蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响

在连续7a稻麦轮作系统中,通过测定作物收获后表层土壤(0-20cm)中4种细菌生理菌群数量和4种酶活性的变化,研究接种蚯蚓(Metaphire guillelmi)对秸秆(表施或混施)还田土壤的细菌生理菌群数量和酶活性的影响。试验设5个处理:对照、秸秆表施、秸秆混施、秸秆表施且接种蚯蚓、秸秆混施且接种蚯蚓。结果表明,单独秸秆还田促进了土壤氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌和无机磷分解菌数量增加,且土壤酶活性显著地增强;在秸秆表施方式下,接种蚯蚓使得上述4种细菌生理菌群微生物的数量增加;秸秆混施方式下,接种蚯蚓增加氨化细菌和无机磷分解菌数量,且土壤蛋白酶和蔗糖酶活性显著地增强(P0.05)。另外,蚓粪中4种细菌生理菌群微生物数量和水解酶活性都远远高于其周围土壤。在秸秆还田的作物轮作系统中,蚯蚓活动进一步增加土壤微生物数量和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。     

秸秆还田对玉米根际氨氧化微生物群落及红壤硝化潜势的影响

为探讨酸性红壤根际氨氧化微生物群落以及硝化作用对不同秸秆还田处理的响应,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的秸秆还田长期试验平台(9年),采用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同秸秆还田处理(不施肥(CK);氮磷钾肥(NPK);氮磷钾肥+秸秆(NPKS);氮磷钾肥+秸秆猪粪配施(NPKSM);氮磷钾肥+秸秆生物炭(NPKB))下玉米根际土壤氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)和细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)丰度和群落结构的变化,揭示了秸秆还田对根际氨氧化微生物群落结构和硝化潜势(potential nitrification activity, PNA)的影响机制。结果发现：相比CK和NPK处理,秸秆还田显著提高了土壤养分含量和硝化潜势,其中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、硝态氮(NO~-₃-N)和铵态氮(NH~+₄-N)含量显著增加,NPKSM处理对土壤肥力提升效果最佳。AOA的硝化潜势显著高于AOB,表明AOA...     

秸秆颗粒还田对黑土土壤酶活性及细菌群落的影响

为探讨不同玉米秸秆颗粒还田量对黑土生物学特性及细菌群落的影响,在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园试验地设置秸秆0%还田,还田量0kg/hm^2(CK)、秸秆60%还田,还田量4500kg/hm^2(JG1)、秸秆70%还田,5250kg/hm^2(JG2)、秸秆80%还田,6000kg/hm^2(JG3)、秸秆90%还田,6750kg/hm^2(JG4)和秸秆100%还田,7500kg/hm^2(JG5)6个处理,通过连续2年大田试验,研究土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳氮以及细菌群落的变化。结果表明:秸秆还田能够增加土壤蔗糖酶(3.29%—32.12%),脲酶(5.32%—52.66%),过氧化氢酶(0.60%—27.11%),碱性磷酸酶的活性(10.89%—64.20%),土壤微生物生物量碳(1.32%—7.07%)、氮(16.35%—80.46%)含量;秸秆施入土壤也提高了黑土变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了土壤固氮、分解养分及抵御病害能力,并降低了放线菌门相对丰度,降低了土壤病害发生概率,还出现了具有固氮、吸磷、改良土壤特性的新细菌,可见玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加细菌数量和种类多样性,进而使土壤系统向稳定健康的方向发展。综合研究结果在本试验条件下,以6750kg/hm^2为较适宜的玉米秸秆颗粒还田量。     

秸秆还田和施氮对农田土壤呼吸的影响

2003年10月至2004年9月期间在华北平原冬小麦-玉米轮作的高产粮区开展了土壤温度、秸秆还田和施氮对农田土壤呼吸影响的研究。土壤类型是砂姜黑土。试验共设6个处理,分别是N 1、N 1 W、N 2 W、N 3 W N 1 W O和N 2 W M,其中N 1、N 2和N 3表示3个施氮水平(纯N计,下同),分别是200 kg hm-2、400 kg hm-2和600 kg hm-2,W表示小麦秸秆还田,M表示玉米秸秆的1/3还田,O表示施用有机肥(每年施用鸡粪30 m3hm-2)。土壤呼吸采用碱液吸收法测定,每个处理6次重复,结果表明:(1)土壤呼吸季节动态明显,夏季高冬季低,土壤呼吸排放速率与5cm深度地温线性拟合最好(R2=0.63~0.74,p<0.001),而与地表温度线性拟合最差。各处理土壤呼吸的年通量在5650~7061 kg.hm-2(纯C计,下同),随着秸秆还田量的增加,土壤呼吸通量显著增加(p=0.05),随着施氮量的增加土壤呼吸通量也增加,但只有施氮量相差400 kg hm-2时,土壤呼吸通量差异显著(p=0.05),施用有机肥的处理土壤呼吸通量最高,有机肥施用后1~2个月,有机肥快速分解,表现为高的土壤呼吸通量。由土壤呼吸与5cm深度地温指数拟合方程求得的Q10值在1.86~2.26之间。     

