马尾松采伐剩余物分解过程中土壤肥力的变化研究

马尾松采伐剩余物分解过程中土壤肥力的变化研究马祥庆,俞新妥,何智英,刘爱琴,杨玉盛,林开敏（福建林学院,南平３５３００１）ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆｓｏｉｌＦｅｒｔｉｌｉｔｙＤｕｒｉｎｇＤｅｃｏｍｐｃｏｉｔｉｏｎｏｆＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＳｌａｓｈ...     

采伐剩余物管理对杉木人工林土壤nosZ型反硝化细菌群落多样性的影响

反硝化细菌是土壤氧化亚氮(N₂O)排放的关键因子。以杉木人工林为研究对象,设置4种采伐剩余物处理方式(RF:对照;RB:火烧;MT:粉碎;NR:移除),采用高通量测序技术,以nosZ为标记基因,测定了自2018年9月—2020年9月,2年期间土壤nosZ型反硝化细菌群落的组成和丰度。研究结果显示,4种采伐剩余物处理中的土壤nosZ型反硝化细菌90%以上来自变形菌门,优势菌属包括固氮螺菌属、中慢生根瘤菌属、动胶菌属、伯克霍尔德菌属、嗜酸菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、固氮弧菌属以及无色杆菌属;样本间差异物种的显著性分析表明,在处理完成半年时,火烧相较于对照于β-变形菌纲水平显著增加了nosZ基因丰度;在处理完成一年时,火烧分别于红螺菌目、红螺菌科、固氮螺菌属水平显著高于粉碎;粉碎相较于移除在处理完成一年时,于γ-变形菌纲和产碱菌科水平显著增加了nosZ基因丰度;在处理完成两年时,粉碎处理的nosZ基因丰度在变形菌门水平显著高于对照和火烧。α多样性数据显示,处理完成一年时,粉碎处理相较于对照和移除显著增加了Shannon和Simpson指数;处理完成两年时,粉碎和火烧...     

林地砍伐开垦对土壤酶活性及养分的影响

由土壤微生物生命活动和植物根系产生的土壤酶,不但在土壤物质转化和能量转化过程中起主要的催化作用,而且通过它对进入土壤的多种有机物质和有机残体产生的生命化学转化,使生态系统的各组分间有了功能上的联系,从而保持了土壤生物化学的相对稳衡状态［１］。土壤酶作...     

采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤有机氮组分的影响

采伐剩余物不同处理方式会改变输入土壤的有机质数量和质量,直接或间接影响土壤的养分组成与含量。氮作为重要的土壤养分之一,其有机氮组分对采伐剩余物不同处理方式的响应仍不明确。本研究在福建省三明市格氏栲自然保护区内,对50多年生的杉木成熟林皆伐后的采伐剩余物分别进行清除、保留、火烧处理,并种植杉木5年时,采用H₂SO₄水解法对不同土层(0～10、10～20 cm)土壤有机氮组分及其影响因素进行研究。结果表明: 保留处理显著提高了土壤有机氮及活性组分的含量。0～10 cm土层中,保留处理土壤有机氮含量(3.36 g·kg^-1)分别是清除处理、火烧处理的1.5和1.3倍,活性氮Ⅰ、Ⅱ含量也以保留处理最高;10～20 cm土层中,保留处理土壤有机氮和活性氮Ⅱ含量(2.20、0.73 g·kg^-1)也显著高于清除和火烧处理,而且保留处理的活性氮指数Ⅱ(33.9%)显著高于火烧处理(26.1%)。两个土层均以保留处理的总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮含量,以及微生物生物量碳、氮最高。与清除处理相比,保留处理显著提高0～10 cm土层细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)含量;10～20 cm土层中,保留处理的真菌含量最高,放线菌含量最低。相关分析表明,土壤有机氮及活性组分与土壤总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物生物量及土壤细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)、真菌呈显著正相关,与放线菌呈显著负相关。保留处理有利于提高土壤有机氮及活性氮组分含量,改善土壤生化性质,对土壤微生物群落组成具有积极的影响,是维持土壤肥力和提高森林生产力的有效经营管理措施。     

