银杏园土壤酶活性与土壤肥力的关系研究

研究了银杏土壤酶活性与土壤肥力的关系,试图探索利用土壤酶活性作为评价银杏果园土壤肥力的指标。结果表明,有３种酶的活性与土壤肥力存在着极为密切的关系,酶活性随土壤肥力的高低而有规律地变化。根据相关分析,该土壤的脲酶、蛋白酶、转化酶的活性均与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾及银杏果实产量呈极显著相关。不同土壤酶活性之间也存在极显著的相关性。因此,土壤酶活性作为评价银杏土壤肥力水平的指标是可行的。     

覆膜与接种AM真菌对半干旱区玉米根际土壤理化性质的影响

本研究采用裂区试验设计,主区设置了3种覆膜方式:露地平播(即常规播种方法,无覆膜)、半覆膜平作(即常规播种方法,覆膜占小区面积一半)、全膜垄上穴播(即起垄后小区全覆膜,垄上播种),副区设置了2个丛枝菌根(AM)真菌接种水平:接种AM真菌(AM)和不接种对照(CK),研究了大田条件3种覆膜方式下接种AM真菌对半干旱区春播玉米根际土壤养分、有机碳含量及AM真菌特性(侵染率、根外菌丝密度与土壤球囊霉素)的影响。结果表明:3种覆膜方式下,与不接种对照相比,接种AM真菌显著提高了根系侵染率、根外菌丝密度、土壤中球囊霉素和有机碳含量、植株干重、碳氮比和土壤含水量,同时显著促进了土壤养分吸收(个别例外),其中土壤根外菌丝密度、易提取球囊霉素、有机碳、速效磷和速效钾含量、碳氮比随着覆膜方式由无覆膜-半覆膜-全覆膜的变化呈降低趋势,而植株干重、土壤中总球囊霉素、全氮和含水量随着覆膜方式由无覆膜-半覆膜-全覆膜的变化呈升高的趋势。全覆膜结合接种AM真菌在促进西北半干旱地区田间作物生长、提高土壤含水量、以及改善菌根侵染率、菌丝密度与土壤中球囊霉素含量的作用最大,但降低了土壤养分,后期还可能需要通过合理施肥措施加以维持土壤肥力水平。相关分析表明,土壤根外菌丝密度和球囊霉素含量与土壤矿质养分和水分存在一定程度的协同效应,接种AM真菌有助于根际土壤养分转化,促进植物生长。     

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。     

不同施肥对退化稻田土壤肥力恢复的影响

为了探明不同施肥修复措施对退化水稻土壤肥力的修复作用,自2005年起采用盆栽试验连续3年对长期缺肥退化水稻土进行了土壤肥力培肥试验研究。结果表明:6种施肥修复措施均可以显著地改善退化水稻土的肥力特征,土壤有机质含量最多提高了14.0%,土壤有效磷显著增加,最高增加量达到39.0mg.kg-1,土壤速效钾均恢复到中等水平(80mg.kg-1)以上,但土壤碱解氮除水稻专用复合肥(ZY)处理基本维持试验前水平外,其他施肥措施均有所下降;不同施肥修复措施均可明显地提高土壤微生物数量、微生物活性以及微生物生物量C、N、P含量,但以有机无机肥配合效果最佳;有机无机肥配合还可以促进稻谷产量和显著提高肥料农学效率;对于长期不施肥导致的退化稻田土壤肥力的修复以在施用水稻专用复合肥的基础上配施有机肥的效果最佳。     

