秸秆集中深还田对设施连作土壤微生物区系和甜瓜根系生长的影响

为解决设施土壤的连作障碍,以开沟起垄的方式,研究不同秸秆深还田对连作土壤微生物、土壤酶活性及甜瓜根系生长的影响。结果表明:秸秆深还田2年后可以改善连作土壤的酸碱度,显著提高土壤有机质含量,其中玉米秸秆还田有机质含量可达17.08 g·kg·~(-1),比对照处理提高12.8%;同时还明显提高了土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶等活性,加快了设施土壤中矿质元素的释放,土壤中速效钾、速效磷含量也有所增加,而碱解氮含量则有所降低。与对照相比,秸秆还田丰富了连作土壤中微生物数量,尤其是玉米秸秆还田处理的连作土壤微生物数量最多,比对照增加了30.1%,连作土壤中细菌和放线菌数量增加,但连作土壤中的真菌数量降低。秸秆深还田显著提高了甜瓜根系鲜重和根系活力,其中玉米秸秆还田的根系鲜重和根系活力分别为8.3 g·plant~(-1)和70.4μg·g~(-1)FW;总之,设施连作土壤秸秆开沟起垄深还田显著改良了设施土壤,促进甜瓜根系生长,其中玉米秸秆还田效果较好,其次是花生秸秆。     

加工番茄连作对农田土壤酶活性及微生物区系的影响

通过盆栽试验,研究了连作及活性炭处理对加工番茄土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:加工番茄连作对其微生物区系及土壤酶活性产生一定影响。随连作年限的增加,过氧化氢酶活性呈上升趋势,而脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、磷酸酶活性呈下降趋势,通过活性碳处理后,脲酶、土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、磷酸酶活性比对照(未活性炭处理)增加,而过氧化氢酶活性降低。随连作年限的增加,连作2a和3a的细菌数量分别比1a降低12.1%和16.8%,真菌数量连作2a和3a分别比种植1a时提高20%和60%,放线菌数量连作2a和3a土壤中分别是种植1a的1.04倍和1.12倍,通过活性碳处理后,细菌的数量在连作2a和3a时分别比对照增加5.8%和1.6%,放线菌和真菌数量比对照分别降低13.0%、23.1%和8.3%、50%。反硫化细菌数量随连作年限延长而增加,硝酸细菌和好氧性自身固氮菌数量减少。可见通过活性炭处理可减轻自毒物质对加工番茄土壤酶和微生物的影响,从而缓解加工番茄连作障碍。     

套作糯玉米对西兰花连作田土壤微生物量及酶活性的影响

本文研究了套作糯玉米(Zea mays L.sinensis Kulesh)及其秸秆还田的种植模式下土壤生物活性的变化,以明确套作模式和秸秆还田减缓西兰花连作田连作障碍的效果。以西兰花单作为对照,设置西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆还田-西兰花(B/MR-B)、西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆不还田-西兰花(B/M-B)、西兰花-西兰花(B-B),共3个处理,分别测定土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)以及脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶活性。结果表明:套作并秸秆还田有效提升MBC和MBN,玉米和西兰花共生阶段后期MBC和MBN较高;套作并秸秆还田可有效提高土壤脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性,促进有机养分的转化和有效化;秸秆还田前期胁迫作物分泌过氧化氢,导致土壤过氧化氢酶活性升高,套作处理可有效减缓土壤中过氧化氢的累积。相关分析表明,MBC与脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶显著相关或极显著正相关,MBN与脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶极显著正相关。套作并秸秆还田可改善西兰花连作田土壤生态环境,在一定程度上有效缓解西兰花连作障碍。     

棉花长期连作结合秸秆还田对土壤颗粒有机碳及红外光谱特征的影响

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田为研究对象,采用傅里叶红外光谱技术(FTIR)分析不同连作年限[0(对照)、5、10、15和20年]棉田土壤红外光谱特征,分析连作结合秸秆还田对土壤有机碳结构和稳定性的影响.结果表明: 随连作年限增加,土壤有机质中多糖和芳香族基团相对峰强度下降,脂肪族和醇酚相对峰强度上升,脂肪族-CH/芳香族C=C逐年升高.连作5年土壤颗粒有机碳含量最高,比对照土壤高5.11倍,之后随连作年限增加颗粒有机碳含量逐渐降低;连作10年土壤矿物结合态有机碳含量最高,比对照高1.84倍,连作5年土壤颗粒有机碳与矿物结合态有机碳含量之比(ω(POC)/ω(MOC))最高,之后随连作年限增加开始下降.综上,棉田长期连作结合秸秆还田后土壤有机质结构趋于脂肪化,土壤矿物结合对有机质保护性升高,有机质稳定性升高.     

