有机物料和氮肥相互作用对微生物体氮的影响*

培养和田间试验表明,有机物料（作物茎叶和有机肥）和氮肥对土壤微生物体氮的影响有着显著的交互作用。交互作用的大小与有机物料和氮肥的种类有关,因面也与有效碳源和矿质氮的比例有关。有机物料与硝态氮的交互作用大,而与铵态氮的交互作用小,交者是后者的２．７倍,这种８差异与微生物对两种形态氮的固定不同有关,有机物料Ｃ／Ｎ比的影响表现为随着Ｃ／Ｎ比增大,交互作用增加,并且在有机物料分解前期的交互作用大于中、后期     

长期施肥对红壤性水稻土有机氮组分的影响

通过16年的田间定位试验,研究了长期不同施肥模式对红壤性水稻土有机氮组分的影响.结果表明：长期化肥处理对土壤各氮素含量的作用不明显;有机物料循环特别是有机肥和化肥配施显著提高了土壤矿质氮和有机氮含量,提高幅度分别为55.2%和38.8%.有机物料循环处理显著提高了酸解性氮组分,其对土壤铵态氮、氨基糖氮和未知氮含量的提高幅度分别为36.5%、68.4%和73.9%;有机物料与化肥配施后,氨基酸氮含量也显著提高,提高幅度达71.1%,但是降低了未知氮含量,降低幅度为34.5%.此外,各施肥处理土壤累积矿化氮量均随培养时间的延长呈增加趋势,有机物循环或配施化肥处理土壤矿化氮量均高于单施化肥处理.     

有机物料种类及腐熟水平对土壤微生物群落的影响

应用Biolog方法研究了温室盆栽番茄条件下,施用不同种类及不同腐熟水平的有机物料对土壤微生物群落的影响,施用有机物料60d后取土分析土壤微生物群落多样性及土壤微生物对Biolog微平板中胺、氨基酸、糖、羧酸、聚合物和其它类碳源的利用情况,结果表明,施用有机物料可提高土壤微生物群落多样性,施用新鲜酒糟的多样性指数略高于施用腐熟10d酒糟,牛粪不同腐熟水平对多样性影响显著,且对多样性具有正向或负向的影响;对照和施用酒糟的土壤微生物对聚合物的利用率高于施用牛粪处理,施用新鲜物料处理的土壤微生物对聚合物的利用率高于施用腐熟物料处理。     

不同腐熟程度有机物料对土壤微生物群落功能多样性的影响

室内培养条件下,施用有机物料初期土壤微生物群落代谢功能Shannon多样性指数降低,中期又提高。有机物料种类和腐熟水平可明显影响土壤微生物群落对Biolog微平板中碳源的利用能力,土壤微生物群落利用各类碳源的能力随培养试验的延长而降低,在25d内新鲜有机物处理对碳源的利用率的下降速度低于同类腐熟有机物料处理。糖类是各处理土壤微生物群落的主要利用碳源。土壤微生物群落主成分分析表明,在施用有机物料后25d内腐熟水平是影响土壤微生物群落的主要因素,新鲜有机物处理的土壤微生物群落相似,腐熟有机物处理的土壤微生物群落相似,培养50d后各处理的土壤微生物群落无差异。     

有机物料对黄河三角洲滨海盐土根际效应的影响Ⅰ．──养分和酶生物学效应

采用根际袋法研究腐熟有机物料对滨海盐土水稻根际养分和酶活性特征的影响．结果表明,施用有机物料可增加土壤有效Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｆｅ和Ｚｎ的含量,增强土壤尤其根际土壤的转化酶、碱性磷酸酶和豚酶活性,可加速土壤有机Ｃ、Ｎ、Ｐ的代谢作用,增加水稻养分吸收,改善生长发育,增强耐盐性．     

