土壤微生物学特性对土壤健康的指示作用

土壤健康是陆地生态系统可持续发展的基础。作者通过概述土壤微生物学特性(土壤微生物群落结构、土壤微生物生物量、土壤酶活性)与土壤质量的关系, 阐明了土壤微生物对土壤健康的生物指示功能。研究表明: 土壤中细菌、真菌和放线菌的组成及其所占比率在一定程度上反映了土壤的肥力水平: 在土壤性质和肥水条件较好的土壤中, 细菌所占比率较高。土壤微生物生物量与土壤有机质含量密切相关, 而且土壤微生物生物量碳与土壤有机碳的比值(C_mic : C_org)和土壤微生物代谢熵(qCO2)的变化在一定程度上反映了土壤有机碳的利用效率。一般情况下, 土壤酶活性高的土壤中, 土壤微生物生物量碳、氮含量也高。因此, 土壤微生物学特性可以反映土壤质量的变化, 并可用作评价土壤健康的生物指标。     

跨地带土壤置换实验研究

以温带针阔混交林暗棕壤地带内的白浆土、草甸土、泥炭土为原料,以长白山自然保护区内的寒温带山地棕色针叶林土为置换对象,完成了仿自然原型的土壤合成,进行了跨地带的土壤置换与植被生长实验研究。结果表明:①山地棕色针叶林土的腐殖质层厚度、酸度和速效氮含量为植被生长的限制性因子;②合成土壤理化指标必须以原生土壤限制因子拐点(值)指标为确定依据,作为合成土壤的关键性指标;③在长白山采用泥炭土与草甸土各占1/4,白浆土占1/2进行混合,土层厚度40cm,并使用石灰进行调酸达到中性后,植被恢复效果最好、造价最低。     

长江上游亚高山暗针叶林土壤水分入渗特征研究

长江上游以峨嵋冷杉为主的亚高山暗针叶林流域土壤质地较粗,属于壤质砂土。随着森林演替的发展,林地土壤砂粒含量逐渐降低,粉、粘粒含量逐渐增加,以过熟龄峨嵋冷杉纯林的粉粘粒含量为最高。就坡积物而言。随土层深的增加,砂粒含量逐渐增加,粘粒含量逐渐减小。随森林演替的进展和土层深度的减小,土壤容重逐渐减小,土壤孔隙度和土壤贮水力逐渐增大,研究区土壤非饱和导水率随土层深度的增加和土壤含水量的减小而减小,并与土壤含水量呈指数函数关系。随土层深度的增加,土壤饱和导水率呈负指数递减,不同土层到达稳渗的时间有差异,随土层深度的增加,稳渗时间增加,平均在110min左右。该流域暗针叶林带土壤质地上的变化和土壤水分物理性质的分异以及土壤水分的高入渗性是该暗针叶林流域水文循环中森林对水分传输调节的具体体现,也可以为该流域很少见到坡面径流或地表径流,而大部分以壤中流、回归流和地下渗漏等径流形式出现的机制作出有力的解释。     

黄土高原典型植物根际对土壤微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响

选择黄土高原7种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,对土壤的养分含量、微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响进行了初步研究。结果表明,7种不同植物根际土壤与非根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均存在显著差异;除冷蒿的土壤微生物生物量磷以外,其他各种植物的根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均比非根际土壤的高;土壤有机碳、全氮与土壤微生物生物量碳、氮及基础呼吸之间均具有极显著或显著相关关系,表明了土壤微生物生物量碳、氮可以作为判断土壤肥力状况的生物学指标,同时也可为提高土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

黄河三角洲滩地不同造林模式的土壤酶活性

该文对东营市垦利县柽柳(Tamarix chinensis)林、枣(Ziziphus jujuba)园、旱柳(Salix matsudana)林、刺槐(Robinia pseudoacacia)林、白蜡(Fraxinus chinensis)林、桑(Morus alba)园土壤酶活性及其与土壤化学性质和土壤微生物的关系进行了分析。结果表明:在土壤空间上,脲酶和过氧化物酶活性随土层的增加而减小,多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性在土层之间变化不明显。过氧化氢酶与脲酶和多酚氧化酶显著相关,脲酶与多酚氧化酶呈负相关。不同造林模式对土壤过氧化氢酶和过氧化物酶影响不大,对脲酶和多酚氧化活性有显著的影响。各种造林模式增加了脲酶的活性,均高于柽柳林;减小了多酚氧化酶的活性,除刺槐林外,均显著低于柽柳林;而造林模式对过氧化物酶和过氧化氢酶的影响较小。土壤酶活性与土壤养分有一定的相关,其中脲酶与全氮、有机质显著正相关,与速效氮正相关;多酚氧化酶与速效钾正相关,而过氧化氢酶与全氮、速效磷和有机质呈负相关,与土壤pH值相关性不显著;与微生物的相关系数不大,其中脲酶与固氮菌、纤维素分解菌显著正相关,与细菌正相关;多酚氧化酶与固氮菌和细菌负相关;过氧化氢酶与固氮菌显著负相关,与纤维素分解菌负相关。脲酶和多酚氧化酶可以作为滩地土壤质量评价的指标。     