麦秸秆还田和翻耕深度对稻飞虱和蜘蛛群落数量影响

【目的】探讨麦秸秆还田和翻耕深度控制稻飞虱效果及对蜘蛛群落数量的影响。【方法】以"麦秸秆返还稻田+稻田深翻耕20 cm"、"麦秸秆返还稻田+稻田浅翻耕10 cm"、"麦秸秆不返还稻田+稻田深翻耕20 cm"为处理,以种植者常规种植模式"麦秸秆不返还稻田+浅翻耕10 cm"为对照,对各处理区和对照区稻田稻飞虱成若虫、蜘蛛数量进行系统调查和分析。【结果】在调查期内(7—10月),上述3个处理区稻田百丛稻株稻飞虱数量分别为(17.7±3.5)头、(18.1±3.7)头、(21.0±4.0)头,较对照区分别减少25.6%、24.0%、11.8%;无论麦秸秆是否还田,翻耕深度对稻田蜘蛛及稻飞虱数量均无显著影响;"翻耕20 cm+麦秸秆还田"和"翻耕10 cm+麦秸秆还田"处理区稻田蜘蛛数量及其蜘蛛与稻飞虱数量比值均显著高于麦秸秆不还田区。【结论】本文揭示了麦秸秆还田能显著增强蜘蛛控制稻飞虱能力,可为秸秆还田的生态学效应研究提供理论依据。     

秸秆还田对中国农田土壤节肢动物数量及多样性影响的整合分析

秸秆还田是提高土壤生物数量和多样性的有效手段,但土壤节肢动物对秸秆还田的响应尚未明确。搜集2005到2020年国内有关秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性影响的25篇田间试验文献,分别获得230对土壤节肢动物数量数据和112对土壤节肢动物多样性数据,并采用整合分析方法探究不同气候类型、土层深度、种植制度、秸秆还田量、还田方式及还田时间下秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性的影响。结果表明,与不还田相比,秸秆还田总体上显著增加了农田土壤节肢动物的数量,但在亚热带季风气候区或还田时间大于5 a时,秸秆还田对节肢动物数量的增加效应则不显著;此外,秸秆还田对土壤节肢动物数量的促进作用还受到节肢动物体型的影响,秸秆还田显著增加土壤中小型节肢动物的数量,特别是蜱螨目类土壤节肢动物,但是对大型土壤节肢动物的促进作用并不显著。秸秆还田总体上也提高了农田土壤节肢动物的多样性,特别是在温带季风气候、年均温小于5℃、年均降水量小于600 mm、秸秆还田量大于10000 kg/hm²、轮作以及还田时间大于5 a这些条件下,秸秆还田能显著提高土壤节肢动物的多样性。回归分析结果显示随着秸...     

玉米秸秆还田对土壤线虫数量动态与群落结构的影响

通过大田玉米秸秆还田试验研究了其对农田土壤线虫数量动态、属的种类及群落结构等的影响。结果表明:2013—2014连续两年试验期间,蠡玉35玉米秸秆还田(CR)与不还田对照处理(CK)共鉴定到土壤线虫36个属(CR 36个属,CK 30个属);其中,植食性线虫12个属(CR 12属,CK 10属),食细菌线虫15个属(CR 15属,CK 14属),食真菌线虫5个属(CR 5属,CK4属),捕/杂食线虫4个属(CR 4属,CK 2属)。秸秆还田处理与不还田处理相比,植食线虫和食真菌线虫的相对丰度降低,而食细菌线虫和杂/捕食线虫的相对丰度提高,且食细菌线虫的相对丰度显著提高达42.95%。此外,秸秆还田处理土壤线虫总数高于不还田对照处理,但差异不显著;而秸秆还田处理可显著增加食细菌线虫数量,增幅高达16.3%—125.6%。与不还田处理对照相比,秸秆还田处理可显著提高土壤线虫群落多样性指数(H')、属类丰富度(S)和线虫通路指数(NCR),但对群落均匀度(J)、瓦斯乐斯卡指数(WI)和总成熟指数(∑MI)的影响不显著。可见,玉米秸秆还田具有重要的生态学意义,可在一定程度上增加土壤线虫数量和种类多样性,进而使土壤生态系统向稳定健康的方向发展。     

