滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的响应

为揭示滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的应激性变化规律,以滨海盐碱地生态改良而成的林带土壤为研究对象,改良前土壤为空白对照和农田与荒地土壤为过程参照,研究了滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的响应敏感性、响应过程和响应度。结果显示:滨海盐碱地土壤含盐量、有机质和全氮指标对综合生态改良措施响应敏感性强,响应迅速,规律性强且响应度大。土壤全磷和有效磷指标对综合生态改良措施有响应但规律性不强。土壤脱氢酶活性指标试验期内对综合生态改良措施有一定的响应度。土壤pH值、全钾、有效钾和过氧化氢酶指标试验期内对综合生态改良措施无明显响应。表明滨海盐碱地生态改良措施在初期(2a内)已显成效,该地区土壤的含盐量、有机质和全氮指标易受生态改良,而土壤酸碱度调控较难,其它指标的生态调控性还需要进一步研究。     

不同施肥方式对苏北杨树人工林土壤微生物碳源代谢的影响

施NPK肥是提高人工林土壤肥力的有效措施之一,生物炭作为土壤改良剂,可以改良土壤物理性质,与有机肥同施有利于土壤保持养分;同时,施用生物炭被认为是缓解全球气候变暖的重要途径之一,因此受到关注。然而,关于这些不同施肥方式对土壤微生物群落碳源代谢及生态安全的影响和机制还缺乏了解。本试验以苏北沿海杨树人工林为试验基地,应用4种不同的施肥方式,即CK(对照组)、T1(NPK肥)、T2(NPK肥+生物炭)、T3(高浓度生物炭),分析不同施肥处理对土壤微生物在不同碳源利用方面的差异,以及施用生物炭是否影响土壤微生物代谢活性和碳源代谢多样性。结果表明:不同施肥方式土壤微生物代谢活性大小表现为:T3T2T1CK,其中T3与CK差异显著,表明高浓度生物炭能显著提高土壤微生物代谢活性。微生物碳源利用多样性指数表现为:T3T2T1和CK,其中仅有Mc Intosh指数T3显著高于CK,在对6类碳源中的聚合物的利用上,T3显著高于CK,表明高浓度的生物炭添加会促进喜食聚合物的微生物群落生长,并具有改变土壤微生物多样性的潜力。主成分分析结果表明,增加主成分个数能够更有效地表达完整的信息,不同施肥方式在碳源利用上差异不明显,表明微生物群落功能稳定,短期施肥没有改变微生物碳源代谢多样性,而生物炭虽然可以显著提高土壤微生物代谢活性,但并没有显著改变其碳源代谢多样性。     

不同还田方式对砂质潮土理化性质及微生物的影响

为探索不同物料还田方式对中低产田砂质潮土的改良效果,在黄淮海平原麦玉轮作区典型砂质潮土上进行了连续6季的田间小区试验,设置全量秸秆翻耕还田(TS),秸秆等碳量的生物炭(TB)及半量秸秆半量生物炭配合翻耕还田(TSB),全量秸秆免耕覆盖还田(NTS)和半量秸秆半量生物炭配合免耕覆盖还田(NTSB),共5种还田方式。结果表明,与常规秸秆翻耕还田(TS)相比,生物炭翻耕还田(TB)显著降低土壤容重,增加玉米各个生育期土壤水分和p H值,有机质含量提升了16.4%,但TB处理的土壤大团聚体降低了21.2%和微生物数量降低了16.1%;翻耕秸秆配合生物炭还田(TSB)除了显著降低了大团聚体数量,对其余理化及微生物指标的影响均不显著;免耕模式下的秸秆还田(NTS)和秸秆生物炭配施(NTSB)分别在玉米生长的喇叭口期和收获期显著增加了土壤水分含量、耕层土壤的微生物数量和有效降低砂质潮土分形维数,对容重和有机质含量有一定的改善,其中NTSB有机质含量提升了14.9%和微生物数量增加了53.7%,对砂质潮土改良效果更好。总体来说,短期内用等碳量的生物炭替代秸秆翻耕还田更多的表现为物理的掺混效应,虽能有效提升土壤有机质含量,但不能有效改善砂质潮土的物理结构及生物性质,一半秸秆用生物炭替代还田对该类土壤的理化及微生物指标的改良效果也不显著,而免耕条件下秸秆配合生物碳还田效果最佳,可为砂质潮土的改良提供新的途径和理论依据。     