有机物料中有机碳和有机氮的分解进程及分解残留率

在中国科学院沈阳生态站(埋袋法)和海伦站(砂滤管法)研究了不同有机物料中有机碳和有机氮的矿化进程、分解残留率和C/N的动态变化.结果表明:有机物料中有机碳和有机氮的分解进程可分为快、慢2个阶段;各有机物料中有机氮的矿化速率均明显低于有机碳,因而其残留率高于有机碳;有机物料C/N的下降速率也可分为快、慢2个阶段.经3～5年分解后,各种有机物料残留物的C/N趋于稳定:低C/N有机物料(猪粪)残留物的C/N值接近土壤腐殖质的C/N,约为10,已完成其腐殖化过程;高C/N有机物料残留物的C/N值处于适宜微生物活动的25左右,利于增加土壤有机质、培肥土壤.     

黄土高原典型土壤有机氮矿化过程

以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类为对象,采用Bremner淹水培养法,研究黄土高原典型土壤有机氮的矿化过程。结果表明,淹水培养期间矿化出的部分NH4^＋-N会被粘土矿物固定,固定量因土壤不同而异,因此在测定有机氮矿化量时,只有考虑这一部分氮素,才可获得可靠结果。不同土壤有机氮量矿化明显不同,表现为土垫旱耕人为土〉黄土正常新成土〉简育干润均腐土〉干润砂质新成土,从南到北氮素矿化量呈减小趋势。添加C／N低（C／N比为21．7）的紫花苜蓿（Medicago stativa）茎叶有利于促进土壤有机氮矿化,而添加C／N高（C／N比为43．3）的长芒草（Stipa bungeana）会促进矿质氮的生物固定;不同类型植被土壤间在培养20、40d和60d时的矿化量差异显著（P值分别为0．0177、0．0109和0．0073）,均表现为均为林地土壤〉裸地土壤〉草地土壤〉农田土壤;从平均看,加（NH4）2SO4后有机氮矿化量有一定减少。在不同培养阶段,不同土类间氮素矿化率不同,在20d和40d时存在显著差异（P分别为0．0092和0．0381）,60d时差异不显著,不同土类氮素矿化率的大小顺序为于润砂质新成土〉黄土正常新成土〉土垫旱耕人为土〉简育干润均腐土,这一结果说明在淹水条件下,黄土高原土壤从南到北易矿化氮所占全氮比例呈增加趋势。     

水溶性有机物对水田土壤中水溶性氮磷含量及其利用率的影响

采用田间微区试验,研究了施用有机物料对土壤氮磷的变化动态及活性的影响.结果表明,水稻生长过程中土壤溶液中水溶性氮（铵态氮、硝态氮）及磷的含量都随着时间的延长而下降,且氮、磷含量的变化与施入的化学肥料量以及溶液中DOC含量有关;有机物料施用增加了水稻的生物量和对氮、磷的吸收利用;15N示踪显示,与对照的化肥处理相比,施用有机物料处理的微区氮肥利用率及土壤残留率明显增加,同时减少了土壤氮磷的损失.     

土壤微生物生物量氮及其在氮素循环中作用

简述了土壤微生物生物量氮的含量及其影响因素,阐述了其在土壤氮素循环中的重要作用,着重讨论了其与可矿化氮、矿质氮、有机氮和固定态铵之间的关系,指出土壤微生物生物量氮与供氮因子间的关系在氮素循环研究中有非常重要的作用,可为调控土壤氮素的供应状况,减少氮素损失,提高氮肥利用率提供科学依据,并提出了需要深入研究的问题。     

有机物料对黄河三角洲滨海盐土根际效应的影响Ⅰ.养分和酶生物学…

采用根际袋法研究腐熟有机物料对滨海盐土水稻根际养分和酶活性特征的影响,结果表明,施有秀机物料可增加土壤有效Ｎ、Ｐ、Ｋ,Ｆｅ和Ｚｎ的含量增强土壤尤其根际土壤的转化酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,可加速土壤有机Ｃ、Ｎ、Ｐ的代谢作用,增加水稻养分吸收,改善生长发育,增强耐盐性。     

Agronomic properties of a volcanic ash-derived soil as affected by uncomposted organic materials