秸秆还田与施肥对稻田土壤微生物生物量及固氮菌群落结构的影响

利用氯仿熏蒸法和变性梯度凝胶电泳法(PCR-DGGE)研究了秸秆覆盖还田与施肥对灰棕冲积水稻土0—10cm和10—20cm土层土壤微生物生物量碳、氮和固氮菌群落结构的影响。结果表明:土壤微生物量碳、氮和固氮菌多样性从0—10cm土层到10—20cm土层均呈现降低趋势。无秸秆覆盖处理(对照组)的土壤微生物生物量碳(SMB-C)和微生物生物量氮(SMB-N)量最小。在秸秆覆盖还田处理中,低氮和无钾处理的SMB-C和SMB-N都显著低于全量氮磷钾肥处理。虽然无磷处理的SMB-N低于全量氮磷钾处理,但差异不显著。说明秸秆覆盖还田配施充足氮磷钾肥能显著提高土壤微生物生物量碳、氮。由DGGE图谱多样性指数分析得知,配施充足氮磷钾肥的处理土壤的固氮菌多样性最丰富。UPGMA聚类分析显示,10种不同处理的聚类图也不同,对照(无秸秆)处理0—10cm和10—20cm的微生物不同于其它处理单独聚在了一个群里。DGGE条带测序得知,14个条带的近缘种大部分为非培养细菌nifH基因片段,主要优势菌群其归属于变形菌门(Proteobacteria)的β-变形菌纲(Betaproteobacteria)。应用PCR-DGGE技术可以解释灰棕冲积水稻土秸秆覆盖不同肥料用量固氮菌分子群落结构特点。     

Bt作物秸秆还田对土壤生态系统的影响研究进展

随着Bt作物种植面积的逐年增加, 人们对Bt作物释放后潜在的安全性也越来越关注。Bt作物释放的Bt蛋白可以主要通过秸秆还田方式进入土壤进而可能会对土壤生态系统造成影响。本文综述了Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解及对土壤生态系统影响的研究进展。重点阐述了①Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解; ②Bt作物秸秆还田对土壤微生物的影响; ③Bt作物秸秆还田对土壤动物的影响; ④Bt作物秸秆还田对土壤酶活性的影响; ⑤Bt作物秸秆还田对土壤养分含量的影响。从而为Bt作物秸秆还田对土壤环境的生态风险评价提供参考。     

免耕高留茬抛秧对稻田土壤肥力和微生物群落的影响

通过大田试验,研究了不同秸秆还田和耕作方式（免耕+秸秆还田、免耕、常耕+秸秆还田、常耕）对稻田不同层次土壤肥力和主要微生物类群数量的影响.结果表明：上层土壤中,免耕+秸秆还田处理的有机质含量分别比免耕、常耕+秸秆还田和常耕处理高5.33、2.79和5.37 g·kg^-1;全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量也均以免耕+秸秆还田处理最高,免耕和常耕+秸秆还田处理次之,常耕处理最低.下层土壤中,各肥力指标以常耕+秸秆还田处理较高.秸秆还田各处理微生物类群数量较高,上层土壤以免耕+秸秆还田处理的细菌、真菌和放线菌数量最高,成熟期其纤维分解强度分别比常耕+秸秆还田、免耕和常耕处理高26.44%、79.01%和98.15%;下层土壤以常耕+秸秆还田处理的细菌、真菌和放线菌数量最高.免耕+秸秆还田处理的土壤养分和微生物呈表层富集特征.细菌、放线菌和纤维分解强度与土壤肥力各指标呈显著或极显著正相关关系.     