采伐剩余物管理措施对二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应

根据福建省南平市峡阳国有林场二代杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)人工林5种采伐剩余物管理措施(收获采伐剩余物和地被层、全树收获、仅收获树干和树皮以及加倍采伐剩余物、炼山)下0-40 cm深度土壤全碳、全氮含量15a的监测数据,研究了采伐剩余物管理措施对杉木林土壤碳氮含量的影响.结果显示,加倍采伐剩余物处理样地5次取样年份(造林第3年、第6年、第9年、第12年和第15年)0-10 cm土层土壤全碳、全氮含量均高于其他处理样地,但单因素方差分析显示,采伐剩余物管理措施在5次取样年份对0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层全碳、全氮含量均没有显著影响(P＞0.05).重复测量方差分析显示,杉木造林15a期间土壤全碳、全氮含量随年份显著变化(P＜0.01),但处理措施以及处理措施与取样年份的交互作用对3个土层土壤全碳、全氮含量影响不显著(P＞0.05).杉木林15年生时,不同处理样地3个土层碳储量差异不显著(P＞0.05),0-40 cm土层平均值为88.71 Mg/hm2.表明采伐剩余物管理措施对亚热带杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应并不显著.     

采伐干扰对帽儿山地区天然次生林土壤表层温度空间异质性的影响

研究了不同强度采伐干扰对土壤表层（3～5 cm）温度空间异质性和空间格局的影响.在帽儿山地区天然次生林内,设置3块不同强度采伐干扰处理样地: A（对照）、B（按基面积的50%随机采伐）和C（皆伐）,分别布设不同空间距离 (0.5～56 m)的取样点160、154和154个,比较了干扰以后2年内春季和夏季（共4次）土壤表层温度的空间异质性和空间格局特征.结果表明,森林采伐后,土壤表层平均温度显著增加（相差0.6～4.2 ℃,P＜0.001）,与干扰强度存在一定程度正相关,温度波动范围加大.采伐干扰导致土壤表层温度空间异质性程度和变异尺度增加,并随干扰强度加大而增大,小尺度上的空间异质性也出现增加现象,但土壤温度空间变异尺度主要体现在＜20 m范围内,空间异质性组成受干扰影响较小.经Kriging法对土壤表层温度空间格局模拟,发现采伐干扰样地土壤表层温度的空间格局强度较对照林地大,温度等值线密集,其差异春季比夏季明显.采伐干扰样地的年际间相同季节土壤表层温度格局较相似,而对照样地则呈较均匀的分布格局.     

硫肥对春油菜幼苗生理指标和土壤酶活性的影响

该研究以春油菜幼苗为材料,采用土壤盆栽试验,设7个不同施硫(0、35、70、105、140、175、210mg·kg^-1)处理,通过测定春油菜幼苗的株高、植株鲜重、叶绿素含量、MDA含量、SOD、POD、CAT活性、土壤全氮含量、pH、蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性指标,分析不同施硫量对春油菜幼苗生理生化指标和土壤相关酶活性的影响。结果表明:在春油菜苗期施用硫肥对幼苗的农艺性状、生理生化指标和土壤酶活性均产生了一定影响。施硫量在35~105mg·kg^-1范围时,对植株鲜重有明显的促进作用;施硫量在70~105mg·kg^-1范围时,类胡萝卜素含量达到最高;施硫量在70~105mg·kg^-1范围时,叶片中POD和CAT的活性明显升高,而MDA含量明显下降;经相关分析,MDA含量与POD活性呈极显著负相关(r=-0.92,P<0.01),与CAT活性呈显著负相关(r=-0.72,P<0.05),说明叶片MDA含量受POD和CAT活性变化的影响;施硫量高于105mg·kg^-1时,土壤脲酶和蔗糖酶活性受到抑制;施硫量高于140mg·kg^-1时,土壤过氧化氢酶活性受到抑制;随着施硫量的增加,土壤pH值和叶片SOD活性逐渐下降;经相关性分析,土壤脲酶活性和全氮含量间呈极显著正相关(r=1,P<0.01),表明土壤全氮含量受土壤脲酶活性变化的影响。由此可知,在低硫(35~105mg·kg^-1)条件下对春油菜幼苗生理生化指标及土壤酶活性具有一定的促进作用,而在高硫(>105mg·kg^-1)条件下则产生抑制。     

沼渣对土壤酶活性的影响

通过在种植茄子0～100d内,不施有机肥（CK）与加入沼渣的对比试验中,研究土壤中有机质和土壤酶活性的变化情况。结果表明：施用沼渣的土壤总有机质呈上升趋势,比对照提高61.7%。不施有机肥的土壤（CK）活性有机质含量呈现下降趋势,当茄子生长到100d时,土壤活性有机质比初始降低了8.8%。施用沼渣的土壤中脲酶、转化酶和脱氢酶活性最高。相关性分析显示,脲酶、转化酶和脱氢酶活性与土壤有机质呈显著相关。用沼渣作有机肥能有效提高土壤有机质含量和土壤酶活性。     

