变微生物碳源代谢多样性,而生物炭虽然可以显著提高土壤微生物代谢活性,但并没有显著改变其碳源代谢多样性。     

不同施肥制度土壤微生物量碳氮变化及细菌群落16S rDNA V3 片段PCR产物的DGGE分析

应用化学分析和变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分离PCR扩增的16S rDNA的方法,研究了不同施肥制度对土壤微生物量碳、氮变化及微生物多样性的影响。结果表明,连续15a长期试验下,土壤微生物量碳（SMB-C）和微生物量氮（SMB-N）的含量大小均为长期撂荒（CK0）土壤高于农田土壤,而在农田土壤中,长期施肥的处理（NPK、NPKM、NPKSt和NPKF）高于长期不施肥处理（CK）,不同的种植制度中,长期复种轮作（NPKF）高于长期复种连作（NPK）;各处理的SMB-C/SOC（土壤有机碳）和SMB-N/TN（全氮）的比值的变化趋势与SMB-C和SMB-N变化一致;从PCR-DGGE分析,长期氮磷钾化肥配施有机肥（NPKM）处理的微生物量碳、氮的含量最高,微生物丰度最高,细菌物种最多,其次为长期撂荒（CK0）,CK处理细菌物种最少。UPGMC聚类分析表明NPK和NPKF处理细菌的群落结构相似,CK和CK0处理细菌的群落结构相似,而NPKM和NPKSt处理细菌的群落结构相似。     

不同施肥条件下黄土麦地杂草生物多样性

采用倒置“W”9点取样法,研究了黄土区9种不同施肥处理长期肥料定位试验小麦田间杂草的生物多样性.结果表明,不同施肥条件下小麦田间杂草组成有一定差异,试验区共有杂草16种,隶属10科16属,约占陕西省麦田杂草种数的34%.随着土壤养分状况的改善,杂草的物种多样性逐渐减少,氮磷钾及其与有机物料配合施用处理（NPK、SNPK、M1NPK、M2NPK）的杂草种群为3～5个,对照及氮、氮磷、氮钾处理(CK、N、NP、NK)杂草种群为6～8个;不同施肥处理杂草相对丰度为0～73%,Shannon多样性指数为0.2～1.08,Shannon均匀度指数为0.05～0.26,Margalef物种丰富度指数为0.26～1.26.不平衡施肥处理的3个多样性指数都高于平衡施肥处理,且大部分达到显著水平.     

长期施肥对稻田土壤固碳功能菌群落结构和数量的影响

微生物固碳在减缓全球气候变化、实现人类可持续发展方面具有重要的意义,通过揭示长期不同施肥制度对土壤固碳细菌的影响规律,可以为我国稻田土壤科学施肥,稻田固碳和温室气体减排的共轭双赢作用提供重要的理论依据。以湖南宁乡国家级稻田肥力变化长期定位试验为平台,采用PCR-克隆测序和实时荧光定量(Real-time)PCR技术,研究不施肥(CK),氮磷钾肥（NPK）和秸秆还田（NPKS）3种长期施肥制度对稻田土壤固碳细菌群落结构及数量的影响。通过分析固碳细菌cbbL基因文库发现,长期施肥导致土壤固碳细菌种群结构产生了明显差异,NPK和NPKS处理中兼性自养固碳菌群落优势增加而严格自养固碳菌生长受到抑制。LUBSHUFF软件统计分析显示cbbL基因文库在CK、NPK及NPKS处理间均存在显著性差异。 3种施肥处理的稻田土壤细菌cbbL基因拷贝数为3.35?108 —5.61?108每克土,施肥后,土壤细菌cbbL基因数量增加,其中NPKS处理cbbL数量最多,是CK处理的1.5倍左右。稀疏曲线则显示长期施化肥导致细菌cbbL基因多样性高于NPKS,而NPKS高于CK。上述结果表明了长期施肥对土壤固碳细菌群落结构,多样性及数量均有显著的影响。本研究结果可为深入探讨稻田土壤微生物固碳潜力及其影响机理提供有力的依据。     

鄱阳湖流域长期施肥下双季稻田的土壤基础地力

为探讨鄱阳湖流域不同施肥措施的土壤基础地力变化规律,基于长期施肥定位试验(始于1981年),采集定位30年时的不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)土壤,于2012—2014年进行连续3年的施肥和不施肥试验,分析水稻产量和土壤基础地力贡献率的差异及关键影响因子.结果表明:不论施肥与否,3年的水稻产量均表现出NPKM处理显著高于NPK和CK处理,尤其是在不施肥条件下,NPKM处理的年产量分别比CK和NPK处理增加37.7%～143.9%和20.8%～66.7%.3年间,CK、NPK和NPKM处理的土壤基础地力贡献率分别为41.8%～53.1%、45.2%～62.6%和59.1%～88.1%,且NPKM处理的土壤基础地力贡献率均显著高于NPK和CK处理.进一步分析发现,土壤有机质和有机碳平衡量与土壤基础地力贡献率呈显著正相关.总之,在鄱阳湖流域的双季稻田,长期有机无机肥配施有利于该地区土壤基础地力的提升,且土壤有机质和有机碳平衡是土壤基础地力变化的关键因子.     

