种植转Bt基因水稻对土壤酶活性的影响

转Bt基因及非Bt基因水稻的盆栽试验研究表明,转Bt基因水稻在生长发育过程中可以向土壤中释放杀虫晶体蛋白,而且杀虫晶体蛋白的释放量与水稻生长发育时间有关;与非Bt基因水稻相比,转Bt基因水稻生长15d时,土壤脲酶活性显著下降(降幅为2．47％),土壤酸性磷酸酶活性显著升高(增幅为8．91％),而土壤芳基硫酸酯酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的变化差异不显著;生长30d时,土壤脲酶活性仍显著下降(降幅为16．36％),土壤酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性显著升高(增幅分别为35．69％,19．70％和16．83％),而土壤蔗糖酶活性变化差异仍不显著。     

水稻秸秆秋季湿耙还田对土壤酶活性和养分的影响

秸秆还田是维持和改善土壤质量的有效途径。为探究秸秆秋季湿耙还田对辽南稻区土壤酶活性、土壤养分含量和水稻产量的影响,在辽宁省盘锦市采用随机区组设计,设置秸秆不还田(S₀)、秸秆全量还田(S₁)和穗肥减量16 kg·hm^-2(N₁)、常规穗肥用量32 kg·hm^-2(N₂)两因素试验。结果表明：与秸秆不还田相比,秸秆秋季湿耙还田处理的土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶、FDA水解酶活性显著提高,蔗糖酶活性显著降低;碱性磷酸酶活性在分蘖期和抽穗期显著降低,成熟期较S₀N₂显著提高6.2%～13.5%;多酚氧化酶活性在分蘖期显著降低,抽穗期和成熟期较S₀N₂显著增加20.8%～26.7%和22.3%～28.7%。秸秆秋季湿耙还田显著提高水稻各生育时期土壤速效钾、有机碳和全氮含量,显著降低分蘖期和成熟期硝态氮含量以及分蘖期pH值,水稻分蘖期土壤铵态氮含量较S₀N     

不同磷水平配施生物炭对土壤磷有效性

生物炭在提高土壤磷素有效性及促进作物生长方面具有显著作用,但其效果因土壤类型不同存在较大差异。试验以赤红壤(pH 4.91)和褐土(pH 7.24)为供试土壤,设置3种磷肥水平(0、30、90 kg P·hm^-2,分别以不施磷、低磷、高磷表示)配施稻秆生物炭(0、4%)的大豆盆栽试验,研究了不同磷水平下配施生物炭对土壤磷有效性、磷酸单酯酶活性和植株磷吸收的影响。结果表明: 不同磷水平配施生物炭显著提高了两种土壤的速效磷和全磷含量,且低磷水平添加生物炭处理速效磷增幅最大,在赤红壤和褐土的增幅分别为192.6%和237.1%。与低磷相比,赤红壤中低磷配施生物炭处理的碱性磷酸单酯酶活性显著增加78.9%,活性有机磷含量降低39.3%,同时显著促进了植株生长与磷吸收;生物炭添加显著降低了褐土活性有机磷含量,但不同处理对土壤磷酸单酯酶活性和植株生长无显著影响。土壤活性有机磷含量与速效磷含量均呈显著负相关。综上,生物炭对土壤磷有效性的作用因土壤类型和磷肥水平差异而不同,其在赤红壤上对植株生长和磷吸收的促进效应强于褐土,且在低磷条件下效果更佳。本研究为生物炭在减施磷肥和促进大豆磷吸收,特别是在赤红壤上的应用提供了科学依据。     

