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。     

应用土壤质量退化指数计算松嫩盐碱草地土壤营养位

土壤质量退化指数是一种定量评价土壤质量的方法,以某一土壤类型为基准,计算其他土壤类型与基准土壤类型之间各土壤属性的差异,进而反应土壤质量退化或改善的程度.采用1999年的数据应用该方法评价土壤营养状况,计算土壤营养位,分析松嫩盐碱草地植被种群分布格局与土壤营养的关系,从而探讨应用土壤质量退化指数计算土壤营养位的可行性.应用土壤质量退化指数评价土壤营养位得到的结果与主成分分析法的基本一致,并且方法更为简便,更利于土壤营养位分析在生产实践中应用.     

放牧制度对荒漠草原生态系统土壤养分状况的影响

从土壤N,P,K及土壤有机质等方面研究了在连续进行了7 a的放牧制度试验对荒漠草原生态系统土壤养分含量的影响。研究结果表明:放牧制度对土壤的养分状况有明显的影响。划区轮牧区和禁牧提高了土壤有机质、土壤氮素、土壤全钾和土壤速效钾含量。土壤表层磷含量划区轮牧区最高。放牧导致碳氮比减少。同时,土壤养分含量随土壤深度的变化在不同处理没有表现出较为一致的变化趋势。禁牧区土壤全氮含量随土壤深度的增加而增加;不同处理土壤速效氮、土壤速效钾含量均随土壤深度的增加逐渐降低;土壤全磷在自由放牧区随土壤深度的增加逐渐升高;土壤速效磷、全钾含量在划区轮牧区随土壤深度的增加逐渐降低;土壤养分含量与土壤深度的拟合曲线为二次幂函数。研究表明,禁牧和划区轮牧较自由放牧可以提高荒漠草原土壤养分元素的含量,有利于遏制草原土壤的退化。     

土壤生态系统稳定性研究进展

土壤生态系统稳定性是指土壤生态系统对抗人为干扰和自然剧烈变化的能力,可以由抵抗力和恢复力两个方面来表征.土壤生态系统稳定性是土壤健康指标的核心之一,进行稳定性评价对于土壤健康评价尤其是人为污染和物理干扰后土壤的健康评价具有重要参考价值.与地上生态系统研究结论相似,土壤生态系统稳定性的评价,与所选择的干扰性质和土壤过程密切相关.国内外近年来土壤生态系统稳定性方面的研究进展,主要包括:土壤生态系统稳定性的概念,土壤生态系统稳定性的研究方法,土壤生态系统稳定性的影响因素,保持土壤生态系统稳定性的对策,并提出了问题与展望.     

土壤质量及其评价

保持和提高土壤质量是实现农业可持续发展的基础,为此,必须清楚土壤质量的概念以及土壤质量的评价方法,本文综述了土壤质量的概念及其研究进展,土壤质量评价要以土壤的功能为基础,不同土壤的评价应采用不同的标准,土壤质量的评价是相对的而不是绝对的,介绍了国际上几种常用的土壤质量评价的方法,并对耕地土壤质量评价的指标选择进行了探讨。     

科尔沁沙质草地沙漠化过程中土壤生物活性的变化

选择相邻地段的固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘为对象,研究了科尔沁西部沙质草地沙漠化过程中土壤微生物量、土壤酶活性和土壤养分的变化特征以及三者之间的相关关系.结果表明:土壤养分含量、土壤酶活性和微生物量均随土壤深度的增加而逐渐降低;沙漠化过程中土壤养分严重丧失,土壤微生物量碳、氮、磷,以及土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶、脱氢酶、多酚氧化酶和硝酸还原酶的活性均随沙漠化程度的加剧而大幅度下降;土壤生物活性对土壤沙漠化比较敏感,在固定沙丘到半固定沙丘的转化过程中土壤生物活性下降最快;土壤微生物量、土壤酶活性以及土壤养分之间均存在显著的相关关系.     