土壤呼吸对秸秆与秸秆生物炭还田的响应及其微生物机制

土壤呼吸释放CO_2是温室气体排放的重要途径之一,减少土地利用中温室气体排放、增强土壤碳汇聚能力对于减缓全球温室效应具有重要意义。生物炭具有改善土壤理化性质、增加作物产量、调节土壤微生物性质等特性。本研究采用室外盆栽的方式,以地肤草为目标植物,研究了芦苇、水稻、互花米草三种农林秸秆及其秸秆生物炭还田对土壤的改良效应,以及对土壤呼吸的影响及其微生物机制。结果表明:秸秆及其秸秆生物炭均可改善土壤肥力,促进植物生长,且生物炭改良效果略好于秸秆直接还田。但秸秆生物炭还田的土壤呼吸显著低于秸秆直接还田,其中芦苇生物炭最低。秸秆直接还田可促进土壤β-糖苷酶、脱氢酶和活性微生物量等微生物活性指标,从而促进土壤呼吸,增加土壤CO_2的释放,而生物炭还田对土壤微生物活性无显著的促进作用,反而有一定的抑制作用,这可能是由于生物炭中易降解有机物含量很低,可降解性较低的缘故。     

土壤改良剂对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性的影响

以黄河三角洲滨海盐碱土为研究对象,采用4因素4水平正交设计试验,将牛粪(A)、石膏(B)、秸秆(C)、保水剂(D)4种改良剂设置成不同比例,对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性进行改良试验,以期筛选出适宜的改良方案。结果表明:牛粪(A)、石膏(B)、秸秆(C)3种改良剂对土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮改良效果明显,保水剂(D)对土壤微生物碳氮改良效果明显,各处理间差异显著。各改良剂对盐碱土各生化指标的贡献值存在差异,综合考虑土壤呼吸强度、土壤酶、土壤微生物碳氮适宜配方为A_4B_3C_2D_2,土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮分别比对照增高109.64%,89.54%,62.20%,81.75%,60.50%,118.00%,相关分析表明,除微生物氮和脲酶相关不显著外,上述各土壤生化指标间均显著相关,研究结果可为黄河三角洲盐碱土的改良利用提供一定的理论依据。     

不同治理措施对闽东南沿海侵蚀性赤红壤肥力影响的研究

 赤红壤严重侵蚀地经不同措施治理后,土壤结构、水分状况得到改善,土壤腐殖质品质亦有所改善,土壤营养元素容量及供应强度得到明显加强,土壤微生物数量急剧增加,土壤呼吸作用和酶活性显著加强,土壤肥力处于恢复之中。其中豆科树种(大叶相思)改良土壤效果最好,单一种果措施则相对较差。引进豆科植物增加果园覆盖或敷盖是该地区侵蚀劣地治理及地力改良重要技术措施之一。     

生物炭对农田土壤微生物生态的影响研究进展

生物炭作为新型土壤改良剂在国内外环境科学等领域受到广泛的关注.关于生物炭对土壤理化性质的改良研究较早,目前虽然已深入到土壤微生物生态的领域,但是大多数将土壤理化性质与土壤微生物生态分开考虑,缺乏对二者相互作用的系统评述.本文总结了施用生物炭后土壤理化性质的改变与土壤微生物群落变化之间的相互关系:生物炭不仅能够提高土壤pH值、增强土壤的持水能力、增加土壤有机质等,而且会影响土壤微生物的群落结构、改变细菌和真菌的丰度;施用生物炭后,土壤环境和土壤微生物之间互相影响互相制约,共同促进了土壤微生物生态系统的改良.本文旨在为生物炭改良农田土壤微生态的深入研究提供新的思路,从生态系统的角度促进生物炭环境效应影响的研究,使生物炭的应用更具有科学性和有效性,并对生物炭在相关领域的应用进行了展望.     

植物多样性对亚热带森林土壤微生物群落的影响

植物群落组成的改变能够直接或间接地影响土壤生态过程并调节参与这些过程的土壤生物,树种特性和多样性是影响土壤微生物多样性和群落结构的关键因素。本项目利用江西新岗山建立的中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能(Biodiversity-Ecosystem Functioning Experiment China)BEF-China研究平台,观测了样方水平下不同多样性组成(单物种、2物种、4物种和8物种)对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:在森林生态系统演替初期,植物多样性的改变对土壤微生物群落结构具有显著影响,在不同多样性水平处理下,微生物磷脂脂肪酸含量随着植物多样性的增加,表现出先升高后降低的趋势,但各类群微生物磷脂脂肪酸含量并未表现出对植物多样性的明显响应。其中,土壤和凋落物的理化指标能够分别解释微生物群落结构变异的28.4%和12.3%。森林生态系统较高的异质性和地下生态过程响应的滞后性,导致了土壤微生物对植物多样性组成的响应需要较长时间才能显现出来,因此,为了更好地评价地上生物多样性与生态系统功能的关联,应长期监测森林生态系统多样性组成对地下生态过程的影响。     