化肥减量配施腐植酸生物肥对土壤生物学性质和玉米干物质量的影响

降低化肥施用量、提高肥料利用率是稳定粮食产量、缓解黑土退化的有效途径。本研究以玉米为对象,采用2年室内盆栽试验,设置化肥减量配施腐植酸生物肥4个处理[T₀:不施肥;T₁:常规化肥用量;T₂:化肥减量15%配施腐植酸生物肥(400 kg·hm^-2);T₃:化肥减量30%配施腐植酸生物肥(600 kg·hm^-2)],研究腐植酸生物肥对土壤微生物数量、酶活性和养分含量的影响,以明确退化黑土对腐植酸生物肥的响应,为黑土土壤保护提供参考。结果表明: 与单施化肥相比,腐植酸生物肥的施用显著增加了土壤细菌和真菌数量,菌群数量随着腐植酸生物肥用量的增加而增加。与T₁处理相比,T₂处理可显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,玉米抽雄期以后脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别显著增加了11.4%～21.6%、34.9%～46.7%和6.5%～13.4%。T₂、T₃处理土壤碱解氮含量较T₁处理升高了8.2%～18.1%,保障了抽雄期后土壤的供氮能力;土壤有效磷和速效钾含量分别较T₁处理显著增加了17.1%～121.0%和9.6%～57.3%,随着腐植酸生物肥用量的增加,土壤磷素和钾素活化效果更显著。与T₁处理相比,T₂、T₃处理玉米单株干物质量显著增加。可见,施用腐植酸生物肥增加了土壤细菌和真菌的数量,提高了过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性和土壤养分含量,增加了玉米单株干物质量。本试验条件下常规化肥减量15%配施400 kg·hm^-2腐植酸生物肥是黑土玉米生产最适宜的养分管理策略。     

九年低量生物炭还田和钾肥对棕壤土钾素、玉米产量和钾平衡的影响

中国大部分耕地钾不足，而施用生物炭等有机改良剂是提高土壤钾素含量的有效途径。国内外有关低量生物炭长期还田和施钾对棕壤土钾素、作物生产力和土壤钾素平衡的交互作用研究不够充分。本研究开展玉米田间长期定位试验，试验采取两因素随机区组设计，分别为生物炭(C)和钾肥(K)处理，生物炭设置0和2.625 t·hm^-2两水平(分别表示为C₀和C₁),钾肥设置0和60 kg·hm^-2两水平(分别表示为K₀和K₁)。结果表明：生物炭和钾肥对不同土层不同形态钾素的影响不尽相同。在0～20 cm土层，C₁处理的土壤水溶性钾、缓效钾、有效钾和全钾含量较C₀分别显著提高57.14%、17.25%、23.48%和8.31%;相反，C₁处理的土壤速效钾含量较C₀显著降低8.31%;K₁处理土壤速效钾、缓效钾和有效钾的含量较K₀分别显著提高16.61%、16...     

生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B₃)和新施入生物炭(B₀)对稻麦轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB₀)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB₃)处理.结果表明: NB₀和NB₃处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB₃处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH₄和N₂O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB₀处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N₂O排放,降幅38.6%,但增加了CH₄排放,增幅4.7%;同时NB₀和NB₃处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB₃处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.     

有机肥和套种对干热区火龙果土壤微生物特性和产量、品质的影响

为探明施用有机肥和套种对红心火龙果(Hylocereus costaricensis)种植的优势机理,以干热区红心火龙果园为研究对象,探索有机肥施用量(F₀:0 t·hm^-2和F₂₀:20 t·hm^-2)和套种方式(MP:单种火龙果,IP:火龙果套种花生(Arachis hypogaea)和IS:火龙果套种大豆(Glycine max))对土壤微生物数量、微生物生物量、酶活性以及红心火龙果产量、品质的影响,并分析产量、品质与土壤微生物特性之间的关系。结果表明：与F₀处理相比,F₂₀处理显著增加土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物生物量碳、氮、磷,增加土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,提高红心火龙果产量和品质。在F₀和F₂₀条件下,相比于MP处理,IP和IS处理明显增加土壤微生物数量、微生物生物量氮以及蔗糖酶和脲酶活性;而IP和IS处理仅在F₂₀条件下显著提高土壤微生物生物量碳、磷和...     

施用生物炭对华北平原农田土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质含量的影响

以华北平原高产农田3年定位试验为基础,研究了生物炭与矿质肥配施对土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质组分中碳、氮含量的影响.试验共设4个处理：单施氮磷钾肥（CK）;氮磷钾肥+2250 kg·hm^-2生物炭（C₁）;氮磷钾肥+4500 kg·hm^-2生物炭（C₂）;炭基缓释肥（750 kg·hm^-2,CN）.结果表明： 与CK相比,C₁和C₂处理显著降低了0～7.5 cm土层容重,降低幅度分别为4.5%和6.0%;施用生物炭增加了0～15 cm土层的阳离子交换量,其中C₂处理增加了24.5%;在0～7.5 cm土层,C₁处理土壤颗粒有机质组分中的碳、氮浓度较CK处理分别增加了250%和85%,C₂处理分别增加了260%和120%.施用生物炭3年后土壤理化特性得到明显改善,并在碳增汇和温室减排方面具有潜在积极效应.     