土壤微食物网生物和土壤微生物对小星穗薹草生长和土壤养分的影响差异

土壤微食物网生物是影响土壤养分循环的重要驱动因素,其对植物生长和土壤养分的影响大于广受关注的土壤微生物。通过土壤生物添加实验,对比分析了在土壤微食物网生物添加、土壤微生物添加和灭菌土壤三种处理条件下,湿生草本植物小星穗薹草的生物量、形态和生理性状以及土壤养分含量等指标,以探究土壤微食物网生物和土壤微生物对植物生长和土壤养分的差异性影响。结果表明,土壤微食物网生物对植物的促进作用显著大于土壤微生物的作用。土壤微食物网生物未改变植物的根系性状,而土壤微生物使植物的根系形态发生明显改变。不同土壤生物添加处理的土壤有效养分含量也存在显著差异。该研究证明了土壤微食物网生物更有利于植物生长。研究结果为深入认识土壤微食物网生物对植物生长和土壤养分周转的重要性、推动植物与土壤生物相互作用过程和影响机制研究提供了新视角和可靠数据。     

沈北新区不同土地利用类型土壤磷酸酶活性特征及其影响因素分析

采用均匀网格布点法采集沈阳市沈北新区不同土地利用类型101个表层(0—20 cm)土壤样品, 测定了土壤磷酸酶活性、土壤理化性质和土壤细菌群落组成, 分析了不同利用类型土壤磷酸酶活性变化特征及其与土壤理化性质、土壤细菌优势菌群之间的关系。土壤酶活力测定结果表明, 沈北新区不同利用类型土壤磷酸酶活性由高到低依次为: 城市绿地>旱田>天然林地>水田; 相关分析结果表明, 土壤磷酸酶活性与土壤pH值、含水量、粘粒、粉粒、总磷呈极显著负相关关系, 与砂粒呈极显著正相关关系, 上述土壤理化性质是影响土壤磷酸酶活性的主要因素; 冗余分析结果表明, 疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)对土壤磷酸酶活性影响较大, 其菌群丰度主要受土壤pH、含水量和总磷的调控, 且其随土壤pH、含水量和总磷的变化特征与土壤磷酸酶活性变化趋势相一致, 提示这些菌群可能是土壤磷酸酶的重要来源。     

植物、土壤及土壤管理对土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,对土壤微生物群落结构多样性的研究是近年来土壤生态学研究的热点。本文综述了有关植物、土壤类型以及土壤管理措施对土壤微生物群落结构影响的最新研究结果,指出植物的作用因植物群落结构多样性、植物种类、同种植物不同的基因型,甚至同一植物不同根的区域而异;而土壤的作用与土壤质地和有机质含量等因素有关;植物和土壤类型在对土壤微生物群落结构影响上的作用存在互作关系。不同的土壤管理措施对土壤微生物群落结构影响较大,长期连作、大量的外援化学物质的应用降低了土壤微生物的多样性;而施用有机肥、免耕可以增加土壤微生物群落结构多样性,有利于维持土壤生态系统的功能。     

设施土壤生态环境特点与调控

论述了设施土壤生态环境的特性主要是土壤养分富集 ,土壤板结 ;土壤酸化、次生盐渍化和连作障碍严重 ;土壤产生有害气体 ;土壤微生物区系变化很大。这些特点主要是盲目大量施肥 ,土壤长期连续利用 ,土壤环境密闭 ,单一化栽培 ,用肥种类不合理及某些化学物质积累造成的。利用生物、农业耕作、地上环境和工程措施调控相结合 ,是调控设施土壤生态环境的有效方法 ,土壤生物学的应用将是改善设施土壤生态环境新的研究方向。     

沈北新区不同利用类型土壤脲酶活性及其影响因素分析

采用均匀网格布点法采集沈阳市沈北新区不同土地利用类型101个表层(0—20 cm)土壤样品, 测定了土壤脲酶活性、土壤理化性质和土壤细菌群落组成, 分析了不同利用类型土壤脲酶活性变化特征及其与土壤理化性质、土壤细菌优势菌群之间的关系。土壤酶活力测定结果表明, 沈北新区不同利用类型土壤脲酶活性由高到低依次为: 旱田>天然林地>城市绿地>水田; 相关分析与通径分析结果表明, 土壤脲酶活性与土壤含水量呈极显著负相关关系, 与总磷呈显著正相关关系, 含水量和总磷对土壤脲酶活性的影响除了直接效应外, 还存在较强的通过其它因素的间接效应, 说明它们是影响土壤脲酶活性的两个主要因素; 冗余分析结果表明, 放线菌门(Actinomycetes)、泉古菌门(Crenarchaeota)和酸杆菌门(Acidobacteria)对土壤脲酶影响较大, 其菌群丰度主要受土壤含水量的调控, 且其随土壤含水量的变化特征与土壤脲酶活性变化趋势相一致, 提示这些菌群可能是土壤脲酶的重要来源。     