施用生物质炭和羊粪对宿根连作茶园根际土壤微生物的影响

茶树长期宿根连作会导致土壤酸化严重、土壤营养不平衡、根际土壤微生态结构恶化.研究生物质炭、羊粪对宿根连作茶树生长以及土壤微生物群落结构和功能的影响,探讨其对宿根连作茶树土壤环境的调节效果,可为宿根连作茶园土壤微生态的改善提供理论依据.本研究以宿根连作20年的茶园土壤为对象,利用Biolog技术和磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究施用生物质炭(40 t·hm^-2)和羊粪替代部分化肥对连作茶树产量和品质、土壤化学性质、根际土壤微生物群落功能和结构的影响.结果表明:施用生物质炭、羊粪1年后酸化茶园土壤的p H和土壤养分显著提高,并提高了茶叶产量.与常规施肥相比,施用生物质炭、羊粪替代部分化肥处理显著提高了茶树根际土壤微生物的碳源代谢活性和微生物多样性,对胺类、碳水化合物和聚合物的相对利用有所增加.生物质炭和羊粪处理的根际土壤总PLFA含量分别比常规施肥处理提高了20.9%和47.5%,羊粪处理还显著降低了总饱和/总单一不饱和脂肪酸比例.生物质炭和羊粪可改善茶园土壤酸化状况和土壤肥力,对宿根连作茶树的生长具有促进作用,两种措施均不同程度地增加了土壤微生物的代谢活性和微生物量、提高了多样性指数、改善了微生物群落结构.施用生物质炭和羊粪可作为调节宿根连作茶园根际土壤微生态的有效措施.     

不同施肥制度甘蔗地土壤养分对微生物群落结构的影响

以广西红壤长期定位施肥甘蔗地为研究对象,探讨了不同施肥措施甘蔗地土壤微生物群落特征以及土壤养分对微生物群落结构的影响。结果表明,长期优化施肥可以提高土壤微生物多样性,不施肥土壤微生物生长得到显著抑制。土壤全氮、全钾、速效钾含量与微生物群落结构密切相关,可采取适当增加钾肥用量以增加微生物多样性,提高土壤肥力。土壤中磷素含量与微生物群落结构无显著相关,红壤甘蔗地中磷肥用量应适当,不宜过量施用。     

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。     

长期不同施肥措施下岩溶水稻土可培养细菌群落变化及其主要影响因素

【背景】施肥是目前提高作物产量的较优策略,不同的施肥措施在不同程度上影响土壤肥力和微生物群落结构。【目的】探究岩溶水稻土理化性质变化与细菌群落变化的对应关系,进而反映不同施肥措施对土壤可培养细菌群落的影响。最后选出最优施肥方案,为后续的合理施肥工作提供依据。【方法】对岩溶水稻土进行不施肥、常规施肥、常规施肥加绿肥3种施肥处理,通过对土壤理化性质、可培养细菌群落丰度及多样性变化的研究,探究在不同施肥措施下对岩溶水稻土壤细菌群落的影响。【结果】对比不施肥处理,常规施肥处理下土壤pH值和有机碳含量下降,结合大量研究结果证明,无机肥或氮肥的长期过量施加使土壤pH值下降,常规施肥加绿肥有利于有机碳的积累。分离纯化共得到164株菌,分别来自Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria。属水平上常规施肥配施绿肥较常规施肥组优势菌属Sphingomonas、Lysobacter的相对丰度增加。细菌群落多样性增加,出现Paenibacillus、Streptomyces和Pseudomonas等特有功能菌属。优势菌属Sphingopyxis、Lysobacter、Paenibacillus、Bosea、Streptomyces、Pseudomonas和Bacillus与TN存在显著正相关,在常规施肥加绿肥处理土壤中增加。【结论】常规施肥加绿肥处理下,固氮、溶磷等功能菌丰度增加,增加土壤肥力,保持土壤养分的可利用性,对作物的增产起重要作用。岩溶水稻土常规施肥配施绿肥处理的效果优于不施肥和常规施肥处理。     

盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对AM真菌的影响

为探明盐渍化土壤影响下AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土3种类型4个样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。结果显示:盐渍化土壤根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。AM真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间的关系比较复杂。其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化合物微生物代谢群呈显著正相关。土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的HCO-3、Na+、Cl-等盐基离子含量能解释AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。较高的HCO-3浓度促进了AM真菌侵染率的提高,但高盐浓度下Na+和Cl-降低了菌根侵染率。土壤对AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。研究结果为深入了解AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。     

