添加生物质炭对桉树人工林土壤磷组分及转化的影响

为改善我国亚热带桉树人工林土壤磷(P)供应不足的状况,该研究利用生物质炭(BC)作为土壤改良剂,以桉树人工林(林龄为15年)土壤为研究对象,通过室内培养试验,分别加入不同用量 [0(CK)、2%、5%、10%和20%]的BC,重点探究不同用量BC对土壤P组分及转化的影响及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)与CK相比,20%的BC添加量显著提高了土壤硝态氮(NO₃^--N)、全磷(TP)、微生物生物量磷(MBP)含量和pH值(P<0.05),而2%、5%和10%的BC添加量仅显著提高了MBP和pH值(P<0.05),对其他土壤理化指标无显著影响。(2)与CK相比,2%的BC添加量显著提高了易利用性磷(LP)(P<0.05),5%和10%的BC添加量显著提高了速效磷(AP)和LP(P<0.05),20%的BC添加量显著提高了AP、LP和难利用性磷(OP)(P<0.05),但中等程度利用性磷(MP)在4种BC添加量下均无显著变化。(3)与C、N和P转化相关的β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、蛋白酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)活性均在10%和20%的BC添加量下显著高于CK(P<0.05)。(4)相关分析结果表明,ln(BG)和ln(NAG+LAP)均与ln(ACP)呈显著正相关(P<0.05); 冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,pH、TN和TP是驱动桉树人工林土壤P组分变化的最主要因素; 结构方程模型(structural equation model,SEM)进一步表明,pH、C:P和N:P是驱动土壤P转化的最关键因子。综上所述,不同用量BC主要通过影响土壤理化性质提高与C、N循环相关的酶活性,并在一定程度上改善桉树人工林土壤的P供应潜力,其中以高浓度BC添加量(20%)的效果最佳。该研究对指导我国桉树人工林土壤养分管理及促进林业可持续发展具有重要意义。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤微生物数量和酶活性特征研究

为探讨桉树不同林龄土壤微生物活性的响应特征,该研究采用时空互代法,选择广西北部低山丘陵地区1～5年生桉树人工林为研究对象,分析了土壤微生物、酶活性在不同土层和季节的变化规律。结果表明:(1)土壤微生物和酶活性在土层中有明显的垂直分布特征,均随土层加深而趋于降低,且各土层间差异显著。(2)细菌、放线菌数量随季节的大小顺序为秋季>夏季>春季>冬季,真菌的变化规律为春季>夏季>秋季>冬季,而酶活性随季节变化表现为夏季、秋季活性较高,春季、冬季活性较低。(3)细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶随林龄增大表现出先减小后增大的趋势,放线菌则呈现先减小后增大再减小的趋势,而蔗糖酶、酸性磷酸酶随林龄的增大趋于增大。(4)林地土壤中三大类群微生物与四种土壤酶之间存在极显著正相关关系,说明土壤微生物与土壤酶活性相互影响,两者之间关系密切,共同影响土壤的质量。综上可知,不同土层土壤微生物和酶活性的季节响应特征差异较大,总体在冬季最低,主要与气温、水分条件、凋落物养分的归还等有关。不同季节、土层、林龄之间的交互作用对土壤微生物和酶活性有显著影响。     