黄顶菊入侵对土壤养分和酶活性的影响

比较了外来植物黄顶菊不同入侵程度土壤养分和土壤酶活性变化规律,探讨了外来植物入侵对土壤生态的影响机制。结果表明,与裸土和本地植物土壤相比,黄顶菊入侵显著提高了有机质、全氮、硝态氮和铵态氮的含量,而全磷和速效磷的含量有所下降,且随着入侵程度增强趋势更为明显。重度入侵土壤有机质较本地植物土壤提高5.7%,全氮提高23.4%;而重度入侵土壤全磷含量只有本地植物的85%,土壤速效磷含量则下降了50%。黄顶菊重度入侵土壤和轻度入侵土壤脲酶含量分别为0.04和0.03mg.g-1.24h-1,均显著高于裸土和本地植物土壤,土壤磷酸酶活性变化规律与之类似,而多酚氧化酶无明显的变化。黄顶菊入侵可以改变土壤养分和土壤酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力,实现种群的进一步扩张。     

不同草田轮作方式对土壤微生物和土壤酶活性的影响

10 a生苜蓿翻耕后,与马铃薯、玉米、高粱、谷子和荞麦进行草田轮作,对各轮作方式的土壤微生物数量和土壤酶活性进行测定和分析。结果表明：6-10月,土壤微生物总量呈先增加后减少的变化规律,细菌与放线菌数量呈先增加后减少的变化规律,真菌则呈增加的变化规律;同一时期不同草田轮作方式土壤微生物数量差异显著（P<0.05）,作物轮作方式的土壤微生物数量高于作物连作方式。土壤脲酶活性随着时间变化呈现先增加后降低的趋势,碱性磷酸酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性则呈现增加的趋势,玉米、高粱参与轮作方式的土壤酶活性高于作物连作方式及谷子、马铃薯参与轮作的方式。脲酶活性与微生物数量呈正相关（r=0.386）;草田轮作能提高土壤微生物数量和土壤酶活性。     

不同施肥对日光温室西红柿菜地土壤酶活性的影响

对不同施肥日光温室西红柿菜地土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸强度的测定,结果表明,不同施肥土壤呼吸强度较对照增强,蔗糖酶活性在苗期(除施化肥外)、始花着果期(除施沼肥外)、拉秧期较对照增强,采果初期除个别较对照增强外,其余处理均有不同程度的降低;磷酸酶活性在苗期、始花着果期、拉秧期较对照增强,采果初期施有机肥较对照强;脲酶活性施有机肥处理较对照强,且随生育期延迟而增强;过氧化氢酶活性施用有机肥、化肥 叶面喷肥的处理较对照增强,其余处理不同时期过氧化氢酶活性有不同程度的增强或降低。     

凋落物化学组成对土壤微生物学性状及土壤酶活性的影响

通过模拟试验的方法研究了单一施加杉木(Cunn inghan ia lancceola ta(L am b)Hook.)叶凋落物,杉木(C.lancceola ta)和桤木(A lnus crem astogyne Burk ill)混合凋落物,杉木(C.lancceola ta)和枫香(L iqu id am ba f orm osana H ance)混合凋落物,杉木(C.lancceola ta)、桤木(A.crem astogyne)、枫香(L.f orm osana)混合凋落物对土壤化学性状和土壤微生物量碳、代谢熵(qCO2)、土壤酶活性的影响。研究结果表明,土壤微生物学性状比土壤化学性状对不同凋落物处理的效应反应更敏感;与单一杉木叶凋落物比较,混合凋落物处理的土壤微生物量碳明显增加,土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性升高;土壤代谢熵(qCO2)和土壤多酚氧化酶活性有下降趋势;另外,研究结果也表明,不同树种的叶凋落物混合对土壤质量的影响存在差异,有桤木叶的混合凋落物对土壤质量的改善效果似乎更明显。     

