Effects of Different Cropping Patterns of Soybean and Maize Seedlings on Soil Enzyme Activities and MBC and MBN

Through the pot experiment, the effects of different cropping patterns of soybean and maize seedlings on rhizosphere soil urease, catalase, polyphenol oxidase and invertase activities and microbial biomass carbon （MBC） and nitrogen （MBN） were studied. Six treatments of soybean-soybean, soybean-maize, soybean-mixed, maize-soybean, maize-maize and maize-mixed were conducted in pots. Results showed that catalase activity and invertase activity of maize-maize were the highest and significantly different from those of the other treatments except maize-soybean; soil polyphenol oxidase activity of soybean-maize was the highest, and reached significant level among the other treatments, but there was no significant difference of urease activity among treatment soils; MBC of maize-maize soil and MBN of maize-mixed soil reached the highest and significant levels compared with other treatments; MBC and C/N ratio had positive and very significant correlations with soil catalase activity and invertase activity, respectively. Therefore, different cropping patterns could affect rhizosphere soil enzyme activities and soil MBC and MBN, which influenced soil carbon and nitrogen mineralization.

湿地垦殖对土壤微生物量及土壤溶解有机碳、氮的影响

对三江平原天然沼泽湿地及湿地垦殖后的农田、弃耕还湿地、人工林地等不同土地利用方式下表层土壤（0-10 cm）的活性碳、氮组分：微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、溶解有机碳（DOC）、溶解有机氮（DON）进行了研究.结果表明,天然小叶章沼泽湿地垦殖为农田后,表层土壤各活性碳、氮组分显著降低：MBC减少了63.8%-80.5%;MBN减少了56.3%-67.1%;DOC减少了43.1%-44.3%;DON减少了25.2%-56.1%.农田弃耕还湿和人工造林后表层土壤的活性碳、氮组分有明显恢复的趋势,各组分恢复到天然小叶章湿地土壤水平的36.1%-59.9%（MBC）;46.7%-65.9%（MBN）;67.0%-69.3%（DOC）;81.2%-88.3%（DON）.土地利用方式是影响土壤MBC、MBN、DOC、DON变化的重要因素;各土地利用方式表层土壤的DOC、DON、MBC、MBN呈显著的正相关关系,土地利用方式对表层土壤DOC的影响大于对DON的影响;各土地利用方式下土壤微生物可利用碳、氮的来源不同是影响DOC、DON与MBC、MBN相关性差别明显的主要原因.

生物炭和秸秆还田对华北农田玉米生育期土壤微生物量的影响

基于华北农田长期定位试验,研究了长期施用生物炭和秸秆还田对整个玉米生育期内土壤微生物量的影响。试验共设4个处理:CK(单施氮磷钾肥)、C1(生物炭4.5 t·hm-2·a-1+氮磷钾肥)、C2(生物炭9.0 t·hm-2·a-1+氮磷钾肥)和SR(秸秆还田+氮磷钾肥)。结果表明,各处理土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)动态变化趋势基本一致,均在玉米拔节期达到最高值,施用生物炭和秸秆还田均显著提高了土壤MBC、MBN含量(P<0.05),并且随着施炭量的增加而增加。与CK相比,C1、C2和SR处理的土壤MBC和MBN分别提高了105.2%、146.5%、96.4%和123.9%、183.6%、114.3%;与秸秆直接还田相比,施用高量生物炭更有利于增加土壤MBC、MBN含量。土壤MBC、MBN均与土壤温度呈现显著的正相关关系,而与土壤水分的相关性较差,说明在玉米生育期土壤温度是影响土壤微生物量变化的主要因素之一。施用生物炭显著降低了MBC、MBN的季节波动,而对土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)没有显著影响。综上所述,施用生物炭更有利于维持较高的微生物活性和较稳定的土壤环境。

三峡库区不同植被土壤微生物量碳氮磷生态化学计量特征

土壤微生物通过矿化和固持营养而显著影响土壤肥力。以湖北宜昌点军区三种植被类型(柏树、橘树、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量进行了研究,探讨了不同植被覆盖土壤微生物量碳氮磷特征及它们之间的联系。结果表明:不同植被覆盖显著改变土壤微生物量碳氮磷含量,土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)都是柏树地显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地之间无显著性差异。土壤微生物量磷(MBP)的大小顺序为菜地>柏树地>橘树地。相关性分析的结果表明土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮互相之间具有显著的正相关性(p<0.01),土壤全磷与土壤微生物量磷之间也具有显著的正相关性(p<0.01),这意味着土壤微生物量可以作为土壤肥力变化的指标。三种植被类型的土壤MBC/MBN之间都无显著性差异,而土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化顺序是橘树地>柏树地>菜地。MBC/MBP和MBN/MBP与MBP之间具有显著的负相关性(p<0.01),而微生物碳氮与MBC/MBN,MBN/MBP和MBC/MBP之间都无显著的相关性。这意味着土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化主要与微生物量磷具有显著的关系。