A sandy soil from the Vesuvian volcanic area, low in organic matter, was treated in pot experiments with raw farm-yard manure, green horse bean and wheat straw in order to study the effects of organic amendments on physical, chemical and biological properties. Farm-yard manure, rawly composted, caused a significant decrease of bulk density and improved water retention and the content of available phospate and potassium. It also showed the higher conversion co-efficient to stable humus during two years of the incubation period. It depressed the wheat seed germination and cotyledon growth for a one-year incubation period. Horse bean green manure was rapidly mineralized and did not remarkably improve the physical properties of the soil. Furthermore, it produced the lowest humus content and negatively affected seed development for eight months, but remarkably increased nutrient elements' contents (P and K). Wheat straw, added with N (2% urea form), improved humus formation and soil structure compared to horse bean; it increased K and P content and negatively affected seedling development for two months only.     

长期施肥对玉米生育期土壤微生物量碳氮及酶活性的影响

以小麦-玉米轮作长期肥料定位试验为平台,探讨不同养分管理对玉米生育期塿土微生物量碳、氮和酶活性动态变化的影响。试验包括6个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、NPK+秸秆(SNPK)以及有机肥+NPK(MNPK)。结果表明玉米生育期土壤微生物量碳、氮变化显著。不同施肥管理下土壤微生物量碳、氮的高低显著性分别为MNPK>SNPK、NP、NPK>N、CK。玉米生育期内土壤酶活性也变化显著,蔗糖酶、脲酶和纤维素酶在玉米抽雄期达到活性高峰,而磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰。不同施肥管理对土壤酶活性的影响总体表现为MNPK处理最高,其次为SNPK处理,再次为NPK和NP处理,N和CK处理最低。不同施肥处理间土壤微生物量碳、氮以及酶活性与土壤有机碳、全氮、速效磷水平密切相关。塿土长期施用氮磷或氮磷钾化肥可以提高土壤微生物量碳、氮以及酶活性。一季作物秸秆还田配合氮磷钾化肥与氮磷钾相比有提高土壤微生物量碳、氮以及酶活性的趋势。在等氮量下,有机肥配合化肥与其他施肥模式相比,均显著提升土壤化学肥力因素、微生物量碳氮和酶活性。因此,塿土上建议进行有机无机肥配合以提高土壤肥力,保持土壤生物健康。     

稻麦轮作体系下有机肥施用对作物产量和土壤性质影响的整合分析

为明确稻麦轮作系统有机肥施用对作物产量和土壤性质的影响,本研究搜集已公开发表的文献数据,利用meta分析法定量分析了有机肥类型(普通有机肥、生物质炭、秸秆)、施用策略(单施有机肥、有机肥配施部分化肥、有机肥配施全量化肥)、施用年限(短期、中期、长期)对稻麦产量和土壤性质的影响及其对不同土壤条件(酸性、中性、碱性)的响应。结果表明: 与单施化肥相比,有机肥施用对水稻和小麦的增产效应相近,分别为3.1%和3.0%。有机肥施用对土壤性质的提升效果更明显,显著降低了土壤容重(5.7%),显著提高了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量,以及微生物生物量碳、氮,增幅在11.7%～38.4%。不同类型有机肥中,生物质炭和普通有机肥对土壤性质的改良效果优于秸秆;与单施有机肥相比,有机肥配施化肥的作物增产效果更好,而土壤性质改良效果较差;随着有机肥施用年限增加,作物增产和土壤肥力提升效应逐渐增强;在酸性土壤条件下有机肥施用对作物的增产效果最显著。土壤容重与稻麦周年产量呈显著负相关,而土壤全氮、速效磷、速效钾含量和微生物生物量氮与稻麦周年产量呈显著正相关关系。     