太岳山油松人工林土壤呼吸对强降雨的响应

在全球气候变化背景下,关于森林生态系统土壤呼吸变化的研究越来越受到关注,然而目前由于测定技术限制,对于强降雨影响森林土壤呼吸的国内相关研究还不够深入.选取山西省太岳山油松人工林土壤作为研究对象,应用LI-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统,对降雨前后的土壤呼吸速率和环境因子在原位置进行全天候连续监测,分析了3次强降雨前后的土壤呼吸速率变化.结果表明,(1)5月的旱季降雨改善了土壤水分状况,促进了土壤呼吸,降雨结束后土壤呼吸速率的平均水平是降雨发生前的2倍;7月的雨季开端期降雨对土壤呼吸先促进后抑制,土壤容积含水量和土壤呼吸速率的二次关系曲线存在拐点,但总体上降雨是促进了土壤呼吸;8月的雨季降雨整体上抑制土壤呼吸,土壤呼吸速率和土壤容积含水量的变化曲线走势呈明显的镜像,雨中及雨后土壤呼吸速率分别下降了约45％和28％.(2)每一次降雨结束后,土壤温度都有一定程度的下降.雨后,较低的土壤温度在土壤呼吸得到降雨促进时,可加速土壤呼吸速率的恢复;在土壤呼吸受到降雨抑制时,能阻碍土壤呼吸速率的恢复.(3)降雨的不同时期,影响半湿润地区油松人工林土壤呼吸的关键因子也是不同的.降雨前如果土壤容积含水量处于明显变化的状态,水分是影响土壤呼吸的关键因子;如果土壤容积含水量比较稳定,则土壤温度是关键因子.降雨过程中由土壤温湿共同影响土壤呼吸,降雨结束后水分是影响土壤呼吸的关键因子.     

异丙甲草胺对芹菜根际与非根际生物活性的影响

通过根际袋法土培试验,研究了异丙甲草胺对芹菜根际与非根际土壤酶活性、土壤微生物数量的影响以及异丙甲草胺在根际与非根际土壤中的降解特性.结果表明,异丙甲草胺对土壤过氧化氢酶活性有一定的抑制作用,对土壤脱氢酶活性有激活作用.一般情况下根际土壤酶活性均要大于非根际土壤.异丙甲草胺作用45 d后,芹菜根际土壤细菌、真菌数量大于非根际土壤,根际效应R/S在1.76～2.51之间;异丙甲草胺对土壤放线菌数量影响不大,根际效应不明显.异丙甲草胺在根际土壤与非根际土壤中的降解速率分别为0.0217和0.0176,相应的半衰期分别为31.9和39.4 d.在根际土壤中异丙甲草胺更易降解.     

茶园土壤含硒量与饮茶预防有关地方病的研究

本文研究了3个茶园土壤的PH值与土壤中的全硒量及水溶性硒量之间的关系,并对土壤的缓冲性能及其由来作了一些探讨．结果表明：土壤全硒量与土壤PH值没有明显相关性,而土壤中全硒量与土壤PH值只是影响土壤水溶性硒的主要因素,土壤水溶性硒在土壤PH值4.5～7.5范围内有良好的线性相关,测定的3个茶园土壤的相关系数分别为0.994、0.967、0.980．当PH值增大时,3个土壤的水溶性硒量和硒的水溶率均随着增大,而PH值为7.5时,3个土壤样硒的水溶率达30％左右：     

干湿交替条件下土壤氮素转化及其影响研究进展

对干湿交替条件下土壤氮素的矿化、损失以及对土壤团聚体结构和土壤胀缩性、土壤微生物活性和群落等的影响进行了综合评述。研究表明,干湿交替能够对土壤氮素的矿化和损失产生影响,并且干湿交替条件下土壤中氮素的转化与土壤团聚体结构、土壤胀缩性以及土壤微生物活性和群落密切相关。此外,针对目前研究中的不足,提出了今后的研究方向,认为开展干湿交替条件下土壤氮素转化与物理性质和微生物的关系,尤其是肥料氮素的微生物转化过程,为进一步开展干湿交替条件下氮素在土壤中的转化过程,明确自然条件下土壤氮素转化机制的相关研究提供参考。     

