设施栽培土壤氧化亚氮释放及硝化、反硝化细菌数量的研究

研究表明 ,设施栽培土壤N2O释放通量比露地栽培土壤高 1.39倍 ;灌水处理N2O释放较未灌水处理高 1.17倍。随着氮肥的增加 ,N2O释放量急剧上升 ,其回归方程 y =256.96 +1.47x,r=0.9951** 。 2种肥料施入土壤的5d内 ,施有机肥 (酵素菌肥 )的土壤N2O的释放量高于施化肥的处理。通过检测硝化细菌和反硝化细菌数量的变化发现 ,施尿素处理的硝化和反硝化细菌数量比对照低 ,但是随着时间的推移 ,反硝化细菌数量又有上升的趋势 ;施用有机肥 (酵素菌肥 )处理的硝化细菌数量低于施用尿素处理 ,但反硝化细菌数量则明显高于尿素处理。     

培肥方式对松嫩平原黑土土壤微生物的影响

试验研究培肥方式对松嫩平原黑土生态系统中与N素转化有关的土壤微生物(好气性自生固氮菌、氨化细菌、亚硝酸盐细菌和反硝化细菌)数量的影响,结果表明:单独施入农肥可提高土壤好气性自生固氮菌、氨化细菌及反硝化细菌数量;化肥单独施用可降低土壤好气性自生固氮菌数量,提高反硝化细菌数量;农肥化肥等量配比施入土壤好气性自生固氮菌、亚硝酸盐细菌及反硝化细菌数量均增加。     

施肥对I-107杨树人工林土壤根际效应的影响

 通过研究施用有机肥、化学肥料和生物菌肥对I-107杨树人工林根际和非根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响,分析土壤酶活性与土壤微生物数量的关系。研究结果表明:不同种类肥料使用后3个月,林地根际土壤和非根际土壤微生物总量均有显著增长,其中有机肥处理土壤微生物数量增长幅度最大,菌肥处理最小。施肥处理显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,但尿素和菌肥处理土壤多酚氧化酶活性降低。施用有机肥处理对土壤微生物和土壤酶根际效应值影响最明显,菌肥处理影响最小。尿素处理土壤pH值高于对照,有机肥和菌肥处理小于对照,但不同处理间土壤pH值的根际效应值差异性不明显。土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在一定的相关性,其中:土壤脲酶活性与好气性纤维素分解菌之间、土壤碱性磷酸酶活性与氨化细菌、真菌、放线菌、亚硝酸细菌之间,土壤过氧化氢酶与好气性纤维素分解菌、真菌、放线菌之间相关性显著。     

种植水稻和长期施用无机肥对红壤氨氧化细菌多样性和硝化作用的影响

以中国科学院红壤生态试验站发育于第四纪红黏土的植稻红壤为研究对象,研究了长期种植水稻和施用无机肥对土壤β-变形杆菌纲中氨氧化细菌多样性和硝化作用的影响。原始红壤改种水稻13年后,氨氧化细菌16SrDNA的DGGE条带数量增加,条带谱与原始红壤的差异较大,相似性为61%,说明种植水稻后土壤氨氧化细菌群落结构发生了变化。PCR-DGGE方法研究结果也显示,长期施用无机氮肥的处理(NP、NPK和NK),DGGE带谱相似性较高,达到73%,硝化率和硝化势均高于未施用氮肥的处理。逐步回归分析显示硝化率和硝化势均随着土壤脲酶活性的提高而显著增加。推测尿素可提高土壤水解氮含量,使土壤脲酶活性提高,促进硝化细菌的生长,进而提高硝化率和硝化势。     

不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究

盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各N库的动态结果表明 ,等N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和硝酸钙 4种N肥处理小麦生物量和吸N量均无显著差异。NH4 N肥和酰胺态氮肥的硝化作用在 14d内完成。尿素、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微生物N含量均随作物生长呈下降趋势 ,这可能是作物对微生物N库的消耗所致。作物对“老固定态”铵的利用能力很弱。施入NH4 N肥或酰胺态氮肥前期显著增加土壤固定态铵含量 ,并被作物生长后期吸收利用。 4种N肥表观回收率、表现损失和固定率均无显著差异。     