生物炭对杉木人工林土壤养分、酶活性及细菌性质的影响

为了探究添加生物炭对南方红壤杉木人工林土壤养分含量、酶活性及细菌丰度和群落结构及多样性的影响,分析三者之间的作用机制,基于高通量测序技术,通过添加不同生物炭对人工杉木林土壤环境中细菌群落进行培养和测定,同时挑选与土壤C、N循环相关的4种酶,分析4种酶与土壤养分含量及土壤细菌相对丰度的关系。结果表明:添加生物炭总体使得土壤pH值,全磷、有效磷、速效钾等含量有所提高,同时促进土壤-α-葡萄糖苷酶、土壤-β-葡萄糖苷酶及脲酶的活性,对过氧化氢酶的影响不显著;由于生物炭制备原料不同,其自身性质和物质含量也存在差异,因此杉叶炭对土壤养分的提高量大于木屑炭,而木屑炭处理的土壤全碳含量高于杉叶炭;低添加量生物炭对参与碳循环的土壤葡萄糖苷酶活性提高程度大于高添加量生物炭,而与氮循环有关的土壤脲酶活性随着生物炭添加量的增加而提高,尤其3%BL600处理对土壤脲酶影响十分显著;向土壤添加杉叶炭能够提高土壤细菌丰度,而木屑炭降低了土壤细菌丰度,低温炭大于高温炭;添加生物炭对土壤pH值,全碳、全磷、有效磷、速效钾含量等具有直接影响,土壤组分和性质对不同细菌种群生活习性与功能产生不同的影响,土壤酶活性与土壤细菌存在密切的联系,细菌丰度的变化又会引起土壤酶活性的改变,因此土壤酶活性和细菌群落相对丰度对添加生物炭的响应存在一定的相关关系。     

固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比的影响

土壤酶活性及其化学计量比是反映土壤养分有效性和微生物生长代谢养分需求的重要指标,但固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量特征的影响尚不明确。为探究桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比对引入固氮树种的响应及其主要影响因子,该文通过选择11年生巨尾桉纯林（PP）和巨尾桉/降香黄檀（固氮树种）(MP)混交林作为研究对象,采集0～10 cm的原状土样,采用改良干筛法将土壤分成>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm和<0.25 mm 4个径级,测定各径级土壤团聚体的理化性质和与土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）循环相关的水解酶活性[β-葡萄糖苷酶（BG）、N-乙酰-葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（ACP）]。结果表明：（1）PP和MP土壤团聚体均以>2 mm为主,其含量高于其他粒径团聚体。与PP相比,MP中各粒径土壤团聚体的有机碳（SOC）、总氮（TN）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（AP）、pH、BG、NAG和ACP均显著提高（P<0.05）,但LAP活性的变化不显著。（2）pH...     

除草剂对桉树人工林下植物及土壤微生物群落的影响

除草剂在桉树人工林中的应用越来越普遍,但关于除草剂对桉树人工林林下植物和土壤微生物群落的影响知之甚少。通过桉树人工林低剂量高频率(LHF)、中剂量中频率(MMF)、高剂量低频率(HLF)除草剂喷施试验,并与人工除草(MT)为对照,比较分析不同剂量、不同频率除草剂施用对林下植物和土壤微生物群落的影响。结果表明,施用除草剂导致桉树人工林林下植物种类和功能群组成发生显著变化,但并未显著降低林下植物群落物种丰富度和多样性,随除草剂施用频率的降低及恢复时间的增加,物种丰富度及多样性指数呈恢复趋势。除草剂施用也导致土壤养分含量降低。除草剂通过对林下植物群落和土壤养分的负面影响间接影响土壤微生物群落。LHF显著降低藤本植物而显著提高蕨类植物功能群的重要值,从而显著降低了微生物群落、真菌和放线菌的磷脂脂肪酸(PLFA)含量。MMF显著降低木本和藤本植物而显著提高禾草植物功能群的重要值,导致土壤微生物群落和放线菌的PLFA含量显著降低。HLF未显著影响林下植物及土壤微生物群落,但土壤全磷含量显著降低,速效磷含量也大幅下降。施用除草剂显著降低了土壤微生物生物量碳、氮的含量。因此,生产上应减少除草剂的施用,...     

施用生物炭对土壤动物群落的影响研究进展

土壤动物是土壤生物群落不可或缺的组成部分,是调控土壤生态过程重要的生物驱动因子。探明向土壤中施加生物炭对土壤动物群落的影响及二者之间的相互关系,对深刻认识土壤生态系统的运行机制、评价土壤生态服务功能具有重要意义。本文综述了施用生物炭对土壤动物群落的影响及机制,包括生物炭原料、制备温度、施用量的差异对土壤动物群落造成的直接影响,及以生物介导(改变植物生理特性、提高微生物数量)和非生物介导(土壤理化性质的改变)环境条件的改变对土壤动物群落造成的间接影响。低量生物炭添加下(生物炭与土壤质量比＜5%),对土壤动物的生长繁殖和行为活动起促进作用,若施炭量过高(＞10%),则会产生毒害;土壤动物的行为活动也会影响生物炭的稳定性。未来应该加强长期田间定位、时空变异性、多学科交融和分析预测等方面的研究。     

