免耕和秸秆还田对土壤酶活性和微生物群落的影响

利用在中国科学院封丘农业生态实验站的玉米-小麦轮作保护性耕作定位实验平台,研究了免耕+秸秆还田、免耕、常耕+秸秆还田、常耕4种耕作方式对玉米生长期内土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。结果表明:土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性为免耕处理大于常耕处理,有秸秆还田处理大于无秸秆还田处理,以免耕+秸秆处理最高,常耕处理最低;玉米不同生育时期,脲酶和碱性磷酸酶分别在苗期和吐丝期出现峰值,转化酶和脱氢酶在苗期较低,增加至吐丝期达到峰值,至成熟期又降至低值;微生物各类群数量表现为免耕处理大于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理;土壤脲酶、碱性磷酸酶和转化酶与细菌、真菌、放线菌数量呈显著或极显著正相关关系,脱氢酶仅与放线菌数量呈极显著相关关系。     

旱地聚土免耕土壤微生物特性研究

以中国科学院四川盐亭生态实难丫聚土免耕定位试验点土壤为材料,研究了其策生物区系、数量及２特点,结果表明,聚土免耕耕作法０～５０ｃｍ土层微生物总数、主要生理类群的数量较常规耕作法增加：１５～３５ｃｍ土层微生物数量最高,聚土免耕土壤微生物分布规律为：中层（１５～３５ｃｍ）〉表层（０～１５ｃｍ）〉底层（３５～５０ｃｍ）。     

免耕对土壤微生物量碳影响的Meta分析

为综合分析免耕(NT)对土壤微生物碳含量的影响程度,以常规耕作(CT)为对照,收集国内外关于免耕对土壤微生物碳研究已公开发表的41篇文献的田间试验数据162组,采用Meta数据整合分析方法,定量分析中国不同区域、气候类型和试验年限下,免耕对于中国农田土壤微生物碳含量的影响。结果表明,与常规耕作相比,免耕能显著提高土壤微生物碳的含量,免耕-常规耕作(NT-CT)的加权均数差值(WMD)为49.29 mg·kg^-1;免耕对土壤中微生物碳含量的影响存在区域差异性,西南地区WMD最大,湿润区(年降雨量>800 mm)免耕对土壤微生物碳含量的正效应最显著;年均温度10~15℃和年均温度>15℃时,免耕土壤中微生物碳含量显著高于常规耕作,且随着温度的升高而增加;免耕年限能够显著影响土壤微生物碳含量,以长期免耕(免耕年限≥8 a)效果最佳。综上,免耕对土壤微生物碳的增加效应存在区域特征,以西南地区最高,随着区域水热条件、免耕年限的不同有所差异,免耕措施的采用应该根据区域特点因地制宜。本研究结果为免耕的区域性合理利用提供了参考依据。     

水旱轮作条件下免耕土壤微生物特性研究

通过野外调查和室内分析,研究了水旱轮作条件下,不同免耕年限土壤微生物数量和生物量的变化特点及其影响因素。结果发现:（1）旱作和水作后,免耕土壤细菌数量显著低于常规耕作。随着免耕年限延长,旱作后土壤细菌数量呈先降低再增加的趋势,免耕5～6 a时最低;而水作后,不同免耕年限间无显著差异。（2）旱作后,免耕土壤真菌和放线菌数量显著高于常规耕作,而水作后,真菌和放线菌数量较常规耕作显著降低。随着免耕年限的延长,旱作后土壤真菌数量呈先降低再增加的趋势,免耕7～8 a时最低;土壤放线菌数量在免耕5～6 a后趋于稳定。水作后,土壤真菌和放线菌数量呈显著负相关。（3）旱作和水作后,免耕土壤微生物量碳和氮显著高于常规耕作,两者呈极显著正相关,变化趋势一致。随着免耕年限延长,旱作后,土壤微生物量碳、氮呈逐渐降低的趋势;水作后,土壤微生物量碳、氮呈先增加再降低的趋势。     