水淹生境下秋华柳对Cd污染土壤微生物数量及酶活性的影响

三峡库区消落带面临水淹及Cd污染双重胁迫,为探究秋华柳(Salix variegata Franch.)在水淹条件下对Cd污染土壤的修复能力,以秋华柳扦插苗为试验材料,设置正常供水(CK)和水淹组(FL)两个水分处理方式,4个Cd浓度梯度:对照组(0mg/kg)、低浓度(0.5mg/kg)、中浓度(2mg/kg)及高浓度(10mg/kg),分别对处理60 d和120 d的土壤微生物数量及酶活性变化特征进行研究。试验结果表明:(1)Cd浓度处理均未显著影响土壤微生物数量(P0.05),水淹显著降低处理60 d土壤细菌数、真菌数及处理120 d的土壤放线菌数及真菌数(P0.05)。(2)种植秋华柳显著提高处理60 d土壤细菌数量(P0.05),对土壤放线菌、真菌数量也有一定提升。(3)Cd浓度处理显著影响处理60 d土壤磷酸酶活性及处理120 d脲酶活性(P0.05),水淹显著降低处理60 d土壤磷酸酶活性及处理120 d脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性(P0.05)。(4)正常供水及水淹条件下,种植秋华柳对土壤酶活均有一定改善作用。种植秋华柳显著提高了处理60 d土壤磷酸酶活性以及处理120 d脲酶和蔗糖酶活性(P0.05)。研究结果表明:水淹生境中,秋华柳对Cd污染土壤微生物数量及酶活性具有改善作用,在Cd污染土壤修复方面有一定应用前景。     

种植转Bt基因抗虫棉对土壤生物学活性的影响

采用温室盆栽实验,研究了种植转Bt基因棉（苏抗103）和同源常规棉（苏棉12）对根际土壤生物学活性的影响。结果表明：与对照常规棉相比,种植转Bt基因棉对根际土壤脱氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和土壤呼吸的影响因生育期而异,土壤脲酶、蛋白酶和微生物量C在各生育期均没有显著差异;土壤蔗糖酶、土壤脱氢酶和土壤呼吸分别只在苗期（苏抗103〉苏棉12,增幅为25．5％）、花铃期（苏抗103〉苏棉12,增幅为21．6％）、花铃期（苏抗103〉苏棉12,增幅为36．1％）存在显著差异;土壤磷酸酶在花铃期和吐絮期活性显著下降（降幅分别为22．1％和32．9％）。     

苹果园噻虫嗪表土残留及其对地表节肢动物的影响

为了进一步评估苹果园施用噻虫嗪的生态风险,本研究利用QuEChERS技术改进前处理方法检测噻虫嗪在苹果园土壤中的残留,并监测了其对蜘蛛目、鞘翅目、双翅目和弹尾目等节肢动物种群数量及多样性特征的影响。结果表明,噻虫嗪在土壤中的添加回收率为90.11%~95.03%,变异系数为3.4%~6.63%,最小检出量均为0.1 ng,最低检出质量浓度均为0.02 mg/L。该方法缩小取样体积、节约试剂,提高了工作效率,适用于苹果园土壤噻虫嗪残留分析。噻虫嗪施用后在苹果园土壤中能够快速消解,消解动态满足一级动力学方程C=2.3421e-0.11t,其半衰期为6.36 d。苹果园施用噻虫嗪防治苹果蚜虫类害虫,表土节肢动物代表类群的生物多样性指数短期内会受到影响而降低,28 d后趋于恢复;对土壤蜘蛛类、甲虫的种群数量在5 d内有显著抑制作用,对地表双翅目、弹尾目的种群数量抑制作用较小。     

种植Bt玉米对土壤微生物活性和肥力的影响

在温室种植比较了美国Bt玉米(34B2 4 (Mon810 ) )与同源常规玉米(34B2 3)、中国Bt玉米(12 4 6×14 82 (Cry1A) )与常规玉米(农大3138)对土壤微生物活性和肥力的影响。结果表明,两个Bt玉米品种5次取样(2 5、39、5 3、6 7、82 d)的根际土壤中都能检测到Bt蛋白,含量在2 0～80 ng·g- 1 dry soil之间。4个处理土壤硝化作用和精氨酸氨化作用强度在所有取样时期均没有显著差异;土壤蔗糖酶、土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性则分别只在2 5 d(农大3138<34B2 4与12 4 6×14 82 )、6 7d(34B2 4 >12 4 6×14 82和农大3138)和6 7d(34B2 4 >其它3个处理)存在显著差异;土壤脱氢酶、土壤脲酶和土壤呼吸强度则在多数取样时期多个处理间存在显著差异,说明其与玉米品种特性关系密切,其中,土壤脱氢酶和脲酶活性的差异在两个Bt玉米品种、Bt与同源常规品种(34B2 4与34B2 3)、Bt与常规品种(12 4 6×14 82与农大3138)以及常规与常规品种(34B2 3与农大3138)之间均没有一致的规律,但34B2 4与34B2 3处理的土壤呼吸作用强度高于12 4 6×14 82与农大3138,说明种植该系列品种的土壤中微生物总活性较高、土壤代谢旺盛。82 d后4个处理土壤有机质、NPK全量与速效养分含量均没有显著差异。本试验观测期种植Bt玉米并没有导致土壤微生物活性和土     