黄泥田土壤真菌群落结构和功能类群组成对施肥的响应

研究长期不同施肥黄泥田土壤真菌群落组成和功能特性,深入认识真菌对不同施肥的响应机理,可以为合理施肥和保证农田土壤健康发展提供科学依据.设置不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配施农家肥(NPKM)、无机肥加秸秆还田(NPKS)4个处理,采用Illumina高通量测序和FUNGuild对不同施肥处理下黄泥田土壤真菌群落结构和功能群进行分析.结果表明:从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌、担子菌和接合菌构成,且以子囊菌为主(47%~74%).NPKM和NPKS处理中子囊菌的相对丰度分别为49%和47%,显著低于CK(71%)和NPK(74%)处理,从目水平上看,减少的主要为肉座菌、格孢腔菌和散囊菌.NPKM和NPKS处理担子菌相对丰度分别为18%和28%,高于CK(14%)和NPK(10%)处理,从目水平上看,增加的主要为银耳菌、糙孢伏革菌和伞菌.与CK相比,单施无机肥降低了担子菌含量.不同施肥处理均在一定程度上增加了接合菌门的丰度,从目水平看,以内囊霉菌和粪蛙霉菌为主.NPK处理真菌α多样性指数显著低于其他处理,NPKM和NPKS处理的丰富度指数(Chao1和ACE)高于CK和NPK处理.不同处理之间真菌的营养类型以腐生营养型为主(48%~57%),NPKM和NPKS处理的共生营养型真菌相对丰度为17%,显著高于CK和NPK处理,增加的以丛枝菌根真菌、外生菌根真菌为主.NPK处理动物病原菌含量(10%)显著高于其他处理.冗余分析(RDA)结果表明,土壤含水量、孔隙度和盐度是影响真菌群落结构和功能类群组成的主要因子,其次为有机质和总氮.长期单施无机肥降低真菌种群多样性,增加致病菌含量,不利于土壤健康,而有机无机肥配施可在一定程度上提高真菌种群丰富度指数和共生真菌比例,有利于保持黄泥田稻田土壤健康的生态环境和真菌群落的多样性.     

稻草覆盖与间作三叶草对丘陵茶园土壤微生物群落功能的影响

不同的土壤管理方式对土壤的质量有重要影响,而土壤微生物群落功能多样性是反映土壤质量变化的重要指标之一。本研究旨在利用Biolog微孔板鉴定系统研究不同培肥措施下茶园土壤微生物群落功能多样性的变化。比较6种处理的结果发现,与NPK肥＋清耕（CK）相比,平均吸光值（average well color development,AWCD）的变化速度（斜率）和最大值顺序为：饼肥＋PK＋间作三叶草〉NPK肥＋稻草覆盖〉饼肥＋PK＋稻草覆盖〉饼肥＋PK＋清耕〉NPK肥＋间作三叶草〉CK。可见间作三叶草与稻草覆盖不同程度地提高了微生物整体活性和丰富度,其中饼肥＋PK＋间作三叶草处理处理效果最好。分析多样性指数发现,虽然稻草覆盖与间作三叶草对土壤常见微生物种类影响并不大,但微生物群落均匀度有所降低。对碳源利用主成分起分异作用的主要是糖类和羧酸类物质。     

不同耕作与施肥方式对有机玉米田杂草群落和作物产量的影响

农田杂草是农业生态系统的重要组成部分。有机农田杂草控制是农业生产的一大难题,通过施肥方式改变杂草的竞争格局有望成为杂草控制的新途径。以暖温带有机玉米田为研究对象,设置了5种不同处理,即不施肥对照处理（CK）、施用牛粪处理（CM）、施用蚯蚓处理过的牛粪处理（EM）、免耕秸秆不覆盖处理（NT）和免耕秸秆覆盖处理（NS）,研究不同耕作和施肥方式对田间杂草密度、生物量、生物多样性及作物产量的影响。结果表明,在有机玉米农田内共发现杂草17种,CK杂草总密度最高,但杂草总生物量和生物多样性指数较低。EM杂草总生物量和牛筋草（Eleusine indica）生物量最高,分别比CK增加了192.6%和224.8%（P〈0.01）,物种丰富度和生物多样性指数较低,优势集中度指数较高。NS杂草总密度、总生物量和生物多样性与NT相比显著降低。此外,EM玉米（Zea mays）产量比CK高40.2%（P〈0.01）,比CM高19.6%（P〈0.01）。施用蚯蚓处理过的牛粪不仅提高了玉米产量,而且可以促进优势种杂草的生长,提高杂草群落的优势集中度。