施用生物炭6年后对稻田土壤酶活性及肥力的影响

利用田间定位试验,研究0(BC₀)、7.5(BC₁)、15(BC₂)和22.5(BC₃)t·hm^-2水稻秸秆生物炭及3.75 t·hm^-2水稻秸秆(STR)一次性施加6年后对稻田土壤肥力及酶活性的影响.结果表明: 施用生物炭6年后土壤有机碳、有效磷和速效钾含量显著增加,增幅分别为34.6%、12.4%和26.2%,土壤pH值和容重显著降低,但对土壤全氮含量无显著影响.土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性显著增加,土壤荧光素二乙酸酯酶(FDA水解酶)和芳基硫酸酯酶的活性受到不同程度的抑制,其中,BC₂处理的土壤脲酶活性增加量最大,增幅为36.5%.土壤酸性磷酸酶活性随着生物炭施加量的增加而增加,与土壤速效磷含量呈显著正相关关系;土壤FDA水解酶和脲酶主要与土壤速效钾含量有关;酸性磷酸酶和芳基硫酸酯酶与土壤容重呈显著正相关.施用生物炭6年后土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性明显升高,增幅分别为48.8%和27.5%,而过氧化氢酶活性逐渐下降,且显著低于对照BC₀.STR处理显著增加了土壤脲酶、FDA水解酶、脱氢酶、酸性磷酸酶和芳基硫酸酯酶的活性,降低了过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性,降幅分别为23.4%和15.9%.     

生物炭施用方式对黑土和潮棕壤养分及氮磷转化相关酶活性的影响

为探明不同生物炭施用方式对农田土壤养分含量及元素转化的影响,通过设置在黑土和潮棕壤的两个为期5年的田间定位试验,研究每年低量施用(AL,22.5 t· hm-2·a-1)和间隔性高量施用(IH,112.5 t·hm-2·5 a-1)玉米秸秆生物炭对土壤碳、氮、磷含量,土壤生物学性质及氮磷转化相关酶活性的影响,以期为秸秆...     

海洋微生物复合制剂对桉树人工林土壤质量的影响

土壤质量维持和改良是农林业生产面临的重要问题。利用海洋枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）3728、3512、海洋木霉(Trichoderma sp.)TF4和少量白三叶草(Trrifolium repens)制成海洋微生物复合制剂,对当年生桉树人工林进行了生物调控试验。结果表明：海洋微生物复合制剂对土壤微生物数量和群落结构具有调节作用;曲霉、木霉、毛霉等与纤维素分解相关的真菌数量增加,镰刀菌数量减少;细菌数量比对照增加1.0倍,其中枯草芽孢杆菌增加2.02倍,蜡样芽孢杆菌增加1.18倍;放线菌数量增加0.3倍;土壤有机质含量、铵态氮含量和速效磷含量增加,土壤中蔗糖酶、蛋白酶、脲酶的活性显著提高;施用180 d后测定桉树树高和胸径变化,树高净增加量比对照高12.6%,表明海洋微生物复合制剂作为生物调控剂对桉树生长具有一定促进作用。     

生物炭及炭基硝酸铵对土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

以小麦-玉米轮作交替种植下的田间试验为平台,探讨施用生物炭及3种炭基硝酸铵氮肥对土壤主要化学肥力因子、土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响。田间试验共设6个处理,依次为:对照(施磷、钾肥,CK);生物炭(BC);硝酸铵氮肥(AN);掺混型生物炭基氮肥(CH);固-液吸附型生物炭基氮肥(XF);化学反应型生物炭基氮肥(FY)。结果表明,生物炭及3种生物炭基氮肥均显著提高土壤有机碳含量,并有效降低了有效磷和速效钾的含量。与CK处理相比较,CH、BC处理的土壤微生物量碳含量分别增加了22.10%、17.45%,而AN、XF、FY 3个处理则分别减少了9.09%、10.86%、1.46%;不同施肥处理土壤微生物量氮较CK均有增加,且BC、XF处理差异达显著水平,BC处理的增幅最大,达66.53%,XF处理的增幅次之,达到了62.78%,AN处理的增幅最小,为24.86%。与CK处理比较而言,FY、XF、CH均增加土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性,且增加效应均依次减弱,FY、XF处理均增加碱性磷酸酶活性,而CH处理降低了碱性磷酸酶活性。FY、XF、CH较CK处理均可显著增加小麦产量,增产率分别为36.61%、22.58%、20.72%,且增产效果依次减弱。     