不同种植方式对绿洲农田土壤酶活性与微生物多样性的影响

研究了玉米连作10年、小麦连作8年 棉花连作10年、棉花连作15年和棉花6年 6年小麦/油葵轮作4种种植方式对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶和蛋白酶活性的影响,并分析了土壤细菌、真菌、氨氧化古菌与氨氧化细菌对北疆绿洲农田不同种植方式的响应.结果表明： 不同种植方式对土壤过氧化氢酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶和蛋白酶活性影响明显,但对蔗糖酶无显著影响;对氨氧化古菌多样性指数有显著影响,对土壤细菌、真菌和氨氧化细菌多样性指数无明显影响.土壤真菌和氨氧化细菌群落结构对不同种植方式的响应较细菌和氨氧化古菌敏感.长期棉花连作使绿洲农田土壤酶活性下降,微生物群落多样性降低,而轮作可提高土壤酶活性和微生物群落结构多样性.
     

干旱区绿洲农田不同种植模式和秸秆管理下土壤质量评价

研究干旱区绿洲农田不同种植模式和秸秆管理下土壤有机碳及其酶活性的变化,揭示农业管理措施对土壤质量的影响,以期为干旱区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据.在作物种植规划区,选择新疆主要农作物棉花、小麦、玉米,设计长期连作及轮作试验.结果表明:轮作处理土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳、易氧化有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳含量较连作处理分别提高了3.6%~9.9%、41.8%~98.9%、3.3%~17.0%、11.1%~32.4%、4.6%~27.5%;秸秆还田处理较秸秆不还田处理分别提高了12%~35.9%、22.4%~49.7%、30.7%~51.0%、10.6%~31.9%、41.0%~96.4%.轮作处理土壤过氧化氢酶、脱氢酶、β-葡萄糖核苷酶、蔗糖酶、纤维素酶活性较连作处理分别提高了6.4%~10.9%、6.6%~18.8%、5.9%~15.3%、10.0%~27.4%、28.1%~37.5%;秸秆还田处理较-秸秆不还田处理分别提高了31.4%~47.5%、19.9%~46.6%、13.8%~20.7%、19.8%~55.6%、54.1%~70.9%.相关性分析表明,SOC及其活性组分与土壤酶活性之间有极显著的正相关关系,利用土壤活性有机碳组分和酶活性变化可有效表征农田SOC和土壤质量变化.通过因子分析综合评价得知,在干旱区农业生产中,短期连作棉花兼实施秸秆还田可提高SOC及其活性组分含量和酶活性,合理轮作可有效缓解连作障碍,使土壤质量得到进一步改善,有利于农田土壤的可持续利用.     

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.     

西瓜连作对土壤主要微生物类群和土壤酶活性的影响

从昌乐不同种植年限西瓜大棚采集土壤,测定了连续种植6、8、10、14和20年西瓜大棚土壤中细菌、放线菌和真菌数量、土壤酶活性及土壤理化特性状的变化特点.结果表明:随着种植年限的增加,土壤中细菌、放线菌呈现先升后降趋势;真菌数量变化趋势则与之相反;蛋白酶、多酚氧化酶也同样呈现先升后降趋势,脲酶呈下降趋势,蔗糖酶呈上升趋势;同时在连作栽培过程中,土壤中速效氮含量较为稳定,速效钾和速效磷的含量随着连作年限的增加出现少量积累,土壤酸化日趋严重.讨论了连作条件下土壤微生物数量与土壤酶活性及土壤理化性状之间的关系.     