Microbial populations, ammonification and nitrification in soil treated with urea and inorganic salts

Soil fertilization with urea at rates of 0.2 and 0.5 mg N/g soil was toxic for total counts of bacteria and fungi except with cellulolytic fungi where growth was promoted by addition of urea after 90-d incubation. Also, the population numbers of both bacteria and fungi were significantly decreased when soil was amended with CaCl₂ and K₂SO₄ applied at two levels (50 and 100 μmol/g soil). Some alleviation of the toxic effect of either urea or the inorganic salts was observed when they were applied in combination. Fungal species composition was found to be affected in the treated soil. The most tolerant fungi wereAlternaria alternata, Aspergillus flavus, A. fumigatus, A. niger, A. terreus, Eurotium amstelodami, E. chevalieri, Nectria hœmatococca, Pœcilomyces variotii andStachybotrys chartarum. Other species of fungi were either sensitive to all treatments or sensitive to some and tolerant to others. Ammonium nitrogen was found to be more accumulated in soil treated with urea mixed with inorganic salts compared with soil treated only with urea whereas NO ₃ ⁻ -N (and NO ₂ ⁻ -N) was decreased. The overall effect of the addition of inorganic salts on total mineralized nitrogen, however was promotive. Soil pH was increased in ureatreated soil but was depressed by application of CaCl₂ or K₂SO₄ to values lower than that of untreated soil. The results may be of agronomical interest in overcoming problems encountered with urea application as N fertilizer.     

海岸带地区的固氮、氨化、硝化与反硝化特征

海岸带是海洋环境中受人类活动影响最大、生物地球化学循环最为活跃的地区。这一地区氮的生物地球化学循环包括 :生物固氮、有机氮的氨化、氮的硝化、反硝化等 4个主要过程。概括性地介绍了有关这四个过程的发生机制、环境影响因素及研究方法等方面的研究动态、进展、存在的科学问题与今后的研究方向。过去十几年来 ,固氮主要集中在对束毛藻属的研究上 ,其间有两个重要发现 ,一是生物固氮在海洋氮循环中的作用远比人们以前的想象要重要得多 ;二是蓝细菌已经在海洋中存在了 2 0亿年 ,它们有可能调节大气中的 CO2 ,进而影响全球气候。由于有机物的结构千差万别 ,含氮有机物的氨化过程可能是一个简单的矿化反应 ,也有可能是一系列复杂的代谢过程 ,在水解酶的作用下含氮有机物降解为下一级化合物。硝化过程分两步进行 ,氨的硝化为反硝化细菌提供了重要的硝酸盐来源 ,通常采用同位素方法来研究硝化过程。发生在沉积物中的反硝化过程是氮循环的关键步骤 ,反硝化过程一方面减少了海水中初级生产者可利用的氮 ,另一方面产生了终结产物 N2 和 N2 O,而 N2 O是一种温室气体 ,可能影响全球气候变化     

土壤硝化作用的抑制剂调控及其机理

既要保证氮肥在优质高效农业生产中的促进作用,又要保证农业和环境的可持续发展,如何提高氮肥利用率、减轻氮肥污染成了解决问题的关键.从氮素在土壤中的生物化学转化过程入手,通过抑制剂的施用来调控氮素的转化,减缓硝化过程的进行,是解决该问题的一种有效措施.本文从硝化抑制剂的定义、筛选硝化抑制剂的条件、国内外较受关注的硝化抑制剂品种以及硝化抑制机理等几个方面对目前的研究进展进行综述,并提出目前研究中存在的问题及今后的研究方向.     

Effects of addition of copper,manganese, zinc and chromium compounds on ammonification and nitrification during incubation of soil

Summary The effects of adding 100, 1,000, and 10,000 ppm of copper, manganese, zinc and chromium as sulphates and of copper and zinc as carbonates on ammonification and nitrification during incubation (3) weeks) of an initially neutral soil under aerobic and anaerobic conditions were studied. Some stimulating but more usually inhibitory effects of trace elements on both processes were found. These effects varied considerably depending on the level and type of the cation added, whether the conditions were aerobic or anaerobic, and on the extent to which pH was altered by the treatments.     

Salinity effect on simultaneous nitrification and denitrification,microbial characteristics in a hybrid sequencing batch biofilm reactor

Bioprocess and Biosystems Engineering - The effect of increasing salinity on nitrogen removal via simultaneous nitrification and denitrification, microbial activities and extracellular polymeric...     

The cumulative effect of gamma irradiation on the microbial soil population and its activity

The counts ofAzotobacter, N-fixing clostridia, aerobic cellulose decomposing bacteria, spore formers and actinomycetes were not affected by examined irradiation doses. There were, however, indications of a disturbance in the balance between organisms as evidenced by the rapid increase of actinomycetes and sporeformers during incubation. The effects of various irradiation doses on organic matter decomposition, N-fixing capacity and nitrification power were negligible.