桉树与红锥混交对土壤水解酶活性及其化学计量特征的影响

为从土壤酶活性及其化学计量特征的角度,揭示桉树与珍贵乡土树种混交后土壤养分的响应机制,该文以广西凭祥热林中心青山实验场的桉树纯林、红锥纯林和桉树×红锥混交林为研究对象,采用随机区组试验设计,通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)水解酶[β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)]的活性及土壤理化性质,分析桉树与红锥混交对土壤养分状况的影响。结果表明：(1)桉树与红锥混交在0～10 cm和10～20 cm土层均显著提高pH值、有效氮(AN)和有效磷(AP)的含量以及LAP酶活性,显著降低BG和ACP酶活性,但对NAG酶活性影响不显著。(2)SOC和TN与除酶C∶N外的其他土壤水解酶活性及其化学计量比呈现不同程度的显著正相关。(3)在0～10 cm和10～20 cm土层,三种林分间土壤水解酶活性均具有显著差异,SOC和AN含量是土壤水解酶活性产生差异的驱动因子。(4)桉树纯林、桉树×红锥混交林和红锥纯林在0～20 cm土层土壤酶C∶N∶P分别为1∶1.08∶1.37、1∶1.16∶1.34和1∶1.07∶1....     

南宁市桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子的关系

桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子的关系还不明确,且当前的研究较少地关注复合地形因子,对两者的线性和非线性关系强度的对比研究也较少。以南宁市高峰林场中的桉树人工林地为研究区,采用条件拉丁超立方抽样法布设采样点,通过建立数字高程模型提取和计算得到地形因子的指标;采用线性回归和回归树分别建立桉树人工林土壤有机碳密度-地形因子的线性和非线性回归模型。结果表明:研究区土壤表层、0—50 cm和全剖面的土壤有机碳密度均值分别为2.8、7.7、10.9 kg/m2,属于中等水平;仅坡度在0.05显著性水平上与表层和全剖面土壤有机碳密度显著相关,总体而言,简单地形因子与土壤有机碳密度的相关性普遍好于复合地形因子;随着土壤层次厚度的增加,线性和非线性回归模型对土壤有机碳密度空间变异解释能力都提升;回归模型对土壤有机碳密度空间变异的解释能力大小顺序为:回归树全变量多元线性回归逐步线性回归,因此,桉树人工林土壤有机碳密度与地形因子之间的非线性关系比线性关系强。     

桉树与红锥混交对土壤养分及林下植物功能群的影响

桉树人工林对生态环境的影响一直是全球性争议的热点问题,桉树与珍贵乡土树种混交的生态环境效应备受关注。为探究桉树混交营林措施对林地土壤养分及林下植物功能群的影响,该研究以桉树纯林(PE)、桉树×红锥混交林(MEC)和红锥纯林(PCH)为对象,开展了林下植物群落及环境因子的调查测定。研究结果显示：不同林分的土壤理化性质具有显著差异,混交林的土壤pH、有效氮(AN)和有效磷(AP)含量显著高于纯林;而土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)含量及C∶N和C∶P在混交林中没有显著优势,并呈现PEMEC>PCH的趋势。混交林显著增加林下木本植物功能群(WFG)的物种丰富度,而PCH显著增加蕨类植物功能群(FeFG)的物种丰富度。混交林的WFG和禾草植物功能群(GFG)的重要值均显著高于红锥纯林,而红锥纯林FeFG的重要值显著高于混交林。主坐标分析结果表明,MEC与PE的林下植物功能群组成差异不显著,但与PCH的差异显著;冗余分析结果揭示了AN和AP是WFG占优势的主要影响因子,SMC、TN...     