氮素浓度和水分对水稻土硝化作用和微生物特性的影响

为了明确不同氮素浓度和水分对土壤硝化作用和微生物特性的影响,特别是高氮素浓度下的响应特异性,以红壤水稻土为供试土壤,设置4个硫铵用量水平[0(CK)、120 mg(N).kg-1(A1)、600 mg(N).kg-1(A2)、1 200 mg(N).kg-1(A3)],调节土壤水分为饱和持水量(WHC)的40%、60%和80%,研究了短期内不同氮素浓度和不同水分条件下土壤硝化作用、微生物生物量碳和微生物功能多样性的变化。结果表明:在40%、60%和80%WHC水分条件时,硫铵A2、A3浓度处理土壤硝化率和硝化速率普遍较低,硫铵A1浓度处理硝化率和硝化速率随土壤含水量的升高而升高;同含水量时随硫铵用量的升高而显著降低。在40%、60%和80%WHC水分条件时,微生物生物量碳随硫铵浓度的升高而降低;同浓度硫铵用量水平时,微生物生物量碳的变化基本表现为:60%WHC80%WHC40%WHC。分析发现不同水分和硫铵处理之间存在交互作用。BIOLOG分析显示:不同氮素浓度和不同水分处理,60%WHC下A1处理的平均吸光值(AWCD)和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大,其次为60%WHC的硫铵CK处理,而不同水分下硫铵A2、A3处理,其AWCD值和Shannon、Simpson、McIntosh多样性指数都较低,进一步说明过量施肥导致微生物活性降低。不同氮素浓度和水分条件下土壤微生物和生化性状不同,过量施用化肥后将有可能造成土壤微生物性状和生化功能衰减。     

南京郊区番茄地中氮肥的气态氮损失

采用田间试验研究了番茄地施用化学氮肥后的氨挥发、反硝化损失和N2O排放及其影响因素。氨挥发采用通气密闭室法测定，反硝化损失（N2＋N2O）采用乙炔抑制-土柱培养法测定，不加乙炔测定N2O排放。结果表明，番茄生长期间全部处理均未检测到氨挥发，其原因是土表氨分压低于检测灵敏度，较低的氨分压是由于表层土壤的铵态氮浓度和pH都不高所致。在番茄生长期间，对照区即来自有机肥和土壤本身的反硝化损失和N2O℃排放量相当高，反硝化损失总量高达N29．6kghm^-2，N2O排放量为N7．76kghm^-2。施用化学氮肥显著增加了反硝化损失和N2O排放，3个施用化学氮肥处理的反硝化损失变化在N40．8～46．1kghm^-2之间，占施入化肥氮量的5．50％～6．01％；N2O排放量为N13．6～17．6kghm^-2，占施入化肥氮量的2．62％～4．92％；与尿素相比，包衣尿素未能显著减低反硝化损失和N2O排放。施用尿素的处理在每次追肥后，耕层土壤均会出现NO3^--N高峰，继之的反硝化和N2O排放高峰。反硝化速率与土壤含水量呈极显著正相关。总的看来，番茄生长期间没有氨挥发，而硝化反硝化是氮素损失的重要途径之一。     

控释掺混氮肥对稻麦土壤微生物及酶活性的影响

采用小麦-水稻轮作盆栽试验,共设7个处理,包括不施氮CK,掺混控释氮肥0、10%、20%、40%、80%、100%,依次记为CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6,分析不同处理下稻麦季土壤微生物数量、酶活性动态变化,探讨控释掺混尿素对土壤生物学性状的影响。结果表明:稻、麦季拔节至成熟期,T4处理较单施尿素T1处理分别显著提高细菌、放线菌数量30.22%～44.12%(小麦季)和13.98%～66.96%(水稻季),真菌数量以掺混20%～80%控释氮肥处理较高。稻、麦分蘖期,土壤氨化、硝化和反硝化细菌数量均以T1处理最高,拔节期后氨化、硝化细菌以掺混40%及以上控氮比处理最高,反硝化细菌数量则以掺混80%及以上控氮比处理最大。拔节至成熟期,掺混40%及以上控释氮肥处理可提高土壤脲酶和蛋白酶活性,尤以T4处理最高。细菌、真菌数量与小麦季土壤蛋白酶活性相关性达极显著水平,但水稻季无显著相关,土壤氨化、硝化、反硝化细菌数量与土壤酶活性相关性达显著或极显著水平。综上,适当掺混控释氮肥(20%～80%控释氮肥处理)在水稻、小麦生育中后期(拔节至成熟期)有效提高土壤细菌、放线菌、真菌和氮转化细菌数量,增强了土壤脲酶、蛋白酶活性,从而改善了土壤生物学特性,促进了土壤养分释放,其中以掺混40%控释氮肥处理效果最优。     