不同培肥措施对红壤茶园土壤微生物量碳的影响

研究了经过4年不同培肥措施后红壤茶园土壤微生物量碳变化.结果表明:稻草覆盖后不同比例有机无机肥配施、间作三叶草以及全施化肥处理对土壤微生物量碳均有明显提高;全年土壤微生物量碳年变化都呈现"低-高-低-高"的趋势,且在不同时期对微生物量碳的影响不同;与对照(CK)相比,稻草覆盖 100%有机肥(T1)、稻草覆盖 75%有机肥 25%化肥(T2)、稻草覆盖 50%有机肥 50%化肥(T3)、稻草覆盖 25%有机肥 75%化肥(T4)、100%化肥(T5)和间作三叶草 不施肥(T6)土壤微生物量碳全年平均值分别高出17.05%、32.38%、32.05%、24.30%、26.23%和24.63%,且差异均达到显著水平(P＜0.05);土壤微生物量碳与活性有机质、土壤全氮、微生物量氮、微生物量磷呈显著正相关,与速效氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤含水量之间关系不显著;与单施化肥和全量投入有机物料相比,有机物和化肥配合施用更有利于提高土壤肥力.     

秸秆预处理对土壤微生物量及呼吸活性的影响

冬小麦秸秆经8．0g·L^-1H2O2(pH11．0)溶液、12．5g·L^-1 NaOH溶液或H2SO4溶液浸泡8h并80℃烘干后,与无机N一起加入土壤,进行室内25℃恒温培养试验,在不同时间测定土壤微生物量C、N和CO2释放速率。结果表明,培养前期,秸秆预处理使土壤微生物量C数量增加了1．0～1．4倍,但降低了土壤微生物的呼吸活性;培养后期,NaOH和H2SO4处理使土壤微生物量C分别下降了28％和42％,但增加了土壤微生物的呼吸活性;H2O2处理则使土壤微生物量N增加90％;土壤微生物区系中的真菌比例在不同时刻有所增加,表明将秸秆预处理后施入土壤,将对土壤中微生物数量和呼吸活性产生一定影响。     

不同施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响

利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了6种施肥模式对设施菜田土壤酶活性的影响.结果表明: 番茄生育期间不同施肥模式土壤α-葡萄苷酶、β-木糖苷酶、β-葡萄苷酶、β-纤维二糖苷酶、几丁质酶和磷酸酶的活性总体上均呈先增后降的趋势,土壤脲酶活性呈先增高后趋于平缓的趋势.与全部施用化肥氮相比,5种有机无机肥料配施模式土壤酶活性均有所提升,且随猪粪施用量的增加,尤其是配施秸秆条件下,土壤酶活性显著增加.番茄各生育期土壤酶活性与土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮之间总体上呈显著或极显著正相关关系.同等养分投入量下,有机无机肥配施,特别是配施一定的秸秆可有效提高设施菜田土壤酶活性,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续生产.     

Effects of pig manure and wheat straw on growth of mung bean seedlings grown in aluminium toxicity soil

Crop production in red soil areas may be limited by Al toxicity. A possible alternative to ameliorate Al toxicity is the application of such organic manure as crop straw and animal manure. A pot experiment was conducted to investigate the effects of organic materials on the alleviation of Al toxicity in acid red soil. Ground wheat straw, pig manure or CaCO3 were mixed with the soil and incubated, at 85% of water holding capacity and 25 degrees C, for 8 weeks. After the incubation, 14 seedlings of mung bean (Phaseolus aures Roxb) were allowed to grow for 12 days. Results showed that application of organic material or CaCO3 increased soil pH and decreased soil monomeric inorganic Al concentrations. Growth of mung bean seedling was improved sustantially by the application of organic material or CaCO3. Pig manure or wheat straw was more effective in ameliorating Al toxicity than was CaCO3. Mung bean plants receiving pig manure or wheat straw contained relatively high concentrations of P, Ca and K in their leaves. It is suggested that the beneficial effect of organic manure on mung bean is likely due to decreasing concentrations of monomeric inorganic Al concentrations in soil solution and improvement of mineral nutrition.     