花椒叶浸提液对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

通过用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗,研究浸提液对土壤酶和土壤微生物的影响.结果表明, 花椒叶浸提液使根际土中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数均有不同程度的减少,根际土中真菌和放线菌的数量变化呈降-升-降-升的趋势.20、60和80 g·L^-1浓度的叶浸提液使非根际土中细菌的数量显著增加21.59%、107.55%和8.62%,而40 g·L-1浓度的叶浸提液则使非根际土中细菌数量显著降低22.56%.叶浸提液使根际土蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显低于非根际土相应的酶活性,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著升高.土壤的蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关,与土壤放线菌数量呈显著负相关;多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关,与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关;放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关,与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著.     

秸秆生物反应堆对西瓜连作土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

于西瓜大棚内分别对连作2、4、8年的土壤铺设玉米秸秆生物反应堆,同时设立各自相应的对照,定期测定各处理土壤养分含量、pH值、土壤微生物数量和土壤酶活性等,以评价秸秆生物反应堆修复连作土壤、改善土壤健康状况的效应。结果表明,使用秸秆生物反应堆1年或2年之后,连作土壤有机质含量、土壤微生物数量、土壤多酚氧化酶、蔗糖酶活性等显著提高。连作8年的土壤连续2年使用秸秆生物反应堆后,土壤有机质含量达到了2.41%;土壤细菌数量为1.65×108CFU/g、放线菌为3.12×106CFU/g、真菌为0.5×105CFU/g,土壤中丛枝菌根(AM)真菌孢子密度达到57个/50mL,分别是对照的2.2、5、1.44、1.36和3.2倍;多酚氧化酶和蔗糖酶活性则分别是对照的1.25和2.13倍。表明秸秆生物反应堆处理对修复连作土壤、改善土壤健康具有一定作用。     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.05,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

轮作与休闲对日光温室黄瓜连作土壤微生物和酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了不同作物轮作和休闲方式对日光温室黄瓜连作土壤微生物数量、酶活性及后茬黄瓜生长和产量的影响.结果表明： 与连作相比,轮作有利于改善土壤微生物结构,增加细菌和放线菌数量,减少真菌数量;轮作与休闲有利于提高土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.在不同作物轮作和休闲方式下,后茬黄瓜结果期的细菌、放线菌数量和土壤转化酶活性均呈先升后降趋势,在盛瓜期达到最大值;真菌数量随生育期延长而增加;脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则随生育期延长而降低,在初瓜期最高.不同栽培模式下,以大葱-黄瓜轮作和糯玉米-黄瓜轮作的效果更佳,明显改善了后茬黄瓜的生长,提高了产量.     

塔里木河上游典型绿洲不同连作年限棉田土壤质量评价

开展农业生态系统土壤质量评价是保证生态农业持续高效发展的重要内容。以塔里木河上游阿拉尔垦区为典型样区,选择0a、3a、8a、12a、20a、30a等不同连作年限棉田为研究对象,综合考虑土壤物理、化学和生物学性质,分析了12个土壤理化及酶活性指标;基于因子分析和聚类分析法评价棉田间土壤质量的差异并划分等级,利用产量持续指数验证评价结果。研究表明：不同连作年限的棉田土壤的理化性质和酶活性均存在一定差异;棉田的土壤质量随年限呈先上升后下降的趋势,8a、12a棉田土壤质量相对较高,20a、30a土壤质量有退化趋势;土壤质量评价值与产量持续指数变化趋势一致,后者略显滞后效应。     