转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响

转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amo A基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amo A基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。     

长期定位施氮对连作番茄土壤可培养微生物数量的影响

以蔬菜长期定位施肥试验为基础,采用选择性培养基培养微生物,研究长期施氮对连作番茄土壤微生物的组成及数量的影响,并测定了土壤养分,探讨了土壤微生物与土壤养分的相关性。结果表明:处理AN0土壤好气性固氮菌数量最多,显著高于其他处理,处理AN1和BN2显著低于其他处理,施用有机肥可提高土壤中好气性固氮菌的数量。处理AN1氨化细菌数量,显著高于其他处理,BN2和AN2氨化细菌数量较少,有机肥和低浓度氮肥配施可提高土壤中氨化细菌数量,施用高浓度氮肥降低氨化细菌数量。施用有机肥可提高土壤中亚硝化细菌、反硝化细菌和纤维素分解菌的数量。反硝化细菌数量与全磷和速效磷含量显著相关,亚硝化细菌数量与碱解氮、速效钾和速效磷含量显著相关。纤维素分解菌与全氮、碱解氮、速效磷、有机质和速效钾含量显著相关。     

鸡粪与化肥不同配比对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、氮变化的影响

为比较鸡粪有机肥与化肥以不同比例配施对杨树苗根际土壤环境的作用效果,通过盆栽试验,研究了N100（尿素提供100%的氮）、 M10N90（鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、 M30N70（鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮）和M50N50（鸡粪和尿素各提供50%的氮）等处理对一年生杨树苗根际土壤酶活性、 微生物量碳（SMBC）和微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明, 同N100处理相比,M30N70处理的杨树苗根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高14.41%~26.49%、 13.87%~27.93%、 12.07%~27.08%和29.17%~46.43%; 根际SMBC、 SMBN含量分别提高63.00%~76.62%、 40.01%~90.38%。在杨树苗的年生长过程中,根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性均在施肥后120 d 最高; 而根际SMBC和SMBN含量分别在施肥后90 d和30 d达到最大值。随着杨树苗的生长发育,SMBN含量逐渐降低,而在落叶期有一定的回升。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、 氮的影响较小。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树苗根际区域生态环境的改善效果最佳。     

牛粪堆肥化中氮素形态与微生物生理群的动态变化和耦合关系

在强制通风静态垛装置中研究了牛粪堆肥化中氮素形态和微生物生理群的动态变化。在堆制的56d里,根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,测定各种氮素组分的含量和氮素微生物生理群的数量。结果表明,堆肥过程中,总氮减少了21．6％;有机氮是堆肥中的主要氮素形态,其含量降低了19．1％;氨基酸态氮和氨态氮的含量分别降低了20．9％和86．4％,在有机氮和总氮中的比例分别降低了2．2％和5．2％;氨基糖态氮和硝态氮含量分别增加了147％和79％,在有机氮和总氮中的比例分别增加了2倍和1．3倍。氨气的挥发占总损失的63％,高温期的释放量占总挥发量的69％。堆肥中氨化细菌数量较高,在高温期大幅度增加,其数量变化与堆肥中氨气和氨态氮含量都呈极显著正相关关系。在堆肥过程中,硝化细菌数量总体较小,在降温期增加幅度较大;反硝化细菌数量逐渐增加,堆制结束时达到堆肥初期的2．45倍;固氮菌数量总体增加1．8倍,其中降温期数量较多。堆肥过程中存在的反硝化作用,是氮素损失的另一个重要原因。     