不同肥力下黑土土壤真菌数量年变化的研究

研究了东北地区不同肥力下黑土土壤在玉米一个生育期内真菌数量的动态变化以及与6种环境因子的关系。结果表明,不同肥力土壤真菌数量全年只有一个高峰值,但高峰出现月份不同;在0～2 0cm和2 0～4 0cm土层内,土壤真菌数量均为正常施肥区高于休闲区。0～2 0cm土层休闲区和正常施肥区的土壤真菌数量与土壤含水量呈正相关,2 0～4 0cm土层中休闲区土壤真菌数量与碱解氮呈正相关;正常施肥区土壤真菌数量与pH值呈正相关。土壤pH值和土壤含水量分别是休闲区0～2 0cm和2 0～4 0cm土层生态系统的主导因素;速效磷和碱解氮分别是正常施肥区0～2 0cm和2 0～4 0cm土层生态系统的主导因素。     

不同土壤-南天竹系统的土壤酶活性分异

石灰岩退化生态系统的恢复离不开土壤基质的改善。采用盆栽法,研究了生长在黑色石灰土、紫色土、黄壤3种不同土壤类型中的南天竹土壤酶活性的情况。试验表明:淀粉酶、碱性磷酸酶、天门冬酰胺酶的活性均表现出黑色石灰土>紫色土>黄壤,三者之间差异显著(p<0.05)。而脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性则是紫色土>黑色石灰土>黄壤,三者之间差异也达到显著水平(p<0.05)。土壤理化性质与土壤酶活性的相关分析说明土壤pH和全磷(P)对土壤酶的活性影响不大,而不同土壤类型中的全氮(N)和土壤含水率与部分土壤酶活性呈显著相关。不同土壤类型的土壤酶相关性表现各异。     

长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.     

土壤可蚀性研究述评

土壤可蚀性是土壤对侵蚀营力分散和搬运作用的抵抗能力,是建立土壤流失方程和侵蚀模型的必要参数.土壤可蚀性研究是认识土壤侵蚀机理的一个重要环节.本研究基于土壤可蚀性已有成果,总结评述了土壤可蚀性的相关研究进展.其中,土壤可蚀性的相关指标有土壤抗冲抗蚀性、K因子等;土壤可蚀性包括水蚀可蚀性、风蚀可蚀性、重力可蚀性和冻融可蚀性等不同类型;其评价指标体系可以分为基于土壤内在性质和外在侵蚀营力的两类评价指标体系;土壤理化性质测定法、仪器测定法、小区测定法、数学模型和图解法、水动力学模型求解法是目前常用的5种土壤可蚀性测定和估算方法;土壤可蚀性具有明显的时空分异特征,其影响因素主要包括土壤性质、气候、植被、地形和土地利用等不同方面.在土壤可蚀性的进一步研究中,应注重土壤可蚀性概念的界定、评价指标体系的规范统一、土壤可蚀性估算模型的区域适用性、土壤可蚀性动态变化作用机理等方面.     

盐碱地土壤微生物对不同改良方法的响应

实验室条件下分别模拟客土改良、排水改良、生物(苜蓿)改良等3种常用的盐碱地改良方法,以菜园土壤和盐碱土(未改良的原始土)作为对照,研究了土壤微生物生态特征对不同改良方法的响应。结果显示:①土壤微生物区系及生理生化指标均对不同改良方式有良好的响应,其中土壤脲酶活性随土壤盐碱胁迫加剧而提高;②3种改良方式中,客土法在短期内最能改善土壤微生物各指标,依次是排水法、生物法;③排水法对土壤微生物生态状况不利;④生物法对于改善土壤微生物生态状况速度相对较慢,但因其克服了客土法、排水法显见的缺点,相对有更好的应用前景。     

土壤健康的生物学表征与调控

如何有效判定土壤健康状态是实现农业绿色发展的基本问题。在现有的土壤健康评价体系中,很少考虑土壤生物在维持土壤健康方面的作用。基于此,本文论述了土壤健康的内涵,从土壤生物健康的角度,总结了土壤健康的生物学表征指标,阐述了土壤微生物、土壤酶活性、土壤微食物网及蚯蚓对土壤健康的指示作用。基于上述生物指标,从作物和土壤管理等方面探讨了不同农田管理措施对土壤健康状况的调控途径,并对土壤生物健康的未来发展趋势进行了展望。本文旨在增强科学家和决策者对维护土壤生物健康的认识,充分发挥土壤生物在生态系统服务中的重要作用。     