新疆绿洲农田不同连作年限棉花根际土壤微生物群落多样性

以南北疆不同连作年限棉花根际土壤为研究对象,采用Biolog技术,并结合传统平板培养法和土壤酶的测定,研究连作对棉花根际土壤微生物群落多样性的影响。Biolog分析结果表明,不同连作年限棉花根际土壤微生物碳源利用和功能多样性差异显著。荒地土壤微生物活性较低;在连作年限较短时(5—10a),根际土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)和Shannon指数较高;长期连作(15—20a),则呈明显下降趋势。主成分分析表明,不同连作年限的棉花根际土壤微生物碳源利用特征有明显不同。第一、二组开垦与未开垦土壤分别在PC1和PC2上出现差异,未开垦土壤得分均为负值,开垦土壤均为正值;而正茬与连作多年的棉花土壤在PC1上差异显著。其中在PC1上起分异作用的碳源主要是羧酸类和聚合物类,这两类碳源可能是影响连作棉花根际土壤微生物的主要碳源。可培养微生物数量的测定结果表明,荒地细菌数量最少;在连作年限较低时(5—10a左右),细菌数量呈上升趋势;而长期连作(>15a)后,细菌数量呈现下降趋势。真菌数量在连作多年后(10—15a)也开始增加。放线菌变化趋势不明显。四种土壤酶活性在连作的初中期(5—15a),连作障碍表现明显,土壤酶活性呈下降(过氧化氢酶和磷酸酶)或先升高后下降(脲酶和蔗糖酶)趋势,但随着连作年限的延长(15—20a),这4种土壤酶活性均表现出增高趋势。综上所述,棉花长期连作使棉花根际土壤微生物群落多样性降低,发生连作障碍,进而导致棉花产量降低。     

苜蓿和小麦长期连作对土壤酶活性及养分的影响

在长武长期轮作与施肥定位试验的基础上,对黄土高原沟壑区苜蓿和小麦连作27年后的黄盖黏黑垆土土壤酶活性及土壤养分进行了测定,探讨苜蓿和小麦长期连作对土壤酶活性及肥力的影响.结果表明： 苜蓿和小麦连作施肥都能提高土壤酶活性;同一作物不同施肥措施的土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性差异不显著,但相同施肥条件下,苜蓿连作比小麦连作的土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性高;不同作物种类及施肥措施的土壤过氧化氢酶活性差异不明显;氮磷肥和有机肥配施(NPM)的土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性较高,而蔗糖酶活性较低;苜蓿连作比小麦连作更有利于土壤有机质、全氮及速效氮的积累,氮磷肥和有机肥配施有利于培肥土壤.
     

不同连作年限土壤对茄子土壤生物学活性的影响及其嫁接调节

探讨了不同连作年限土壤对茄子根际土壤微生物数量、土壤酶活性的影响及其相关性和嫁接对重要相关因子的调节作用。结果表明:随着连作年限的增加,茄子根际土壤细菌数量和放线菌数量呈下降趋势,真菌数量呈增加趋势;根际土壤中的过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶的活性呈降低趋势;土壤微生物数量和土壤酶活性之间有显著的相关性。其中过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶是影响根际土壤中细菌和放线菌数量的主要因子,蛋白酶是影响根际土壤中真菌数量的主要因子。嫁接能提高土壤酶活性,缓解连作土壤带来的胁迫。     

不同连作年限甜瓜种植土壤性质和微生物多样性

[背景]连作种植和化肥、农药过量施用导致设施甜瓜土壤质地恶化、病害严重,甜瓜产量和质量下降.[目的]明确甜瓜连作种植年限对土壤化学性质、土壤酶活性和微生物多样性的影响.[方法]以甜瓜种植1年、5年和10年的温室耕层土壤为研究对象,采用常规分析方法、土壤酶活测定试剂盒、稀释涂布平板法和Illumina MiSeq高通量测...     

连作改变土壤性状对甜叶菊产量和品质的影响

为了解连作障碍的产生机理，对甜叶菊(Stevia rebaudiana)连作后的土壤性状变化进行了研究，并探讨土壤性状与叶片干质量和甜菊糖苷之间的相关性。结果表明，连作2 a和3 a的土壤pH值、有机质、速效磷、脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶和甜叶菊叶片干质量及甜菊糖苷组分含量均无显著差异。连作4 a后，土壤pH值、全氮和速效钾含量显著下降，分别比对照降低了10.07%、14.38%和24.79%，土壤电导率(EC)和速效磷含量显著增加，是对照的2.57和1.70倍；土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性、微生物量碳和微生物量氮在连作4 a降到最低，比对照分别降低了63.68%、72.03%、47.43%、78.35%和41.07；多酚氧化酶则在连作4a达到最高，是对照的4.22倍；与对照相比，连作4a的叶片干质量和甜菊苷含量降低了29.51%和16.00%，莱鲍迪苷A含量则增加了22.19%。叶片干质量及甜菊糖苷含量与土壤性状间存在着相关性。因此，连作通过改变土壤性状影响甜叶菊产量和品质，生产中最大连作年限不宜超过3 a。