氮添加对昆仑山高山草地土壤、微生物和植物生态化学计量特征的影响

全球范围内的氮沉降增加改变了生态系统氮(N)素循环过程,由此带来的生态学效应已成为当前研究的热点。以昆仑山高山草地生态系统2种优势植物黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)和针茅(Stipa capillata)为研究对象,开展人工氮肥添加试验,研究土壤-微生物-植物系统各组分生态化学计量特征对氮添加的响应特征。结果表明:①氮添加显著提高了土壤NH4^+-N和土壤NO3^--N含量(P<0.05),土壤全N、全磷(P)、速效P含量没有明显变化。②氮添加条件下针茅叶片N含量增加,P含量降低,而黄花棘豆N和P含量无明显变化。③土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,当施氮量为6N·m^-2·y^-1时呈现出最高值。土壤NH4+-N含量与土壤微生物量N含量有显著的正相关关系(P<0.01)。综合分析表明,短期氮添加有利于土壤养分和微生物量的积累,促进植物和微生物养分吸收利用。2种优势植物的生态化学计量特征对氮沉降的响应不同,过量的氮输入将会造成植物生长受到P限制,氮沉降会改变昆仑山高山草地生态系统的生物地球化学循环过程。     

稀土尾矿土壤细菌群落结构对植被修复的响应

选用赣州-安远稀土弃废尾矿及其不同植被修复的堆浸田为研究对象,调查废弃尾矿及6种不同植被修复方案下土壤理化性质的变化,并利用变性凝胶梯度电泳(DGGE)技术,分析土壤微生物群落结构对植被修复的响应。结果表明:与未修复尾矿土壤相比,经不同植被修复后的土壤理化性质均得到明显改良,其中土壤含水量、有机质含量均比未修复尾矿土壤增加2—3倍。微生物群落结构分析表明,植被修复后土壤微生物群落与废弃尾矿土壤微生物群落亲缘度仅为0.21,表明植被修复后,土壤微生物群落结构发生了明显变化,且微生物多样性、均匀度、丰富度与未修复尾矿土壤相比均有了明显的提高。而在不同植被修复方案中,以湿地松和山胡椒为优势群落的两种植被修复方案对土壤改良效果最为明显,这两种修复方案不仅能显著改善土壤的固水性、有机质含量,并且对微生物群落的改善作用也最为显著。典范对应分析表明,废弃尾矿土壤微生物群落结构受土壤p H影响最为显著,而植被修复后土壤微生物群落的环境影响因子则转变为含水量、有机质、有机碳及总磷含量。进一步揭示了微生物在植被修复过程中所起到的重要作用,并为矿山生态重建过程中的土壤改良工作提供了丰富的理论依据。     

北方泥质海岸防护林生态工程的研究

对泥质海岸防护林体系建设中造林树种选择、土壤改良和生态工程造林技术措施的分析表明,在轻度盐碱地可栽植绒毛白蜡、群众杨、刺槐、109柳;在中度盐碱地修台田并压沙后可栽植沙枣、群众杨、刺槐、绒毛白蜡及辽河杨耐盐品系;在苏打盐渍土地修台田压稻乱后栽植沙枣、辽河杨耐盐品系;在重盐土地上进行土壤改良及工程措施后栽植柽柳、沙枣.     

Selecting indicators of soil, microbial, and plant conditions to understand ecological changes in Georgia pine forests

Characterizing how resource use and management activities affect ecological conditions is necessary to document and understand anthropogenic changes in ecological systems. Resource managers on military installations have the delicate task of balancing the training needs of soldiers effectively with the need to maintain a high quality of ecological conditions. This study considers ways that ecological indicators can provide information on impacts that training has on environmental characteristics that occur at different scales and in different sectors of the environment. The characteristics examined include soil chemistry, soil microbes, and vegetation. A discriminant function analysis was conducted to determine whether ecological indicators could differentiate among different levels of military use. A combination of 10 indicators explained 90% of the variation among plots from five different military use levels. Results indicated that an appropriate suite of ecological indicators for military resource managers includes soil, microbial, and vegetation characteristics. Since many of these indicators are related, managers at this location potentially have freedom to choose indicators that are relatively easy to measure, without sacrificing information.     