耕作方式对长期免耕农田土壤微生物生物量碳的影响

以华北冬小麦-夏玉米两熟区长期免耕土壤为研究对象, 研究不同耕作方式(免耕、翻耕和旋耕)对长期免耕土壤微生物生物量碳(SMBC)的影响, 为制定合理的轮耕制度提供依据。试验结果表明: 长期免耕土壤进行耕作处理后SMBC 的时空分布和稳定性产生显著变化。不同耕作处理SMBC 含量在0~5 cm 和5~10 cm 土层变化明显, 小麦起身期含量最低, 收获期最高; 深层SMBC变化不明显。免耕处理SMBC 随土壤层次明显降低, 且各土壤层次SMBC 差异达显著(P<0.05)水平; 翻耕、旋耕处理0~5 cm 和5~10 cm 土层间SMBC 无明显差异, 其他层次间差异显著(P<0.05)。从生育期平均值看, 0~5 cm 土层免耕处理SMBC 含量较高, 翻耕和旋耕处理则分别比免耕降低6.7%、6.1%; 与免耕相比, 5~10 cm 土层SMBC 翻耕、旋耕处理分别增加30.2%和20.7%(P<0.01),10~20 cm 土层SMBC 翻耕、旋耕处理比免耕增加48.1%(P<0.01)和10.5%(P<0.05)。在冬小麦生育期内, 0~20 cm土层SMBC 稳定性表现为翻耕>旋耕>免耕, 20~30 cm 土层SMBC 稳定性表现为免耕>翻耕>旋耕。     

西辽河平原区免耕秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响

【目的】针对干旱半干旱西辽河平原区农田耕层存在的土壤质量问题,揭示不同免耕秸秆还田方式对土壤微生物类群分布特征的影响。【方法】设置浅旋秸秆不还田农户模式（CK）、免耕秸秆秋覆还田（MG）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎还田（ME）、免耕秸秆秋覆春配施秸秆腐熟剂还田（MF）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎配施秸秆腐熟剂还田（EF）5个处理,用田间小区试验的方法,研究免耕和不同秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响。【结果】0～15cm土层中4种免耕秸秆还田方式降低细菌操作分类单元数;15～30 cm土层中MF和EF细菌操作分类单元数较高,MF中增加节杆菌属（Arthrobacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和假平胞菌属（Sphingomonas）相对丰度,EF中增加Haliangium、溶杆菌属（Lysobacter）、Subgroup＿10、Alistipes和拟杆菌属（Bacteroides）相对丰度;30～45 cm土层中4种秸秆还田方式均增加细菌操作分类单元数,增加了节杆菌属、拟杆菌属、Gaiella、硝化螺旋菌属(Nitrospira)相对丰度,但减少了Alistipes、Es...     

甲胺磷对土壤微生物活性的影响

研究了有机磷杀虫剂甲胺磷在５种没的浓度下对土壤微生物性所产生的影响,结果表明,甲胺磷地细菌、放线菌和固氮菌群的生长具有不同程度的抑制作用,而对真菌却有一定的刺激效应;土壤的呼吸作用、氨化作用增强,自生固氮能力、硝化作用以及铁离子价数转换作用减弱,甲胺磷对土壤微生物活性的影响,随着处理浓度的提高,作用强度、作用时间有所加剧和延长。     

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(SMBC)是土壤有机碳的一部分,在养分循环中起着重要作用.本研究目的在于揭示我国华北平原玉米秸秆覆盖冬小麦免耕对土壤微生物量碳的影响.4～5年的试验结果表明,不同耕作方式对农田SMBC含量的时空变异具有显著的影响.玉米秸秆覆盖免耕播种处理上层(0～10cm)的含量比下层(10～20cm)增加47.4%,而清茬翻耕和还田翻耕处理的含量在土壤中的分层不显著.不同的耕作方式的SMBC含量均随气温降低而减少.全年平均来看,在0～10咖土层,不同耕作方式的SMBC含量大小表现为覆免>还翻>清翻,在10～20cm土层则表现为还翻>覆免=清翻.整个耕层(0～20cm)表现为还翻>覆免>清翻.在气温较低时,覆盖免耕的SMBC含量比清茬翻耕和还田翻耕低.在土壤表层,不同耕作方式SMBC含量的稳定性大小表现为还翻>覆免>清翻;在下层,不同耕作方式之间差异不显著.     