强酸性茶园土壤中添加不同肥料氮后N2O释放量变化

茶园由于长期偏施氮肥，造成土壤酸化现象严重和 N2O 大量排放。本文对强酸性茶园土壤进行不同氮肥处理试验，结果表明， 通过31 d的好气培养，各施肥处理均显著提高N2O排放， 其中施硝酸钾（KNO3）处理平均每天排放的N2O最高，总排放量为对照（CK）的17倍，其次是硝酸铵（NH4NO3）处理， 尿素［CO（NH2）2］和硫酸铵［（NH4）2SO4］处理虽然能增加N2O 排放，但远远小于硝酸钾处理。对各氮肥处理硝化势的测定表明，尿素、 硫酸铵和硝酸铵处理均明显增加土壤硝化活性，而硝酸钾处理硝化势与对照相比显著降低。强酸性茶园土壤中N2O排放的主要来源是反硝化作用。氧化亚氮还原酶（nosZ）的定量PCR 分析表明，硝酸钾处理的nosZ 基因拷贝数与对照相比显著降低（P0.05）。因此，强酸性土壤中N2O还原酶活性被NO3-抑制是导致高N2O排放的重要原因之一。     

半干旱农田生态系统作物根系和施肥对土壤微生物体氮的影响

盆栽和大田试验表明,作物根系显著影响土壤微生物体氮的含量。在田间试验条件下,根际土壤微生物体氮比非根际土壤平均高出N54.7μg/g;盆栽试验中,根际土壤微生物体氮平均含量为N77.1±13.6μg/g,而非根际土壤为N65.2±17.0μg/g,差异达显著水平,根际微生物体氮含量为非际根际土壤的1.10～2.04倍。施肥能明显增加土壤微生物体氮含量,但影响程度因肥料种类而不同。秸秆和富含有机物质的厩肥对土壤微生物体氮的影响远大于化学肥料,而且土壤微生物体氮含量随秸秆施用量增加而增加。在红油土上进行的20年长期田间定位试验结果表明,对不施肥和施氮磷处理,0—20cm土层的微生物体氮分别是N102.2和110.4μg/g;在施氮磷的基础上,每公顷配施新鲜玉米秸秆9375kg、18750kg、37500kg和厩肥37500kg时,相应土层微生物体氮分别是N147.5、163.2、286.4和265.3μg/g。培养条件下,当有效能源物质缺乏时,微生物对NH4+-N的同化固定能力远大于NO3--N,但在加入有效能源物质葡萄糖后,微生物对2种形态氮的固定量大幅度增加,且对2种形态氮的固定量趋于一致。     

有机、无机肥料施用后土壤生物量C、N、P的变化及N素转化

研究结果表明,有机、无机肥施用后,土壤微生物量C、N、P开始增加很快,随着时间的推移,土壤微生物量C又有所降低,但生物量N和P则基本保持稳定。硫铵施入土壤后,微生物对肥料¹⁵N的生物固持10天后达到最高峰,以后被固持在体内的¹⁵N有一部分被逐渐释放出来,但一个月后仍有17%左右的¹⁵N被固持在微生物体内。硫铵与有机肥配合施用时,微生物对硫铵¹⁵N固持比例有所增加。有机肥中的¹⁵N被微生物固持的比例也较大,在肥料施入20天左右达到最大值,一个月后仍有19-25%存在于微生物体内。硫铵施用一个月后¹⁵N损失高达18%,有机肥中的N也有少量被损失。     

氨的固定对土壤微生物氮的测定的影响

The effect of ammonium fixation on the estimation of soil microbial biomass N was studied by the standard fumigation-incubation(FI) and fumigation-extraction (FE) methods,NO3-N content of fumigated soil changed little during incubation,while the fixed NH4^ in soils capable of fixing NH4^ increased with the increase of K2SO4-extractable NH4-N.one day fumigation increased both extractable NH4^ and fixed NH4^ ,However,prolonged fumigation gave no further increase.One day fumigation caused significant loss of NO3-N,while prolonged fumigation caused no further loss.For soils tested,the net increases of fixed NH4^ in fumigated soil equaled to 0-94% of NH4-N flush measured by the FI metod,and 1-74% of extractable N measured by the FE method.depending on different soils.It is concluded that the ammonium fixation was one of the processes taking place in soils during fumigation as well as incubation ofter fumigation and should not be neglected in the estimation of microbial biomass nitrogen by either FI or FE method.     

