藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

外源氮输入影响下沼泽化草旬湿地土壤有机碳矿化和N2O排放动态研究

采用室内模拟实验,研究沼泽湿地土壤N2O排放和有机碳矿化对不同外源氮输入浓度的响应特征.整个培养期(23 d)内N2O排放量为2696.85(N0),5362.61(N1),8288.48(N2),7903.84(N3)μg/kg,处理间差异达到极显著水平(p<0.01),随氮输入量增加呈现先增加后降低的趋势,表明适当的氮输入促进土壤N2O排放,过量的氮输入则对土壤N2O排放有一定的抑制作用.各氮输入处理有机碳矿化速率在培养期内各阶段都低于对照,各氮输入处理之间差异不显著,表明氮输入降低有机碳矿化速率.氮输人对土壤微生物量碳影响不大,而土壤微生物置氮随氮输入量增大而增大.     

接种蚯蚓对加入不同植物残体土壤微生物特性的影响

通过室内试验,研究不同类型土壤和植物残体施用下接种蚯蚓对土壤微生物群落组成及活性的影响,为将蚯蚓引入农田及水土流失区提供理论依据。供试土壤为黏粒含量较低的灰潮土和黏粒含量较高的典型红壤,供试植物残体为高碳氮比的玉米秸秆和低碳氮比的三叶草,供试蚯蚓为体型较大的威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)。结果表明:接种蚯蚓对微生物量碳(MBC)无显著影响;不同土壤无论是否施用植物残体,接种蚯蚓均使土壤基础呼吸(BR)显著增大,尤其是不施用植物残体时;两种土壤中不施用植物残体和施用三叶草时,接种蚯蚓均使代谢熵(qCO2)增大,而施用玉米秸秆接种蚯蚓使qCO2有下降趋势。Biolog孔平均颜色变化(AWCD)在接种蚯蚓时均增大,基质利用丰富度(S)和多样性指数(H)也增大,且未施用秸秆时的变化较为明显;主成分分析(PCA)表明接种蚯蚓后土壤微生物群落组成与结构发生了明显变化。土壤微生物群落特性变化受蚯蚓、土壤及植物残体间交互作用的影响。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤基础呼吸及代谢熵的变化

以不同植被恢复阶段的土壤样品作为研究对象,采用微生物培养法、生化活性试验法及氯仿熏蒸法分析了退化喀斯特植被恢复过程中不同层次、不同生境、根际和非根际土壤基础呼吸及代谢熵(qCO2)的变化特征。结果表明:退化喀斯特植被恢复过程中土壤基础呼吸及qCO2存在较大差异。随着退化喀斯特植被的恢复,土壤基础呼吸明显增强,表现为乔木群落阶段灌木群落阶段草本群落阶段裸地阶段,但qCO2明显下降,反映出土壤质量在逐渐恢复;土壤基础呼吸及qCO2在土壤剖面上均表现明显的垂直变化特征,即随土层深度的增加,呈递减趋势,具体表现为A层B层的特点;土壤基础呼吸及qCO2的变化特征在不同生境间表现为:除裸地恢复阶段外,其它三个阶段总体上表现为石沟比石槽和土面两个小生境偏大的特点,这是因为石沟生境的特点有利于微生物类群及土壤动植物群体的繁殖;根际和根外变化明显,表现为根际非根际。因此,创造了更好的土壤条件更有利于退化喀斯特植被的恢复。     