不同油葵品种对盐碱地根际土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

通过盆栽试验,研究了新葵4号、新葵6号、新葵10号和美国矮大头4个油葵品种对盐碱地土壤理化、酶活性和微生物群落功能多样性的影响,以期筛选出更适宜改善盐碱地土壤质量的油葵品种。结果表明,种植新葵6号对降低盐碱地根际土壤pH值、提高土壤全氮含量和蔗糖酶活性的效果最为显著,新葵4号对提高根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量以及脲酶和磷酸酶活性的效果最为显著;种植这4个品种的油葵均能显著(72 h,P0.05)提高盐碱地根际土壤微生物对31种碳源的平均利用率(Average well color development,AWCD),并呈现如下规律:新葵4号新葵6号美国矮大头新葵10号CK。种植这4个油葵品种均不同程度地提高了盐碱地根际土壤微生物群落的Shannon多样性指数(H)、Shannon优势度指数(D)和碳源利用丰富度指数(S),并呈现出相似的规律:新葵4号根际土的微生物多样性指数最大,而CK的最小,且显著高于CK。主成分分析表明,种植油葵改善了盐碱地根际土壤微生物的群落组成;碳水化合物、氨基酸、羧酸类化合物和聚合物是盐碱地土壤微生物利用的主要碳源。因此,在盐碱地中种植油葵可提高相关土壤理化性质和酶的活性,改善微生物功能多样性,优化盐碱地微生物的群落结构,尤其是种植新葵4号对盐碱地的改良效果最为显著。     

黄河三角洲盐碱地不同植被模式的土壤改良效应

黄河三角洲是我国滨海盐碱地的重要分布区,种植植被是盐碱地绿色改良的主要生态修复措施。为探讨滨海盐碱地不同植被模式的土壤改良效应,探索适宜植被模式,选取黄河三角洲盐碱地竹柳+NyPa草、旱柳+NyPa草、柽柳+紫花苜蓿、白蜡+柽柳+紫花苜蓿4种林草措施为研究对象,以纯竹柳为对照,测定土壤水分物理参数、盐碱含量、土壤养分及微生物数量等20个指标,并利用主成分分析、聚类分析和模糊数学隶属函数等统计方法评价了不同植被模式的土壤改良效应。结果表明: 林草复合模式可显著改善滨海盐碱地的土壤理化性能,增加土壤孔隙度和贮水量,降低土壤密度,提高土壤有机质、速效养分含量和土壤微生物数量。其中,白蜡+柽柳+紫花苜蓿的乔灌草混交模式在压碱抑盐、增加土壤养分和微生物数量的效果最好,而旱柳+NyPa草的乔草混交模式改良土壤水分物理性能的效果最好。不同植被模式对黄河三角洲滨海盐碱地的综合改良效应表现为白蜡+柽柳+紫花苜蓿>旱柳+NyPa草>竹柳+NyPa草>柽柳+紫花苜蓿。     

等距开槽结合施用石膏改良苏打盐碱土

采用田间小区试验,研究了等距开槽结合施用石膏对东北松嫩平原西部苏打盐碱土的改良效果。结果表明:等距开槽(20～40cm心土层开槽,槽间距1m)能有效降低开槽点的土壤紧实度,对槽间土壤紧实度也有一定的降低作用,且与对照(不开槽)紧实度的差异达到极显著水平;等距开槽必须结合石膏才能改善土壤的化学性质,加石膏与未加石膏处理的pH和碱化度达到差异显著水平,而电导率值在处理前后差异不显著,开槽松土处理对槽内土壤化学性质改善效果不明显;磷石膏与脱硫石膏在改土效果上差异不显著,石膏配合开槽能有效改善土壤理化性质和植物生长状况,且对槽间土壤改良和植物生长均有一定的促进作用。     

河西走廊春季不同盐碱土壤中微生物数量、酶活性与理化因子的关系

【目的】揭示盐碱土壤微生物量与土壤因子间的关系。【方法】选择河西走廊不同盐碱程度的11个样点在春季进行采样,研究了土壤的微生物数量、酶活和理化性质,并对其进行方差分析、简单相关分析、逐步回归分析和主成分分析。【结果】河西地区原生盐碱地、次生盐碱地与农田土在土壤理化性质和土壤微生物数量等方面均有差异;河西地区土壤较贫瘠,土壤微生物数量较低,且分布有规律性,即原生盐碱土<次生盐碱土<农田土;放线菌、真菌、碱性磷酸酶、脲酶和有效磷5个因子是引起土壤微生物数量、酶活性与理化因子之间相关性的主要因素。【结论】结果证实河西地区盐碱土壤中磷的循环很大程度上影响着土壤微生物数量。     