稻田垄作免耕对土壤真菌多样性分布的影响

在水田长期垄作免耕处理下,研究了土壤真菌多样性及其在不同大小团聚体中的分布.结果表明,垄作免耕处理下,耕层土壤中,真菌主要分布于粒级为1.0～0.25 mm的土壤团聚体中,同时在＞0.053 mm的各级土壤团聚体中垄作免耕处理下真菌数量多于常规轮作处理;垄作免耕处理的各级土壤团聚体中都有毛霉和根霉存在,且1.0～0.25mm土壤团聚体中属类最丰富,其simpson多样性指数为0.93,Shannon多样性指数为1.24,常规轮作下属类丰度没有明显变化.稻田垄作免耕提高了不同团聚体中真菌的数量、多样性,改变了真菌在不同大小团聚体中的分布状况.     

阿维菌素对蔬菜地土壤微生物及土壤酶的生态毒理效应

研究了阿维菌素对蔬菜地土壤微生物和土壤酶的生态毒理效应.实验结果表明,阿维菌素在低浓度时（1～10 mg kg^-1）对土壤脲酶活性和脱氢酶活性有轻微的激活作用,而对土壤微生物呼吸强度没有明显的影响;在高浓度时（50～100 mg kg^-1）对土壤微生物呼吸强度、脲酶活性以及脱氢酶活性均有明显抑制作用;不同浓度阿维菌素在不同程度上均会造成土壤微生物生物量的减少和过氧化氢酶活性被强烈激活.     

耕作措施对土壤物理性状的影响

耕作措施对0~20cm土壤容重影响较大,深层影响较小。稳定入渗率呈现出强烈的时间变异性,从整个生育期看,翻耕都表现出较高的稳定入渗率,随时间的变化,差异减小;不同负压下,翻耕稳定入渗率最高,免耕次之,铁茬最低,不同时期变化趋势一致;翻耕大孔隙较其它两耕作措施多,翻耕后,土壤大孔隙增多,比免耕和铁茬处理高65%左右,达到5%水平差异显著,免耕与铁茬差异不显著。随着时间的推移,不同耕作措施大孔隙比例有所下降,中小孔隙比例增加,大孔隙数目翻耕仍最高,从显著性看,与免耕和铁茬在5%水平显著。     

耕作对土壤生物碳动态变化的影响

本文讨论了耕作方法对作玉米地土壤生物碳动态变化的影响。实验证明，传统耕法、短期免耕和长期免耕处理中的不同点位，土壤生物碳量分布有系统的差异。     

土壤深松对小麦根系活性的垂直分布及旗叶衰老的影响

土壤深松打破犁底层可改变土壤的理化性状 ,从而改善小麦根系的生长条件。与对照 (未深松 )相比 ,小麦的群体根系活性明显提高 ,垂直分布下移 ,使深层土壤的群体根系活性相对提高 ,进而对延缓地上部衰老和提高产量产生积极效应。     

氯苯、对硝基酚对土壤生物活性的影响

本文通过对土壤呼吸强度，各微生物生理群的数理以及土壤酶活性的测定，研究了氯苯，对硝基酚对土壤生物活性的影响。实验表明氯苯，对硝基酚对土壤活性的影响是复杂的。氯苯在２００ｍｇ／ｋｇ以下对土壤呼吸强度，细菌放线菌及真菌的数量都有一定的刺激作用；而对氨化细菌硝化细菌以及反硝化细菌则表现出抑制作用；     

汞和镉对土壤脲酶活性影响

研究结果表明 ,汞、镉对土壤脲酶活性具有显著的抑制作用 ,抑制幅度和强度分别以汞镉和汞为最大 ;相关分析显示 ,脲酶活性可作为土壤Hg及Hg Cd污染程度的生化监测指标 ;当Hg、Cd含量分别达到 1 6 1 3～ 2 6 4 7mgkg- 1 和 477 78mgkg- 1 时 ,土壤已受到严重污染 ;在汞镉复合条件下 ,抑制仍以单独影响为主 ,且汞、镉间存在较弱的拮抗作用 ;温度和尿素浓度升高 ,可增强重金属对土壤脲酶活性的抑制作用。     

