长期施加氮肥及氧化钙调节对酸性土壤硝化作用及氨氧化微生物的影响

以长期施加氮肥及添加氧化钙调节的酸性土壤为研究对象,运用定量PCR和DGGE技术,探讨了土壤氨氧化微生物及硝化作用对不同施肥处理及氧化钙调节的响应。长期施化学氮肥导致酸性土壤p H(KCl)值(3.35—3.47)和硝化潜势(0.02—0.14μg NO-2-N g-1土壤h-1)进一步降低,而添加Ca O后土壤酸化得以缓解(p H值4.10—4.46),土壤硝化潜势(0.22—0.34μg NO-2-N g-1土h-1)显著增加。同时,添加Ca O处理对氨氧化古菌(AOA)的群落结构无明显影响,但明显提高了各施肥处理土壤中氨氧化细菌(AOB)的群落多样性,加Ca O处理的土壤中,AOA的数量降低而AOB的数量增加。这些结果表明虽然酸性土壤中AOA在数量和活性上占主导优势,AOB在功能上冗余,但当添加Ca O后,AOA和AOB对环境变化迅速作出响应,并根据其不同的生态位需求重新分配优势地位,二者交替作用共同驱动酸性土壤硝化作用。     

长期不同施肥对红壤碳、氮、磷循环相关酶活性的影响

试验采用微孔板荧光法,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学施肥(NPK)、单施粪肥(M)和粪肥与化学肥料混施(MNPK)5个处理,研究了长期不同施肥对祁阳旱地红壤碳、氮、磷循环相关酶[β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-木糖苷酶(βX)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)]活性的影响.结果表明:与CK处理相比,长期N处理对βG、βX、CBH和NAG活性无影响,但降低了AP活性,而NPK、M、MNPK处理均显著增加了5种酶活性;相关性分析表明,5种土壤酶活性与硝态氮(0.465~0.733)、有效磷(r=0.612~0.947)、土壤呼吸(r=0.781~0.949)和作物产量(r=0.735~0.960)均呈显著正相关,βG、CBH和AP与p H显著正相关(r=0.707~0.809),而仅有AP与土壤可溶性有机碳显著相关(r=-0.480).表明所测5种土壤酶活性可作为评估不同施肥处理对红壤生产力影响的重要指标,但5种酶对氮肥引起的严重酸化的指示作用均非常有限.     

双季稻田改制对土壤剖面构型及性质的影响

利用田间试验方法,研究了红壤区双季稻田改为稻-稻-紫云英、牧草、水旱轮作和旱作4种种植模式对土壤剖面构型及耕层土壤性质的影响.结果表明: 与试验前相比,旱作种植模式下,耕作层厚度增加了4 cm、犁底层厚度减少了2 cm、湿筛>2 mm粒级团粒含量提高了6.94%、湿筛法平均质量粒径增加了0.37 mm、水稳性结构商是试验前的1.78倍,腐殖酸碳和富里酸碳含量分别提高了0.15和0.49 g·kg^-1;水旱轮作种植模式下,土壤水稳性结构商较高(95.86)、养分含量变幅小;稻-稻-紫云英种植模式下,除有机质含量(增加1.3 g·kg^-1)和土壤水稳性结构商(降低8.82)变化较大外,其余指标变化不大;牧草种植模式下,耕作层厚度增加2 cm、过渡层厚度增加9 cm、土壤水稳性结构商增加1.39,而土壤有机质和全钾含量分别下降5.6和2.8 g·kg^-1,在所有处理中变化幅度最大.表明在当前红壤地区对灌溉条件较差的双季稻田进行改制是可行的,建议优先考虑改成旱作或水旱轮作,但无论在何种耕作方式下,均应注意土壤钾素的亏损问题.     

不同植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

研究湘南红壤丘陵区11种植被类型下施肥区域和未施肥区域红壤剖面(0～100 cm)pH及交换性酸的变化特征.结果表明: 施肥区域0～60 cm土层土壤的pH大小顺序为茶园<花生地<柑橘园,交换性酸含量大小为花生地≤柑橘园<茶园;种植茶树和花生后,表层(0～40 cm)相对底层(60～100 cm)均产生酸化,pH分别降低0.55和0.17,而种植柑橘后,土层间无显著差异.未施肥区域中,植被恢复区0～40 cm土层pH大小为白檵木林≤湿地松林<板栗园<白茅草地,交换性酸含量大小为白茅草地<板栗园<白檵木林≤湿地松林;天然林区0～20 cm土层中次生林和油茶林的pH均显著低于马尾松林0.34和0.20个单位,马尾松林和次生林交换性酸含量显著低于油茶林.与裸地相比,未施肥区域除白茅草地外,其他植被类型均加速了表层土壤酸化,其中天然次生林酸化最严重,pH降低0.52;未施肥区域除天然次生林外,其他植被类型均提高了深层土壤pH,其中白茅草地提升效果最显著,pH升高0.43.无论施肥区域还是未施肥区域,整体上随着土层深度的增加,植被类型或施肥对土壤酸度的影响越来越小.