河西走廊春季不同盐碱土壤中微生物数量、酶活性与理化因子的关系

[目的]揭示盐碱土壤微生物量与土壤因子间的关系.[方法]选择河西走廊不同盐碱程度的11个样点在春季进行采样,研究了土壤的微生物数量、酶活和理化性质,并对其进行方差分析、简单相关分析、逐步回归分析和主成分分析.[结果]河西地区原生盐碱地、次生盐碱地与农田土在土壤理化性质和土壤微生物数量等方面均有差异;河西地区土壤较贫瘠,土壤微生物数量较低,且分布有规律性,即原生盐碱土＜次生盐碱土＜农田土;放线菌、真菌、碱性磷酸酶、脲酶和有效磷5个因子是引起土壤微生物数量、酶活性与理化因子之间相关性的主要因素.[结论]结果证实河西地区盐碱土壤中磷的循环很大程度上影响着土壤微生物数量.     

盐地碱蓬内生中度嗜盐菌

植物内生菌已经成为我国微生物领域研究的热点之一[1],对植物内生细菌的研究不仅丰富了内生菌的生理类群及数量,而且探索了内生菌与植物的相互关系;同时也发现了一些新分类地位的菌株。目前,关于植物内生极端微生物的研究较少,本刊2010年第2期刊登了崔春晓、夏志洁等发表的文章"盐地碱蓬内生中度嗜盐菌的分离与系统发育多样性分析"[2],作者根据盐地碱蓬内生境高盐的特点,从中不仅     

耐盐碱细菌DQSA1的分离鉴定及盐碱胁迫下对绿豆的促生作用

【背景】近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加剧,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。【目的】从大庆盐碱土中筛选出耐盐碱菌株,验证其促生作用,为改良大庆盐碱土壤提供微生物资源。【方法】采用筛选培养基从大庆盐碱土中获得耐盐碱促生菌,对其进行形态学观察、生理生化和16S rRNA基因鉴定,并测试菌株在盐碱胁迫下对绿豆植株和土壤细菌群落结构的影响。【结果】筛选得到一株耐盐碱促生菌DQSA1,具有固氮、产ACC脱氨酶、产铁载体、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)功能;通过生理生化鉴定和系统发育分析,判定该菌株为卓贝尔氏菌属(Zobellella)。在盐碱土中种植绿豆后接种菌株DQSA1,处理后的绿豆较对照相比根系鲜重、根系干重及叶绿素含量分别增加了33%、32%和79%;植株叶部可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量分别升高了10%、80%和73%;根系的脯氨酸及可溶性蛋白含量分别增加了78%和44%。对种植绿豆的土壤细菌进行高通量测序,发现菌株DQSA1可以在盐碱环境下定殖并促进根瘤菌和鞘氨醇杆菌等有益菌的生长。【结论】菌株DQSA1可以在盐碱条件下调节土壤细菌群落结构并促进植物生长,为改良盐碱土地提供了有效的微生物资源。     

胞外多糖产生菌的筛选鉴定及其促生改土作用

【背景】一些微生物具有较强的产胞外多糖潜力,在改良盐碱土壤、促进作物生长方面潜力巨大。【目的】筛选耐盐碱且产胞外多糖的微生物,为开发具有盐碱土壤改良效果的菌剂提供菌种资源。【方法】从滨海盐碱植物根际土中筛选可在盐碱土壤中增殖、产胞外多糖、解有机磷和钾等能力的微生物菌株,并通过形态、生理生化、基于16S rRNA基因序列和gyrB基因的分子鉴定确定菌株类别,分析该菌株的生长、产胞外多糖特性受盐碱胁迫的影响,考察该菌对盐碱土壤不同粒径团聚体比例的影响,并结合盐碱土壤番茄种植试验考察对植物生长指标和土壤指标的影响。【结果】从727株滨海盐碱土壤菌株中筛选出一株产胞外多糖、具有较强盐碱土壤增殖能力且能解有机磷和钾的芽孢杆菌GBW HF-98,确定该菌为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)。该菌可耐受pH值达10.0和NaCl浓度达110 g/L,在改善轻和中盐度土壤中不同粒径团聚体比例的效果较为显著。该菌的高剂量浓度T2组,在中度盐碱土壤的番茄种植试验中,与对照相比显著增加了壮苗指数、根干重、全株干重、茎粗和株高等指标,增幅分别为33.8%、59.3%、37.2%、12.3%和15.6% (P<0.05);显著降低pH、全盐含量和土壤容重,降幅分别为8.9%、27.9%和17.9%;显著提升土壤速效磷和速效钾指标,增幅分别为36.0%和17.4% (P<0.05)。【结论】GBW HF-98菌株具有较强的胞外多糖产生能力,在中度盐碱土壤中促进番茄生长和改良土壤的效果显著,可用于盐碱土壤改良菌剂的研制。