秸秆还田配施化肥对土壤肥力及鲜食甘薯产量和品质的影响

通过2017和2018两年的田间试验研究了小麦秸秆还田和施肥对土壤肥力、酶活性以及鲜食甘薯产量和品质的影响。试验设5个处理:秸秆不还田+常规施肥(CK)、小麦秸秆半量还田+常规施肥(50%S)、小麦秸秆全量还田+不施肥(100%S-F)、小麦秸秆全量还田+常规施肥(100%S)、小麦秸秆全量还田+常规施肥+150 kg·hm^-2氮肥(100%S+N)。结果表明:秸秆还田施肥处理显著提高了土壤中的有效磷、碱解氮、总氮和有机质含量,显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性。秸秆还田施肥处理均显著提高了薯块产量、单薯鲜重和商品薯率,其中50%S处理下薯块产量最低。2年的秸秆还田处理下,薯块产量和商品薯率均在100%S处理下最高。2年的秸秆还田施肥处理总体上提高了甘薯的淀粉和蛋白质含量,但100%S和100%S+N处理均降低了甘薯还原糖和可溶性糖含量。可见,小麦秸秆全量还田的效果优于半量还田,与常规施肥配合下薯块产量和商品薯率最高,但影响食用口感,实际生产中可适当减少氮肥用量。     

长期施肥对玉米生育期土壤微生物量碳氮及酶活性的影响

以小麦-玉米轮作长期肥料定位试验为平台,探讨不同养分管理对玉米生育期塿土微生物量碳、氮和酶活性动态变化的影响。试验包括6个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、NPK+秸秆(SNPK)以及有机肥+NPK(MNPK)。结果表明玉米生育期土壤微生物量碳、氮变化显著。不同施肥管理下土壤微生物量碳、氮的高低显著性分别为MNPK>SNPK、NP、NPK>N、CK。玉米生育期内土壤酶活性也变化显著,蔗糖酶、脲酶和纤维素酶在玉米抽雄期达到活性高峰,而磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰。不同施肥管理对土壤酶活性的影响总体表现为MNPK处理最高,其次为SNPK处理,再次为NPK和NP处理,N和CK处理最低。不同施肥处理间土壤微生物量碳、氮以及酶活性与土壤有机碳、全氮、速效磷水平密切相关。塿土长期施用氮磷或氮磷钾化肥可以提高土壤微生物量碳、氮以及酶活性。一季作物秸秆还田配合氮磷钾化肥与氮磷钾相比有提高土壤微生物量碳、氮以及酶活性的趋势。在等氮量下,有机肥配合化肥与其他施肥模式相比,均显著提升土壤化学肥力因素、微生物量碳氮和酶活性。因此,塿土上建议进行有机无机肥配合以提高土壤肥力,保持土壤生物健康。     

中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力特性的影响

采用盆栽试验,研究了中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力的影响.结果表明: 随着蚓粪施用量的增加,玉米的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量均显著增加;生长60 d收获时,多数蚓粪处理的土壤容重显著降低;蚓粪处理的土壤pH显著高于对照和相应的化肥处理.蚓粪处理的土壤全氮、有机质含量也明显高于化肥处理,且随蚓粪施用量的增加,效果越趋显著.中药渣蚓粪可作为一种高效有机肥,其合理施用有助于改善土壤物理结构,缓解土壤的酸化进程,提高土壤有机质和氮素含量,有效促进作物生长.     