生物炭对塿土水热特性及团聚体稳定性的影响

试验设生物炭用量为0 (B₀)、20 (B₂₀)、40 (B₄₀)、60 (B₆₀)、80 (B₈₀) t·hm^-2 5个处理,研究了施用果树树干、枝条生物炭2年后,对塿土容重、含水率、土壤温度和团聚体稳定性及其分布的影响.结果表明： 在0～30 cm土层,施炭处理与B₀相比,土壤容重显著降低7.7%～10.9%;土壤含水率显著增加10.0%～13.4%;施用40～60 t·hm^-2生物炭可以缓冲土壤的温度变化,提高土壤的保温性能;大于0.25 mm的水稳性团聚体（WR_0.25）显著增加30.3%;平均质量直径（MWD）在干筛、湿筛条件下分别显著增加15.2%和31.6%;团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）分别显著降低19.1%和17.5%.说明生物炭的施用明显改善了塿土的水热特性,提高了团聚体的含量和稳定性;其施用量为40～60 t·hm^-2时综合表现较优.     

生物炭对植烟土壤微生态和烤烟生理的影响

生物炭是农林废弃物资源化利用的研究热点之一.通过田间试验,研究了烟杆炭不同施用量(0、1、10、50 t·hm^-2)对植烟土壤微生态和烤烟生理特性的影响.结果表明: 烤烟各时期土壤含水量均随生物炭用量增加而增加;在烤烟旺长阶段,50 t·hm^-2处理的土壤含水量显著高于其他处理.随着生物炭用量的增加,土壤总孔隙度和毛管孔隙度逐渐增加,细菌、放线菌、真菌的数量表现为先增后减的趋势,其中生物炭用量10 t·hm^-2处理下数值最大.土壤早期呼吸速率随生物炭用量的增加而增大,与对照相比,生物炭处理土壤呼吸速率增幅为7.9%～36.9%,生物炭高用量(50和10 t·hm^-2)与对照差异显著.生物炭提升了烤烟叶片水势,增加了叶片类胡萝卜素和叶绿素含量,显著增加了根系、地上部和总干质量.说明生物炭在改良植烟土壤微生态和调控烤烟生理特性等方面具有积极效应.     

不同浓度石灰氮对黄瓜连作土壤微生物生物量及酶活性的影响

为分析比较不同浓度石灰氮对连作黄瓜田土壤环境的作用效果,通过2年温室定位试验,在黄瓜秸秆还田的基础上以不施石灰氮为对照(CK),研究施用\[高浓度石灰氮1350 kg·hm^-2(CaCN₂ 90)、中浓度石灰氮900 kg·hm^-2(CaCN₂ 60)、低浓度石灰氮450 kg·hm^-2(CaCN₂ 30)\]对连作黄瓜土壤微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)及酶活性的影响.结果表明：与其他处理相比,CaCN₂ 90显著降低苗期0～10 cm 土层SMBC,但增加了初瓜期后0～20 cm土层SMBC.施用石灰氮处理均显著提高了末瓜期0～20 cm土层SMBC及盛瓜期至末瓜期0～10 cm土层SMBN,但第1年（2012年）不同石灰氮用量间无明显规律,第2年(2013年)盛瓜期后SMBN随着石灰氮施用浓度的增加而升高.施用石灰氮有利于秸秆的腐熟,提高土壤有机质含量,且石灰氮浓度越高越有利于秸秆的腐熟.相比对照,施用石灰氮能有效提升土壤脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,其中脲酶活性随石灰氮浓度的增加升高,而多酚氧化酶活性随石灰氮浓度的增加而降低,CaCN₂ 60可有效提高过氧化氢酶活性.相关分析表明：土壤有机质、脲酶及过氧化氢酶活性与SMBC、SMBN呈极显著正相关,多酚氧化酶活性与SMBC、SMBN呈显著负相关.表明黄瓜秸秆还田后施用石灰氮900 kg·hm^-2能够改善温室黄瓜连作田土壤环境,有效减缓温室黄瓜连作障碍.     