山西高原植被与土壤分布格局关系的研究

利用ＣＣＡ、ＤＣＣＡ等多元分析方法,在景观尺度上对山西高原植被与土壤分布格局之间的关系进行了分析,所得结论表明：纬向上主要是栗褐土、褐土、风沙土和栗钙土与植被的变化格局相关性较强,由于山西高原南北跨度大,土壤和植被格局纬向变化趋势的一致性十分明显;黄绵土、栗钙土、山地草甸土与植被的经向分布格局密切相关,由于山西高原东西向跨度较小,且大部分地区处于吕梁山与太行山之间,植被和土壤的经向格局梯度不明显;随海拔高度的增加,棕壤、山地草甸土、亚高山草甸土与山西高原植被的垂直分布格局相平行,由于山西高原相对高差较大,这种趋势也非常明显。综合分析还表明了气候、土壤与植被格局的一致性,也反映了地貌对其分布格局的影响     

七子花土壤微生物数量及呼吸速率的季节动态*

研究濒危植物七子花群落土壤微生物的生长及其呼吸速率的季节动态,结果表明：根际土壤细菌、放线菌,根围土壤细菌、真菌、放线菌的数量和土壤总呼吸速率具有相似的季节变化规律：全年呈单峰曲线变化,最大值均出现在9月份,但根际土壤真菌数量的最大值出现在10月份。土壤微生物数量受土壤含水量和温度的影响较大;土壤总呼吸速率不仅与土壤含水量和温度存在密切关系,而且与土壤微生物数量显相关,土壤微生物是土壤总呼吸的重要承担。     

土壤纤毛虫群落对退牧还草生态恢复的响应——以玛曲县为例

为研究退牧还草对土壤纤毛虫群落特征的影响、退牧还草后土壤环境变化以及如何利用原生动物纤毛虫群落特征来评价退还效果的可行性,于2015年5月至2016年3月在甘肃省甘南藏族自治州玛曲县选取3个不同恢复年限的草地样点和1个未经过退牧还草对照样点,采用"非淹没培养皿法"、活体观察法和培养直接计数法对土壤纤毛虫的物种数和密度进行测定,同时测定了土壤温度、pH值、含水量、土壤孔隙度、速效钾、速效氮、速效磷、全氮、全钾、全磷和有机质含量,并分析了在生态逐渐恢复条件下,土壤纤毛虫群落特征与土壤环境因子间的相关性。研究共鉴定到纤毛虫95种,隶属9纲15目21科28属。研究发现,退牧还草样地与未退牧还草样地的土壤纤毛虫的物种分布存在明显差异:退牧还草后的3个样点间的物种相似性减小,群落组成复杂化,纤毛虫丰度、丰富度指数、均匀度指数和物种多样性指数增高。相关性分析结果表明,退牧还草后,对纤毛虫群落结构稳定性影响最主要的是土壤有机质、含水量和土壤全氮、全磷和全钾的含量,不同恢复年限样点的土壤纤毛虫群落组成差异较大。土壤纤毛虫群落对退牧还草生态恢复过程中土壤环境条件的变化有较好的响应。     

典型喀斯特森林土壤的抗蚀性

喀斯特地区生态脆弱,极易发生土壤侵蚀。受地表要素空间异质性的影响,目前相关研究仍无法完全反映出喀斯特地区不同植被类型土壤抗蚀性的特征。通过野外调查,了解样地植被群落类型及其组成等基本情况,并以"S形布点法"实地采样;通过酒精烘烤法、环刀法等方法,获取土壤含水量、土壤容重、土壤有机质、土壤团聚体、土壤微团聚体及土壤机械组成、土壤抗蚀指数等土壤抗蚀指标值。结果表明,除有机质外的其他抗蚀指标表现出0—10cm土层内与10—20cm土层内的变化规律均和抗蚀指数一致。在土壤深度0—10cm范围内,土壤抗蚀指数表征的土壤抗蚀能力强弱为:阔叶林灌丛针叶林;在10—20cm土层范围为:灌丛针叶林阔叶林。0—10cm土层内各指标表征土壤抗蚀能力的显著程度为:有机质含量、水稳性团聚体、结构破坏率、团聚状况和团聚度较显著,10—20cm土层内为有机质含量、干筛团聚体、团聚度较为显著,水稳性团聚体次之。通过综合两个土层的情况,可认为有机质含量、水稳性团聚体、团聚度能较好地表征喀斯特林地土壤抗蚀性强弱。在喀斯特地区如果以防治土壤侵蚀为目的,应考虑种植阔叶树种,避免针叶树种。     