氨基酸增值尿素对水稻苗期生长及根际微生物菌群的影响

[目的]研究氨基酸增值尿素(AU)对不同稻作水稻生长、根际养分与微生物群落的影响机制,以期为水稻早期水氮合理调控及氨基酸增值尿素合理施用提供依据.[方法]以'两优华6'水稻和氨基酸增值尿素(AU)为试材,开展了水作/旱作盆栽试验.试验共设旱作不施尿素(GCK)、旱作施普通尿素(GU)、旱作施氨基酸增值尿素(GAU)、水...     

Community structure of prokaryotes and their functional potential in subsoils is more affected by spatial heterogeneity than by temporal variations

Spatial and temporal dynamics of microbial community structure and function in subsoils have been rarely studied in the past. In this paper we present data on how bacterial communities as well as selected functional groups of microbes change in the rhizosphere, the drilosphere, and in bulk soil over time in topsoil as well as in subsoil. We show that the overall richness of bacteria and abundance of nitrifiers and denitrifiers decreases in bulk soil with soil depth. However, these effects were not or to a much lower degree observed in the rhizosphere and the drilosphere. Temporal fluctuations contributed by far less than spatial factors to the dynamics of bacterial communities and abundance of nitrifiers and denitrifiers in all compartments independent from the soil depth.     

氮磷复(混)合肥料的氮素肥效

研究复合肥料中氮素的利用率、残留率、损失率、肥效和残效表明:在作基肥施用的条件下,复(混)肥料对春小麦籽粒的增产效果相同。春麦对肥料氮素的吸收利用取决于氮素的形态,尿素磷铵中的铵态氮利用率为35.0％,硝酸磷铵普钙中的铵态氮为31.4％,尿素磷铵中的尿素氮为28.1％,硝酸磷铵普钙中的硝态氮为24.8％。硝酸磷铵普钙中的硝态氮具有最高的土壤残留率(48.9％),尿素磷铵中的铵氮损失率最低(22.7％)。不同复(混)合肥均有明显残效,水稻的籽粒产量都高于对照,不同复(混)合肥之间差异不明显。水稻对残留氮的利用率不同复(混)合肥之间的差异也不明显。     

三种氮肥对红壤硝化作用及酸化过程影响的研究

以安徽郎溪耕地红壤耕层土壤为对象,采用室内恒温培养方法,研究了CO(NH2)2、(NH4)2SO4及NH4HCO3 3种氮肥在不同施用量条件下对土壤硝化作用及酸化过程的影响。结果表明:对照处理土壤的净硝化速率为(NO2-+NO3-)-N 25.7 mol /(kg?d);3种化学氮肥添加到土壤后均显著促进了土壤的硝化作用,CO(NH2)2、NH4HCO3处理土壤的净硝化速率分别为(NO2-+NO3-)-N 51.3～189.6、50.7～149.9 mol /(kg?d),且净硝化速率随氮肥用量增加而增加;(NH4)2SO4处理土壤的净硝化速率为(NO2-+NO3-)-N 60.5～107.9 mol /(kg?d),以施用量N 150 mg /kg时最大。研究同时发现, 3种化学氮肥均导致土壤pH下降,CO(NH2)2、 NH4HCO3处理土壤pH较对照处理分别下降0.11～0.43、0.02～0.36 pH单位,氮肥施用越多,pH下降越大;(NH4)2SO4处理土壤pH较对照处理下降0.08～0.26 pH单位,以施用量N 150 mg /kg时下降最大, N 300 mg /kg时下降最小。统计分析表明,土壤pH与土壤中(NO2-+NO3-)-N含量呈极显著负相关,土壤酸化速率与净硝化速率有显著的线性相关关系,说明氮肥通过硝化作用影响土壤酸度。