长期秸秆黑炭施加对石灰性潮土肥力、固碳及氨挥发的影响

通过5年10季的小麦/谷子轮作盆栽试验,持续观测了每季0、2.25和22.5 t·hm^-2黑炭施用下作物生长和土壤性质变化及氨挥发数量.结果表明:相同NPK肥施用下,与不施黑炭处理相比,黑炭处理能促进作物生长,提高土壤养分供应.22.5 t·hm^-2黑炭处理下5年作物累积籽粒和秸秆产量分别增加24.1%和74.1%;相应地上部N、P和K累计吸收量分别增加93.5%、71.2%和46.3%;轮作结束后土壤有效P、K含量及阳离子交换量分别提高262%、274%和58.3%,有机碳提高843%,C/N增至25,容重降低46.6%,土壤pH值则无明显变化.2.25和22.5 t·hm^-2黑炭处理的黑炭表观分解率为每年3.5%~5.7%.高量黑炭施用可导致氨挥发数量增加,22.5 t·hm^-2黑炭处理下10季氨挥发总量增加102%.     

大气CO2浓度增加与氮肥对棉花生物量、氮吸收量及土壤脲酶活性的影响

试验设置半开顶式CO₂人工气候室,研究了不同CO₂浓度处理(360、540 μmol·mol^-1)与施氮(N)量(0、150、300 和450 kg·hm^-2)对棉花干物质的积累与分配、氮素吸收量及土壤脲酶活性的影响.多样性指数和主成分分析表明: 各施N水平下,CO₂浓度增加下棉花蕾、茎、叶和整株的总干物质积累量显著增加;2个CO₂浓度下,300 kg·hm^-2-N (N₃₀₀)处理棉花蕾、茎、叶、根及整株干物质量显著高于其他3个N肥处理,合理的氮肥施用可显著提高棉花干物质积累量.棉花蕾和茎的氮素吸收量受CO₂浓度影响显著,与360 μmol·mol^-1CO₂浓度相比,CO₂浓度为540 μmol·mol^-1条件下蕾和茎的氮含量显著增加,其中N₃₀₀处理下蕾的氮含量最高,N₁₅₀和N₃₀₀处理茎的氮含量高于N₀和N₄₅₀处理;叶的氮素吸收量受CO₂和N的交互作用影响显著,在N₀、N₁₅₀、N₃₀₀处理下,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下叶的氮含量增加;棉花根的氮素吸收量受施N的影响显著,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下根的氮含量随着施N量的增加显著增加.总体上,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下棉花的氮素吸收量高于360 μmol·mol^-1 CO₂浓度,各CO₂和N组合处理下,棉花各器官的氮素积累量蕾铃最高,叶片居中,其次是茎秆,根系最低.各施N水平下,两个土层的土壤脲酶活性随着CO₂浓度升高而显著增加;不同CO₂浓度处理下,0~20 cm土层土壤脲酶活性随着施N量的增加而增加,20～40 cm土层N₃₀₀处理下的土壤脲酶活性高于其他N肥处理;CO₂和N互作下,0~20 cm土层土壤脲酶活性的平均值显著高于20~40 cm土层.大气CO₂浓度为540 μmol·mol^-1、氮肥施用量为300 kg·hm^-2可显著提高棉花干物质积累量和氮素吸收量.     

碳添加下黑钙土胞内、胞外脲酶活性变化及其机制

土壤脲酶作为能够催化尿素水解的最重要酶类,对草地生态系统氮素供应具有重要作用。目前探讨不同碳添加对草地土壤胞外脲酶影响的研究报道相对较多,但碳添加对土壤胞内脲酶的影响,以及胞内和胞外脲酶对碳添加的响应是否一致等尚需深入研究。本研究依托额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站开展的碳添加野外试验平台(以葡萄糖为碳源),选取无碳添加(C₀)、250(C₂₅₀)和500(C₅₀₀) kg C·hm^-2·a^-1处理为供试对象,探讨碳添加下黑钙土胞内、胞外脲酶活性响应及其与土壤性质的关系。结果表明: 碳添加显著提高了土壤胞内脲酶活性,增加了土壤胞内脲酶活性占总脲酶活性的比例,但对土壤胞外脲酶活性没有显著影响。土壤胞内脲酶活性与微生物生物量具有显著正相关关系,表明胞内脲酶活性增加主要是由微生物生物量增加引起的。结构方程模型(SEM)分析表明,碳添加通过影响土壤微生物生物量间接提高了土壤胞内脲酶活性。     