植物外来种对土壤理化特性的影响

植物外来种对土壤特性可产生深刻的影响。植物外来种可影响土壤的温度、湿度、土壤侵蚀等土壤物理特性 ;同样会影响土壤的含氮量、有机质、金属元素等化学特性。植物外来种对土壤特性的影响是十分复杂的 ,在不同的环境里同一植物外来种可产生不同的影响。总的来说 ,植物外来种对土壤特性的影响有正面、中性和负面 3种效应     

26年长期施肥对土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影响

研究长期小麦连作施肥条件下土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸的变化及其与土壤养分的相关性。以陕西长武长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4提取法、碱液吸收法和化学分析法分析了长达26a不同施肥处理农田土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤呼吸之间的差异及其调控土壤肥力的作用。长期施肥及种植作物,均能提高土壤微生物量碳、氮含量,尤其是施用有机肥,土壤微生物量碳、氮含量高于单施无机肥的处理,土壤呼吸量也提高15.91%—75.73%,而施用无机肥对于土壤呼吸无促进作用。土壤微生物生物量碳氮、土壤呼吸与土壤有机质、全氮呈极显著相关。长期有机无机肥配施可以提高土壤微生物量碳氮、土壤呼吸,氮磷肥与厩肥配施对提高土壤肥力效果最好。微生物量碳氮及土壤呼吸可以反映土壤质量的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响

采用微区池栽模拟试验,研究下层(20～40cm 、40～60cm)土壤容重改变后,玉米根际微生物数量、微生物量C(MBC)和微生物量N(MBN)的动态变化规律.结果表明,玉米根际微生物(细菌、放线菌、真菌)数量、MBC和MBN随土层加深和下层土壤容重增加而降低,且相同层次不同容重的处理间差异达显著水平;不同层次土壤根际微生物数量、MBC和MBN既受本土层容重大小影响,也随相邻土层容重增大其降幅增加,且20～40cm土层容重对土壤微生物数量、MBC和MBN的影响远大于40～60cm土层容重.玉米生育期间,三者受下层土壤容重变化和玉米生长发育的双重影响,且玉米的生长发育过程放大了容重对根际微生物数量、MBC和MBN的影响效果.     

The soil quality concept as a framework to assess management practices in vulnerable agroecosystems: A case study in Mediterranean vineyards

Land management aiming to sustain ecosystem services is an important issue, especially in biodiversity hot spots such as found in Mediterranean areas. In Mediterranean areas, viticulture is an important land use. Vineyards are frequently found on inherently poor soils and are submitted to intensive management practices, which threaten soil functioning and associated ecosystem services. To encourage winegrowers and stakeholders to be reflective and adapt their vineyard practices, we evaluated the effects of three soil management practices (inter row plant cover duration, weeding and fertilization strategies) on soil functioning in 146 commercial plots distributed in Southern France, by a complementary set of biological and physico-chemical indicators. We used the concept of soil dynamic quality to evaluate some soil management practices on soil functioning. The influence of inherent soil properties derived from pedogenesis on soil dynamic indicator response was accounted for by considering the response of soil indicators for three soil groups differing in their stoniness and Ca carbonate content. The three soil management practices systematically influenced some nematode-based indicators, whereas other indicators were ascribable to a specific soil type or practice. We demonstrated that the potential of soil management practices to enhance soil functioning is restricted by soil type. In particular for calcareous soils, the soil functioning is very stable limiting effects of soil management practices. The presence of a cover crop, even temporary, in the inter row, is the only practice which benefits soil functioning whatever the soil type whereas organic fertilization and chemical weeding exhibit contrasting results on soil functioning.     

Effects of wetland degradation on bacterial community in the Zoige Wetland of Qinghai-Tibetan Plateau (China)

Wetland degradation makes significant impacts on soil, and bacterial communities in soil are likely to respond to these impacts. The purpose of this study was to investigate the impacts of soil property, soil type and soil depth on bacterial community in different stages of soil degradation in the Zoige Wetland. Microbial biomass carbon was estimated from chloroform fumigation-extraction. Bacterial communities were evaluated by cluster and principal component analysis of DGGE banding patterns and sequencing of partial 16S rDNA PCR amplicons. Experimental results showed that microbial biomass carbon decreased with the soil types (Peat soil > Swamp soil > Meadow soil > Sandy soil) and declined with soil depths (0–20 > 20–40 > 40–60 cm). Bacterial community was affected by soil type more primarily than by soil depth. In addition, the microbial biomass carbon was strongly correlated with soil water content, soil organic carbon and total nitrogen. Sequence analysis of DGGE bands indicated that bacterial phyla of α-Proteobacteria, γ-Proteobacteria, Bacteroidetes, Flavobacterium and Unidentified bacterium predominantly existed in the soil. All these results suggest that specific changes in soil property, soil type and soil depth affected soil bacterial community both quantitatively and qualitatively.