有机物料还田对双季稻田土壤有机碳及其活性组分的影响

有机物料还田是提升农田土壤有机碳、培肥土壤的重要措施。为探讨不同有机物料的还田效果,采用室外培养方法,研究了在等碳输入条件下,施用水稻秸秆、紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭对洞庭湖双季稻区潮土有机碳和活性有机碳组分含量的影响。结果表明: 经过180 d的培养试验,与不施用有机物料相比,施用有机物料提高了土壤活性有机碳含量。生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭处理分别使土壤有机碳含量显著提升了26.1%、9.7%和30.7%,水稻秸秆和紫云英对土壤有机碳含量的提升效应在试验期间并不显著。水稻秸秆和紫云英还田更有利于土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的积累,猪粪更有利于土壤可溶性有机碳的积累,生物有机肥更有利于土壤微生物生物量碳和易氧化有机碳的积累,水稻秸秆生物炭则更有利于土壤微生物生物量碳和轻组有机碳的积累。与水稻秸秆还田相比,紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭还田使土壤碳库管理指数分别提高了31.8%、111.6%、62.2%和50.7%。从土壤固碳和土壤碳库管理指数来看,生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭的还田效果优于水稻秸秆和紫云英还田。     

低磷石灰性土壤施磷和小麦秸秆后土壤微生物量磷的变化

通过室内培养试验,向低磷的石灰性土壤加入磷(0、25、50、100 mg P·kg^-1,KH₂PO₄)和小麦秸秆(5 g C·kg^-1),25 ℃下培养90 d,研究在施肥和秸秆还田条件下土壤微生物量磷及微生物含磷量的变化特点,及其与土壤有效磷之间的关系.结果表明：土壤微生物量磷、微生物含磷量随加入无机磷量的提高而增加,最高分别为71.37和105.34 mg·kg^-1;除非加入足够的无机磷(如100 mg·kg^-1),否则同时加入秸秆会降低土壤微生物量磷和微生物含磷量,这种效果在培养初期更加明显.土壤微生物量磷和微生物含磷量与土壤有效磷之间存在显著的正相关关系（相关系数R²分别为0.26和0.40,n=49）.加入的无机磷可迅速转化为微生物量磷,表观贡献率最高可达71%,秸秆的加入可使表观贡献率进一步提高.     

土壤有机碳和微生物群落结构对多年不同耕作方式与秸秆还田的响应

土壤有机碳对维持陆地生态系统功能和缓解土壤退化问题至关重要,土壤微生物参与土壤有机碳的循环过程,而耕作方式与秸秆还田影响土壤有机碳和微生物群落.本试验采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设深松(ST)和旋耕(RT)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(F)和秸秆不还田(0)处理,采用Illumina测序技术测定土壤微生物群落结构和固碳功能基因,并测定了2012—2017试验年间土壤有机碳含量.结果表明: 1)深松耕作和秸秆还田均显著提高了pH、微生物生物量碳、总氮、粉粒含量、黏粒含量,而显著降低了砂粒含量; 2)试验年间各处理的土壤有机碳(SOC)含量均呈增加趋势,但与旋耕耕作和秸秆不还田处理相比,深松耕作和秸秆还田处理的平均有机碳增量分别显著提高30.6%和33.2%; 3)土壤中最丰富的细菌类型为变形菌门,其次为酸杆菌门和芽单胞菌门; 4)深松秸秆还田处理(STF)具有较高的微生物多样性; 5)除砂粒含量外,土壤pH、微生物生物量碳、总氮、粉粒和黏粒含量均促使深松秸秆全还田处理下的微生物群落结构向着有利于有机碳积累的方向发生变异; 6)除二糖和寡糖代谢途径外,CO₂固定、发酵、主要碳水化合物代谢、一碳代谢、糖醇、有机酸、糖苷水解酶类的代谢功能基因丰度均表现为深松耕作显著高于旋耕,且均与土壤有机碳呈正相关关系.因此,深松结合秸秆还田能够改善土壤基本性质与土壤微生物群落结构,有利于增加土壤固碳能力和解决土壤退化问题.