基于K-均值算法模型的区域土壤数值化分类及预测制图

根据封丘县土壤发生学特点遴选质地、有机质、土壤颜色、pH值、电导率和土壤发生层厚度等作为土壤属性向量,运用k-均值算法模型,对研究区40个土壤剖面样本实施数值化分类,并依据《中国土壤系统分类检索》确定算法模型输出的5个中心土壤剖面的系统分类归属。基于40个样本土壤剖面剖面与各中心剖面类型之间的分类距离,应用地统计学手段预测研究区空间任意位置的土壤与各中心剖面分类距离,完成研究区土壤数值化连续分类并在空间上实现可视化表达。在此基础上,运用去模糊化手段,“硬化”连续分类边界,获得可与传统土壤制图互为参比的研究区土壤预测制图,并对输出结果进行了土壤发生学解释。本研究表明,土壤数值化分类手段与地统计学随机模型相结合可以实现区域土壤的空间预测,且预测制图比传统土壤制图蕴含更加丰富的信息。     

石灰岩退化生态系统不同恢复阶段土壤酶活性研究

研究了石灰岩退化生态系统不同恢复阶段的土壤酶活性.结果表明,石灰岩退化生态系统土壤酶活性在土壤剖面上无明显的递减规律;随着演替进展,土壤酶活性增强,土壤酶活性随植被特征、土壤类型以及酶本身的性质不同而表现各异.整体上石灰岩各阶段土壤酶活性:灌木林>柏木乔林>草本,同一植被类型下石灰岩柏木林>紫色砂岩柏木林.石灰岩退化生态系统土壤酶活之间以及酶活与pH值之间无显著相关性,而含水率和土壤全氮则与土壤酶活性呈显著或极显著相关,说明水分以及养分是石灰岩地区生态恢复的关键性因子.不同类型的土壤酶在同一植被土壤系统中酶活性表现不一,同一种酶在同一土壤类型而不同的生态恢复阶段酶活性表现不一,同一植被类型下的不同土壤类型中酶活性也有分异.     

草地土壤微生物多样性影响因素研究进展

草地土壤微生物多样性可对草地土壤生态系统造成显著影响, 因此对草地土壤微生物多样性的影响因素展开研究具有重要的现实意义与科研价值。草地环境分别由地下土壤与地上植物变化因子作用于草地土壤微生物群落, 进而影响草地土壤微生物多样性。而人类活动形成的干扰可改变草地土壤性质与植被特征, 进而使得草地土壤微生物生境发生改变, 草地土壤微生物多样性也随之发生变化。文章通过对已有成果的归纳总结, 围绕土壤性质、植被特征和人类活动三个方面对草地土壤微生物多样性影响因素进行了较为系统深入的阐述。并根据现有分析, 对草地土壤微生物多样性影响因素研究的未来发展方向进行了探讨, 为合理管理利用草地土壤与深入研究土壤微生物对外界胁迫的响应机制提供了科学指导与理论依据。     

中国东北样带(NECT)土壤碳、氮、磷的梯度分布及其与气候因子的关系

 以中国东北样带(NECT)为依托,基于沿样带的野外观测和土壤实测数据,分析了沿样带的土壤碳、氮、磷的空间分布格局及其与年降水、年均温之间的关系。结果表明：样带内土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷沿经度均呈现出东高西低的分布趋势;降水量和温度对土壤碳、氮、磷的作用强度顺序分别为土壤有效氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷和土壤有效磷;并建立了土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷与年降水、年均温之间的多项式回归方程,为样带陆地碳收支评估及养分循环提供基础资料。     

外来入侵植物意大利苍耳对土壤微生物群落、土壤酶活性和土壤养分的影响

研究了不同浓度的意大利苍耳水提液(0.025, 0.1 g·mL–1)对入侵地土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明, 意大利苍耳水提液处理使土壤中细菌数量显著增加, 真菌数量总体上呈增加趋势, 而放线菌的数量则一直低于对照(蒸馏水处理)。Biolog 分析结果显示, 不同处理下土壤的平均颜色变化率(AWCD)均显著低于对照; 对单一碳源的研究发现, 各处理下土壤微生物的主要碳源为聚合物和酚酸。水提液处理显著增加了土壤速效氮和速效钾的含量, 并且增加了土壤脲酶和蔗糖酶的活性。相关性分析表明, 土壤脲酶活性与土壤蔗糖酶活性及细菌数量三者之间呈正相关, 而土壤脲酶活性与放线菌数量呈负相关; 土壤有机质与土壤脲酶、土壤蔗糖酶和细菌数量呈正相关, 速效氮、速效钾与土壤脲酶、土壤蔗糖酶和真菌数量呈正相关。以上研究结果表明, 意大利苍耳水提液可以改变土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分, 从而使其更加有利于自身的生长和扩张。