城市不同功能区绿地土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮分布特征及影响因素

为研究城市功能分区对绿地土壤活性碳氮的影响,选择合肥市不同功能区(老商业区、老工业区、居民服务区、近郊森林公园)绿地土壤为研究对象,分析了土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、溶解性碳氮(DOC、DON)、有机碳(SOC)、全氮(TN)以及土壤基本理化性质的差异及其相互关系。结果表明,功能区类型对土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮影响显著(P0.05),且0~30 cm土层含量均为近郊森林公园高于城区内各功能区。土层厚度对MBC、DOC、DON含量影响显著,MBC、DON在各功能区中均随土层深度增加而递减,森林公园MBN、DOC均为10~20 cm含量最高。不同功能区MBC/MBN在6~14间波动,以此预测本研究范围内土壤微生物可能以真菌和放线菌为主,细菌较少。本研究未证实DOC与MBC、MBC与DON、DON与MBN间的相关性,MBC+DOC、MBN+DON比MBC、DOC、DON、MBN更能反应土壤活性碳氮库与土壤微生物量。总体来说,相比城区内各功能区,近郊森林公园更利于土壤生物量碳氮及溶解性有机碳氮的积累。     

火烧对退耕还湿土壤微生物活性的影响

选取退耕还湿火烧当年的土壤,研究了火烧和未烧对照0-10 cm,10-20 cm和20-30 cm土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、基础呼吸(BR)、呼吸势(PR)、微生物商(Cmic/Corg)和代谢商(qCO2)的变化规律。结果表明,火烧0-10 cm土壤微生物量碳、微生物氮、基础呼吸、微生物商和代谢商分别增加6.7%,26.8%,23.1%,18.7%和15.4%,火烧0-10 cm土壤有机碳低于未烧对照,且差异显著,而火烧0-10 cm土壤呼吸势与对照无明显差异;火烧对10-20 cm和20-30 cm土壤无明显影响;火烧增加了0-10 cm土壤可利用的营养物质,增强0-10 cm土壤微生物活性,同时,土壤微生物利用基质的能力下降;而火烧对10-20 cm和20-30 cm土壤的微生物活性无明显影响。     

长期施氮肥对黄棕壤微生物生物性状的影响及其调控因素

基于黄棕壤小麦-甘薯轮作的长期定位试验,探究不同施氮处理土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量和酶活性的变化及其潜在调控因子,为科学施氮提高土壤质量和改善土壤生态功能提供依据。试验选取始于2011年4个施氮处理:不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施化学氮肥(NPK)和化学氮肥配施有机肥(NPKM),调查两季作物收获后土壤MBC和MBN含量、酶活性及微生物碳氮利用效率的变化,并通过冗余分析(RDA)和结构方程模型(SEM)明确调控弱酸性黄棕壤中MBC和MBN变化的潜在因素。小麦和甘薯两季的结果表明:施氮肥降低了土壤MBC、MBN含量和蔗糖酶(SSC)、脲酶(SUE)活性,与NPK处理相比, NPKM处理增加了MBC、MBN含量和SSC、SUE活性。长期施用氮肥提高了土壤有机碳(SOC)和土壤养分[全氮(TN)和矿质态氮(MN)]含量,但施氮肥显著降低土壤p H以及微生物的碳氮利用效率。与小麦季相比,甘薯季土壤SOC和MN含量有所下降,而MBN含量和SSC活性有所升高。RDA和SEM结果表明,氮肥的施用强化了MBC与MBN、SSC与MBC以及SUE与MBC之间的关联性;不同施氮处理下土壤p H、有机碳、氮含量以及微生物的碳氮利用效率的变化直接或间接地影响土壤MBC、MBN含量和SSC、SUE活性,其中p H是调控土壤MBC变化的直接因素,而土壤SSC和SUE活性与MBC、MBN含量相互影响。长期施用氮肥降低了黄棕壤MBC、MBN含量和酶活性,化学氮肥配施有机肥有利于缓解生物性状的下降,土壤p H是影响MBC变化的主要因素,小麦-甘薯轮作中土壤微生物强烈的碳代谢过程利于增加MBN。     