不同施肥方案对芒果果实品质与土壤肥力的影响

以海南贵妃芒Mangifera indica ‘Guifei’为试材,在化肥、有机肥施用量上设置3个不同处理,研究不同施肥方案对芒果果实品质及土壤肥力的影响。结果表明,与单施化肥比较,T1和T2处理使果实可溶性固形物含量提高12.0%～22.1%,维生素C含量提高8.5%～28.5%,可滴定酸含量下降41.2%～42.4%,固酸比提高94.4%～107.5%;与对照相比,本研究中提供的施肥处理显著提高土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、电导率及pH值,提升土壤肥力。综合而言,T2处理(有机肥5 kg·株^-1 + 尿素385 g·株^-1 + 过磷酸钙350 g·株^-1 + 高钾复合肥700 g·株^-1)对改善果实品质和改良土壤肥力性状效果最佳。     

造纸废水灌溉对黄河三角洲盐碱地土壤酶活性的影响

造纸废水含有大量有机营养物质,经生物塘处理后灌溉退化滨海盐碱地可以有效改善土壤化学性质。分析了不同灌溉方式对土壤脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性的影响。结果表明：在废水灌溉、清污轮灌和清水灌溉3种处理下,棉田土壤的脲酶、磷酸酶和脱氢酶活性均有显著提高;同样,清污轮灌模式下,轻度、中度及重度盐碱化土壤的脲酶、磷酸酶和脱氢酶活性也均有较显著的提高。较之棉田土壤和轻度盐碱化土壤,中度和重度盐碱化土壤酶活性的提高更为显著,具体表现为,与对照相比,中度盐碱化土壤的脲酶、磷酸酶以及脱氢酶活性分别提高了44.7%、15.6%、12.4%, 重度盐碱化土壤分别提高了823%、551%、320%。研究证明造纸废水灌溉不但可以提升退化盐碱地的土壤肥力,还可以显著提高退化盐碱地的土壤酶活性。     

Direct and indirect influences of 8 yr of nitrogen and phosphorus fertilization on Glomeromycota in an alpine meadow ecosystem

We measured the influences of soil fertility and plant community composition on Glomeromycota, and tested the prediction of the functional equilibrium hypothesis that increased availability of soil resources will reduce the abundance of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi. Communities of plants and AM fungi were measured in mixed roots and in Elymus nutans roots across an experimental fertilization gradient in an alpine meadow on the Tibetan Plateau. As predicted, fertilization reduced the abundance of Glomeromycota as well as the species richness of plants and AM fungi. The response of the glomeromycotan community was strongly linked to the plant community shift towards dominance by Elymus nutans. A reduction in the extraradical hyphae of AM fungi was associated with both the changes in soil factors and shifts in the plant community composition that were caused by fertilization. Our findings highlight the importance of soil fertility in regulating both plant and glomeromycotan communities, and emphasize that high fertilizer inputs can reduce the biodiversity of plants and AM fungi, and influence the sustainability of ecosystems.     

华西雨屏区不同退耕模式细根(包括草根)分解过程中土壤酶动态

采用原状土芯(intact core)法, 探讨了四川洪雅柳江退耕模式——光皮桦(Betula luminifera)与扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)复合模式(HN)、扁穗牛鞭草草地模式(NC)、柳杉(Cryptameria fortunei)人工林模式(LS)、光皮桦人工林模式(H)细根(包括草根)分解过程中土壤酶动态。结果表明: 1) HN下的土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性较大, LS下的土壤脲酶、酸性磷酸酶活性最小, 显著低于其他模式(p < 0.05)。2) HN、NC和LS下的土壤脲酶与细根(包括草根)分解速率显著相关, HN的蔗糖酶、NC的酸性磷酸酶、LS的多酚氧化酶活性与细根(包括草根)分解速率也呈显著正相关关系(p < 0.05)。3) 除H外, 土壤脲酶活性与细根C/N、纤维素绝对含量呈显著负相关关系(p < 0.05); 除NC外, 多酚氧化酶活性与细根纤维素绝对含量呈显著负相关关系。4)土壤脲酶活性与需氧固氮细菌或与真菌数量显著相关, HN下的土壤蔗糖酶活性与细菌和纤维素分解菌数量呈正相关关系, H与NC下的土壤酸性磷酸酶还分别与细菌和纤维素分解菌数量呈正相关关系(p < 0.05)。以上结果显示: 由光皮桦与扁穗牛鞭草不同生活型植物构成的复合模式有利于土壤酶活性的提高; 土壤脲酶活性高低能够反映这几种退耕模式细根(包括草根)分解速率的快慢, 细根(包括草根)的C/N是影响土壤脲酶活性的一个重要因素; 土壤酶活性与土壤真菌、需氧固氮细菌、纤维分解菌及细菌数量有关。     