施用氨基酸肥料对连作条件下黄瓜的生物效应及土壤生物性状的影响

为探讨施用氨基酸肥料对连作条件下黄瓜生长及土壤微生物的影响,本研究采用盆栽试验的方法对黄瓜（Cucumis sativus）的生物学效应及土壤微生物群落结构进行测定和分析.结果显示：施用氨基酸肥料（AAF）使黄瓜生物学性状得到显著改善,黄瓜的叶绿素增加、叶面积增大、光合作用增强,干重提高;同时,AAF富含优质碳源,施入土壤后使连作土壤的放线菌数量增加1.57～2.18倍,真菌数量增加2.22～8.43倍,尖孢镰刀菌明显减少,真菌/细菌比值显著提高,尖孢菌/真菌比值显著降低,对枯萎病的防治率最高达80%以上.本研究表明,AAF对连作黄瓜生长具有显著促进和调节作用,对连作土壤微生物活性有激发作用,对黄瓜的连作障碍有明显的缓解作用.但是,从生长趋势看,氨基酸肥料应配合施用一定量的无机肥料,才能使黄瓜持续高产.     

耕作及水蚀影响下坡耕地土壤有机碳动态模拟

土壤侵蚀和沉积明显影响土壤有机碳(SOC)的积累与损耗,在以往土壤碳平衡模拟中却未得到应有的重视。本文以典型黑土漫岗坡耕地表层土壤为研究对象,利用CENTURY模型模拟特定质地下自然黑土有机碳的积累过程,估算研究区黑土有机碳及各组分的背景值;对比研究侵蚀泥沙对SOC富集的影响,将模型模拟值与实测值进行统计比较来验证模型;进而模拟侵蚀区开垦后SOC以及各组分随时间的变化,定量研究土壤侵蚀对SOC各组分损失的贡献。研究结果表明:黑土有机碳的累积大致可分为初期的快速积累和后期缓慢积累两个阶段,前期慢性有机碳库的累积对SOC库的增加贡献最大,后期SOC累积主要由惰性有机碳缓慢累积来完成。达到平衡状态时,研究区黑土有机碳含量为7 240 g m-2,以慢性和惰性有机碳为主,约占总SOC的97.4%。考虑泥沙对SOC的富集作用,模型模拟值与实测值更加吻合。自然黑土开垦后,微生物分解矿化作用是活性和慢性有机碳损失的主要途径,土壤侵蚀明显降低惰性有机碳含量,其贡献率随侵蚀速率的增加而增大。因研究区侵蚀不严重,土壤侵蚀对开垦以来的SOC库损耗贡献较小。     

杀虫双对土壤脲酶活性特征的影响

通过模拟方法研究杀虫双对土壤脲酶活性特征参数的影响。结果表明 :不同生态区域土壤脲酶特征具有明显差异。杀虫双明显抑制脲酶活性 ,且随浓度增加 ,脲酶活性、酶促反应的Vmax、Vmax/Km、k减小 ,Km 增大 ,除 6号土样的Km 处理外均达到显著或极显著相关 ,揭示出脲酶特征参数可从不同角度表征杀虫双对土壤脲酶活性的影响 ,获得其作用机理为混合型抑制。脲酶活性ED50 值与土壤有机质、全氮和全磷呈现显著或极显著正相关关系 ,表明高有机质含量的土壤可明显减轻杀虫双的污染。     

苯磺隆对土壤酶活性的影响

通过盆栽小麦试验,研究了苯磺隆污染对土壤尿酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性的动态影响。结果表明,苯磺隆处理前期(14d前)对土壤脲酶活性具有抑制作用(除第1天0.1、0.5mg/kg处理),且抑制作用随着苯磺隆浓度的增大而增强,第7天脲酶活性最小,最大抑制率为74.8%;处理后期(14d后)对脲酶活性具有一定的激活作用,最高激活率达183.0%。而低浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶具有一定的激活效应,高浓度苯磺隆对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶具有抑制-激活效应,对碱性磷酸酶的抑制作用表现在处理的最初7d,对蛋白酶的抑制作用表现在处理前期(14d前)。结果表明苯磺隆对土壤酶活性的影响不仅与苯磺隆处理的浓度和培养时间有关,同时还与土壤酶的种类有关,土壤尿酶活性对表征苯磺隆污染具有一定的指示作用。