玉米和大豆秸秆还田对黑土微生物量及呼吸的影响

土壤微生物量和呼吸对秸秆还田后的分解转化及碳固存效果有着显著的响应。为了探明在还田条件下,不同类型秸秆及其碳氮含量对土壤微生物量和呼吸的影响,研究将玉米和大豆不同植株部位秸秆与耕层黑土混合,置于25℃恒温条件下培养61 d。在第61 d测定土壤的微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、矿质态氮和微生物呼吸速率,并分析比较它们在不同处理中的差异及其与秸秆C、N含量之间的相互关系。结果显示,不同类型秸秆添加下的土壤MBC大小表现为:大豆根玉米茎下部大豆茎玉米叶玉米茎顶部玉米根大豆叶,土壤MBN的大小表现为:玉米茎下部玉米叶大豆根玉米根玉米茎顶部大豆茎大豆叶。除大豆叶外,其它处理的土壤MBC/MBN均显著小于空白处理。秸秆含碳量与MBC、MBN、MBC/MBN、微生物呼吸速率、呼吸熵之间均有显著的相关关系,而秸秆含碳量与土壤矿质氮含量之间有极显著的负相关关系。土壤MBC、微生物呼吸速率、微生物呼吸熵均与秸秆含氮量呈明显负相关关系。不同秸秆添加下的微生物呼吸速率和呼吸熵的大小表现基本一致,且呼吸速率、呼吸熵两者之间具有极显著的相关关系。大豆茎、大豆叶的呼吸速率和呼吸熵显著大于玉米秸秆2倍左右。研究说明秸秆还田促进了细菌、放线菌等C/N较低的微生物生长繁殖,含氮量高的秸秆不利于还田后期微生物生物量、微生物呼吸速率及活性的保持,土壤微生物活性比微生物量对秸秆分解、微生物呼吸速率的影响更大。     

秸秆还田与氮肥运筹对农田棕壤微生物生物量碳氮及酶活性的调控效应

如何有效运筹秸秆还田与氮肥施用，研发高效节氮秸秆还田技术，是目前东北地区农业生产中亟待解决的问题。基于田间定位试验，研究不同秸秆还田方式（秸秆不还田、秸秆粉碎翻压还田、秸秆堆腐旋耕还田）与施氮水平（180、210、240 kg N/hm2）运筹对土壤微生物量碳氮和氮代谢关键酶活性的影响。结果表明，与秸秆不还田相比，秸秆还田处理土壤MBC、MBN、MBC/MBN和脲酶活性均显著增加，硝酸还原酶活性无规律性变化。随着生育时期推进，秸秆还田处理土壤MBC和MBN分别呈现单峰和双峰曲线变化，脲酶和硝酸还原酶活性均呈波动式变化，高峰期均出现在春玉米旺盛生长期（拔节期 ~ 灌浆期）。随着施氮水平增加，秸秆还田处理土壤MBC、MBN均增加，MBC/MBN降低，而脲酶和硝酸还原酶活性变化行为因秸秆还田方式而异。在保证氮肥总量不变前提下，秸秆粉碎翻压还田配以15％氮肥后移能够增加土壤MBC和MBN，降低MBC/MBN。综上，在东北农业产区，秸秆粉碎翻压还田 + 210 kg N/hm2 + 15％氮肥后移的秸秆还田技术模式具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。     

近自然杉木林经营对土壤微生物量碳氮特征的影响

在福建农林大学西芹教学林场,比较不同近自然杉木林经营模式(老龄林、萌芽林)与对照(91年二代杉木人工林(炼山)、93年二代杉木人工林(不炼山)、天然林)的土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)含量的差异。结果表明:近自然杉木林经营模式(老龄林、萌芽林)和天然林的各层次土壤MBC、MBN含量及其占土壤全碳(TC)和全氮(TN)的比例均高于91年二代杉木人工林和93年二代杉木人工林;土壤MBC含量与土壤MBN含量呈显著正相关;土壤MBC/MBN除在0~10 cm土层,91年二代杉木人工林略高于老龄林外,其它土层均以老龄林最高;从土壤的垂直分布特征来看,5种模式的各层次土壤MBC、MBN含量大小依次均为0~10 cm10~20 cm20~40 cm40~60 cm,即呈现出土壤MBC、MBN含量随土层的加深而降低的趋势。说明近自然杉木林经营模式(老龄林、萌芽林)更有利于土壤微生物的繁殖与生长,具有较高的土壤肥力。