固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤肥力的重要指标。为探究固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,该文以17年生的巨尾桉纯林(PP)与巨尾桉/马占相思(固氮树种)混交林(MP)为研究对象,采用干筛法和湿筛法分别测定0～10 cm和10～20 cm土层团聚体粒径分布及平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(Dm)、水稳定性团聚体含量(WSA)、团聚体破坏率(PAD)和团聚体稳定性指数(ASI)等稳定性指标。结果表明:(1)与PP相比,MP的土壤理化性质有不同程度的提升,其中以土壤pH、有机碳(SOC)及全氮(TN)最为显著。(2)MP的土壤团聚体粒径分布优于PP,差异主要体现在>2.00 mm和<0.25 mm粒径中,均以大团聚体(>0.25 mm)为主; 相较于PP,MP的土壤团聚体机械稳定性仅在0～10 cm土层显著提高,但其团聚体水稳定性在0～10 cm和10～20 cm土层均显著提高。(3)Mantel分析结果显示团聚体稳定性与TN相关性最强,通过RDA分析进一步说明TN是驱动其团聚体稳定性变异的最关键因子。综上认为,固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体稳定性具有明显改善作用,该研究结果为南亚热带桉树人工林水土保持、养分管理及可持续经营等提供了科学的理论依据。     

桉树人工林更新方式对林下植物功能群的影响

该研究综合运用野外调查和室内分析的方法,评估桉树人工林林下植物功能群的组成、分布及更新方式和相关环境因子之间的关系。结果表明:林分更新5 a后,除了非禾本科杂草功能群外,其他林下植物功能群的物种丰富度均呈现不同程度的增加,但与对照组(砍伐迹地)相比,其差异程度均不显著(P0.05);与对照组相比,藤本和蕨类功能群的相对多度也出现增加趋势,但禾本科草本功能群显著减少(P0.05);木本、藤本和蕨类功能群的相对盖度也呈现增加趋势,但禾本科草本功能群与对照组相比显著减少(P0.05);主成分分析(PCA)发现萌芽更新或植苗更新林的林下植物功能群组成和分布与对照组相比均发生了显著的变异,但不同更新方式(萌芽和植苗)下其林下植物功能群组成和分布差异不明显;通过冗余分析(RDA)确定了冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向和土壤氮磷比是影响该林地林下植物功能群的主要因子,它们的叠加效应能解释大于75%的林下植物功能群的变异,最终模型通过排序得到冠层透光系数是影响该林地林下植物功能群的最主要因子。短期的研究发现萌芽和植苗这两种不同的更新方式对桉树林下植物功能群的影响有限,这可能与这两种更新方式形成的林冠结构和土壤理化性质差异性较小有关。     

桉树种植对林地土壤丛枝菌根真菌群落结构及多样性的影响

桉树(Eucalyptus spp.)种植所产生的生态争议已受到广泛关注。丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AM真菌)是土壤微生物的重要组成部分,与根系共生后可促进植物的养分运输、提高植物逆境生存能力等。然而,桉树种植对土壤AM真菌群落结构和功能的影响尚不清楚。研究比较了次生林改种桉树后不同年限(2年/5年/10年)的土壤理化性质、AM真菌种类、群落组成及多样性的变化。结果表明,桉树种植显著改变了土壤理化性质,具体表现为2年生和10年生桉树林中土壤pH和有机碳显著降低(P0.05);AM真菌的孢子密度在桉树林土壤中显著低于次生林土壤(其中在5年生土壤中最低);AM真菌的种丰度随种植年份的增加逐渐下降,在10年生桉树林土壤中有所恢复; 5年生桉树的菌根侵染率最高,10年生桉树侵染率最低。AM真菌群落组成和结构发生显著变化,优势种Funneliforms geosporus的丰度在2年生和10年生林地中显著降低;而Septoglomus deserticola的丰度在2年生和10年生林地中显著增加。另外,冗余分析(Redundancy analysis, RDA)结果表明,土壤AM真菌群落结构主要受土壤pH值(解释率:89.88%)变化的影响。研究揭示了次生林改种桉树林后土壤AM真菌的群落变化特征,为桉树林的栽培管理和环境修复提供了数据支撑。