减氮配施有机肥对滴灌棉田土壤生物学性状与团聚体特性的影响

本文通过新疆绿洲棉田连续4年定位施肥试验,研究了不同处理[对照CK、常规化肥CF、减氮配施普通有机肥OF(80%CF+OF和60%CF+OF)、减氮配施生物有机肥BF(80%CF+BF和60%CF+BF)]对土壤生物学性状和团聚体特性的影响,探讨了土壤生物学性状与有机碳及团聚体之间的关系.结果表明:与单施化肥(CF)相比,配施生物有机肥的80%CF+BF和60%CF+BF处理均可显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和芳基硫酸酯酶活性,其增幅分别为55.6%～84.0%、53.1%～74.0%、15.1%～38.0%、38.2%～68.0%、29.6%～52.0%和35.4%～58.9%,高量配施有机肥效果优于低量配施.各施肥处理明显提高了土壤基础呼吸,具体表现为BF>OF>CF>CK.与CF相比,60%CF+BF处理的土壤有机碳、微生物生物量碳分别增加22.3%和43.5%,但微生物生物量碳氮比显著下降.>0.25 mm的水稳性团聚体在配施普通有机肥的80%CF+OF、60%CF+OF处理比对照(CK)分别增加7.1%和8.0%.80%CF+BF处理较80%CF+OF处理机械稳定性团聚体的几何平均直径(GMD)增加了9.2%.冗余(RDA)分析和聚类分析均表明,减氮增碳可明显调控滴灌棉田土壤生物活性与团聚体结构.连续4年化肥减量配施有机肥或生物有机肥,提高了土壤有机碳含量,并对团聚体稳定性和生物学性状有协同改善效应,是维持与提升绿洲滴灌棉田土壤肥力的有效途径.     

残次苹果发酵产物对连作土壤环境及‘平邑甜茶’幼苗生长的影响

在盆栽条件下,研究残次苹果发酵产物对连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响,为减轻苹果连作障碍提供理论依据。试验以连作土壤为对照(CK),设置溴甲烷灭菌连作土壤(T₁)、连作土壤施加苹果发酵产物(T₂)、连作土壤施加灭菌苹果发酵产物(T₃)处理,测定了土壤和平邑甜茶幼苗的相关指标。结果表明: T₁、T₂、T₃能显著促进平邑甜茶幼苗的生长,其中以T₁和T₂的效果较好,其根系呼吸速率、株高、地径、鲜质量、干质量分别比CK提高了107.3%、50.6%、42.4%、171.7%、225.3%和104.4%、50.6%、42.3%、171.8%、225.5%。T₂和T₃提高了连作土壤中养分转化相关酶的活性,过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性分别比CK提高了44.5%、169.5%、23.4%、169.3%和23.7%、72.6%、1.5%、121.5%;T₁处理的过氧化氢酶和蔗糖酶活性与CK无显著差异,脲酶和中性磷酸酶活性分别降低了40.8%和41.6%。T₂土壤铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量分别较CK提高了18.6%、50.6%、14.0%和36.7%;T₃只提高了速效氮的含量,铵态氮和硝态氮含量分别提高了7.0%和23.6%;T₁与CK相比速效养分含量有所降低。T₁和T₂显著降低了土壤放线菌和真菌数量,增加了细菌数量;T₃处理的细菌、放线菌和真菌数量均较CK显著降低。实时荧光定量PCR分析发现,T₁、T₂和T₃处理的层出镰孢菌、串珠镰孢菌、腐皮镰孢菌和尖孢镰孢菌基因拷贝数均较CK有不同程度的降低。表明苹果发酵产物处理能抑制连作土壤病原菌,改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗生长,可作为一种减轻苹果连作障碍的方法。