喀斯特不同土地利用方式和恢复模式对土壤酶活性C:N:P比值的影响

为探究喀斯特地区不同土地利用方式和生态恢复模式对土壤酶活性及其碳(C):氮(N):磷(P)比值的影响,该文在广西环江县的中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站长期定位观测试验地选取了3种土地利用方式 [退化干扰地、牧草地和果树(枇杷)林地]和4种恢复模式(常绿乔木林、落叶乔木林、常绿落叶混交林和自然恢复林)作为研究对象,分析了4种土壤酶 [β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)]的活性和C:N:P比值变化与土壤生态因子之间的关系。结果表明:(1)恢复模式土壤的4种酶活性均高于土地利用方式。在不同土地利用方式中,牧草地4种酶的活性、C:P和N:P比值高于其他两种土地利用方式; 在不同恢复模式中,落叶乔木林的βG和ALP酶活性显著高于自然恢复林和常绿乔木林,常绿乔木林的NAG酶活性显著高于其他3种恢复模式,而落叶乔木林的酶活性C:P比值和常绿落叶混交林的酶活性N:P比值均显著低于其他3种恢复模式。另外,酶活性计量比值矢量角度分析显示,所有土地利用和恢复模式受磷限制。(2)4种酶活性均与土壤有机碳(SOC)、铵态氮(NH⁺₄-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量呈显著正相关,与全磷(TP)含量呈显著负相关; βG酶活性与速效磷(AP)含量呈显著正相关,ALP酶活性与全氮(TN)含量呈显著正相关。(3)冗余分析(RDA)显示,土壤TP、NH⁺₄-N、NO₃^--N和AP含量分别解释了土壤酶活性和C:N:P比值变化的38.3%、9.5%、9.3%和8.0%。综上认为,喀斯特不同土地利用和恢复模式中土壤磷限制普遍存在,意味着土地利用开发和恢复过程中磷的赋存和转化是土壤质量改善的重点。另外,牧草地、常绿落叶混交林和落叶乔木林相对于其他土地利用和恢复模式具有较高的土壤酶活性和C:P比值以及AP含量,表明牧草和落叶植物可能对喀斯特土地利用和生态恢复过程中土壤质量改善有积极作用。     

磁处理土壤对油菜幼苗生理生化指标的影响

用室外盆栽方法,将土壤磁效应与生物磁效应相结合,研究磁处理土壤对油菜(Brassica napus)幼苗硝酸还原配活性、可溶性糖含量、根系活力以及生物量的影响．结果表明,200mT磁处理土壤可提高油菜幼苗硝酸还原配活性10．76％,300mT和100mT处理均使可溶性糖含量增加11．05％以上,根系活力增加26．40％．生物量增加,地上部鲜重以300mT处理最大,比对照增加13．28％,地下部的鲜重以200mT处理最大,比对照增加13．17％,根冠比降低10．00％,说明土壤健康质量得到了改善。     

内蒙半干旱低山区不同纯林土壤腐殖质分异特征及其与其他生物化学性质的关系

纯林土壤腐殖质含量及其构成是否会因枯落叶组成的单一性和单优群落环境的特殊性而发生分异变化是关系到森林可持续经营的关键问题.本文以内蒙半干旱低山区的6种典型纯林为研究对象,研究了不同树种纯林土壤腐殖质分异特征及其与其他生物化学性质的关系.结果表明：云杉和白桦林地土壤的腐殖质含量、缩合程度和稳定性均较高,其次为小叶杨和落叶松林地,再次为白榆林地,而油松林地土壤的腐殖质含量和缩合程度均最低、稳定性最差.土壤微生物生物量和磷酸酶活性与腐殖质各组分的积累及其稳定性存在相互促进作用;过氧化氢酶和脱氢酶活性则与土壤腐殖质存在相互抑制作用,且脱氢酶活性的提高可能破坏腐殖质的稳定性.速效N含量与腐殖质积累及其稳定性呈正相关,而全量Cu、Fe、Zn含量与腐殖质呈负相关,全Cu、Fe的增加可能会破坏腐殖质的稳定性.纯林环境及其枯落叶性质的特殊性是造成腐殖质分异的重要原因,混交改造或增加林下植被是改善土壤腐殖质构成的根本措施.     

杉木连栽土壤微生物及生化特性的研究

通过对杂木林、一代、二代及三代杉木人工林的土壤微生物、土壤酶活性及生化作用强度研究表明：随着杉木林取代杂木林及杉木连续栽植代数的增加,土壤微生物总数下降、各主要生理类群数量均呈下降趋势,土壤酶活性减弱,土壤生化作用强度降低。土壤微生物学活性降低是杉木连栽后土壤肥力衰退重要原因之一。