丛枝菌根化翅果油树幼苗根际土壤微环境

以我国二级濒危保护植物翅果油(Elaeagnus mollis)为供试植物, 通过温室盆栽试验, 研究接种丛枝菌根真菌对翅果油树幼苗根际土壤微生态环境的影响。试验设计分4个组: 摩西球囊霉(Glomus mosseae)单独接种组(GM)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicata)单独接种组(AD)、混合接种组(GM + AD)、不接种的对照组(CK)。测定了菌根侵染率、生物量、根际微生物数量、土壤pH值、土壤酶活性及其对N、P营养的影响等指标。结果显示: 菌根真菌对3个接种组均有侵染, 其中, GM + AD的侵染率最大(90.5%), 生态学效应最好; 与对照组相比, 接种组的生物量均明显提高(p < 0.05), 其中GM + AD组生物量显著增加, 是CK组的2.2倍; AM菌根对根部微生物种群数量产生一定的影响, 主要是使根面上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加(p < 0.05); AM菌根使根际pH值降低, 与菌根侵染率呈显著负相关关系(p < 0.05); 接种组根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性增加, 根际土壤的磷酸酶、蛋白酶的活性增加量与菌根侵染率呈极显著相关关系(p < 0.01); 接种组的根际土壤中, 可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象, 与菌根侵染率呈显著相关关系(p < 0.05)。研究表明: 丛枝菌根的形成改善了翅果油树幼苗的微生态环境, 提高了根际土壤肥力。     

不同施肥处理对丛枝菌根真菌生态分布的影响

研究了在东北海伦实验站长期定位培肥实验地不同施肥处理下丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizal,AM）真菌生长发育状况（包括侵染率、菌丝量和孢子数）,同时还分析了不同施肥处理下AM真菌群落生态分布和特征.结果表明施肥处理,尤其是磷肥（NP2K）处理显著降低AM真菌侵染玉米根系,而根外菌丝长度和孢子数并无显著变化,这和施肥处理下AM真菌的种群结构发生变化有关.随着土壤肥力的增高,土壤中AM真菌种的丰度和密度都有增加的趋势,而当肥力增高到一定程度后（磷肥和钾肥继续增加到NP2K和NPK2处理后）,土壤中AM真菌种的丰度和密度都有下降的趋势;从AM真菌属在不同肥力处理下出现的频度来看,Glomus属在7个处理中出现的频度最高,在每一个肥力处理中都有分布,Acaullospora属次之,Entrohospora属则只是出现在NK处理下;而Glomus属中出现频度最高的种是Glomus mosseae,其次是Glomus caledonium;再次是Glomus diaphanium,这说明施肥处理会影响到AM真菌种属的分布,进而影响到AM真菌的群落结构和生态分布.     

Interaction between Earthworms and Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Plants: A Review

Different kinds of soil animals and microorganisms inhabit the plant rhizosphere, which function closely to plant roots. Of them, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and earthworms play a critical role in sustaining the soil-plant health. Earthworms and AMF belong to the soil community and are soil beneficial organisms at different trophic levels. Both of them improve soil fertility and structural development, collectively promoting plant growth and nutrient acquisition capacity. Earthworm activities redistribute mycorrhizal fungi spores and give diversified effects on root mycorrhizal fungal colonization. Dual inoculation with both earthworms and AMF strongly magnifies the response on plant growth through increased soil enzyme activities and changes in soil nutrient availability, collectively mitigating the negative effects of heavy metal pollution in plants and soils. This thus enhances phytoremediation and plant disease resistance. This review simply outlines the effects of earthworms and AMF on the soil-plant relationship. The effects of earthworms on root AMF colonization and activities are also analyzed. This paper also summarizes the interaction between earthworms and AMF on plants along with suggested future research.