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6～10月，在中国东北连续多年冻土区，岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤，通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平，分别为0mg／g（N0），0．1mg／g（N1），0．2mg／g（N2），0．5mg／g（N3）。结果表明，培养结束后3种土壤在NO处理下的有机碳累计矿化量分别为5646mg／kg，2103mg／kg和1287mg／kg，与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳（MBC）呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于NO处理，表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大，氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异，表现为：不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异；岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理；季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后，3种土壤微生物量氮（MBN）含量随氮输入量增加而降低，MBC／MBN随氮输入量增加而增加；季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC／MBN都与累积矿化量存在显著相关关系，表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构，进而对有机碳矿化产生影响。

生物炭复配调理剂对镉污染土壤性状和小白菜镉吸收及其生理特性的影响

【目的】研究生物炭复配调理剂（由生物炭与泥炭、石灰混合配制而成）修复中轻度镉（Cd）污染农田土壤的可行性,为其在中轻度Cd污染农田土壤上的应用提供科学依据。【方法】在网室进行生物炭复配调理剂的盆栽试验,设4个不同的用量梯度,分别为0（对照）、80、160、240 g/盆,分别用H0、H1、H2和H3表示,每盆用土4 kg,每处理4次重复,研究不同生物炭复配调理剂用量对土壤性状、小白菜Cd吸收及其生理特性的影响。【结果】生物炭复配调理剂能显著提高土壤pH、土壤微生物氮（MBN）含量和脲酶活性（P〈0.05,下同）,同时显著降低土壤有效态Cd（DTPA-Cd）（最大降幅37.1%）、微生物碳（MBC）含量和酸性磷酸酶活性。生物炭复配调理剂能有效降低小白菜Cd吸收量（最大降幅85.7%）,小白菜细胞中丙二醛（MDA）含量及超氧化歧酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性等抗逆性指标明显下降,同时小白菜Cd含量可降至0.10 mg/kg,符合食品安全标准;低用量（2%）的生物炭复配调理剂可使小白菜增产,高用量则不利于小白菜生长。【结论】生物炭复配调理剂可有效钝化土壤重金属Cd,改善土壤生化性状,显著减少小白菜对Cd的吸收,可应用于中低Cd污染农田土壤的修复,其最佳施用量宜为20-40 g/kg。

外源氮输入影响下沼泽化草甸湿地土壤有机碳矿化和N_2O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2 696.85(N0),5 362.61(N1),8 288.48(N2),7 903.84(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。氮输入对土壤微生物量碳影响不大,而土壤微生物量氮随氮输入量增大而增大。

间伐对侧柏人工林土壤微生物生物量碳、氮的影响

以徐州侧柏人工林为对象,研究了在弱度间伐（LIT,20％）、轻中度间伐（MIT1,40％）、中度间伐（MIT2,60％）和强度间伐（HIT,80％）下,林下土壤微生物生物量碳、氮在土壤表层（0 ～ 10 cm）和亚表层（10～20 cm）的变化.结果表明：不同间伐强度下,微生物生物量碳、氮含量均随着土层加深而减少.随着间伐强度增加,微生物生物量碳、氮总体变化趋势为先增加后降低,其中微生物生物量碳表现为MITl＞ LIT＞ HIT＞ MIT2,均与对照CK有显著差异（P＜0.05）;微生物生物量氮表现为MIT2＞ MITl＞ LIT＞ HIT,各处理间均表现出显著差异（P＜0.05）.间伐也使土壤微生物熵增加,尤以MIT2达到最大（2.63％）.研究表明,侧柏人工林经过2 a间伐,土壤微生物生物量碳、氮含量增加,在一定程度上使土壤碳库和氮库短期内出现不稳定趋势.

小叶章湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指标的关系

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地，研究了沼泽湿地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤活性有机碳表征指标（土壤微生物量碳MBC，微生物量氮MBN、溶解有机碳DOC）在近表土层（0～30cm）的分布特征，及其内在相关性，探讨酶活性与土壤活性有机碳库的关系。结果表明：表层土壤的酶活性和活性有机碳表征指标含量最高，随着土壤深度增加，土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及MBC、MBN、DOC均显著降低。经相关分析表明，土壤酶活性与土壤活性有机碳表征指标间呈极显著正相关关系，其中蔗糖酶与MBC、DOC相关系数最高，过氧化氢酶活性与MBN的相关系数最高。表明不同土壤酶对湿地土壤活性碳表征指标转化循环的贡献不同，土壤酶活性对土壤活性有机碳库有显著的影响，以蔗糖酶对活性有机碳库影响最为显著。

华北平原4种主要农作物非根际和根际土壤活性碳氮和酶活性特征

以两种豆科作物(大豆和花生)和两种非豆科作物(玉米和甘薯)为研究对象,对比研究不同作物非根际土和根际土无机氮、微生物量碳氮含量及与活性碳氮转化有关的酶活性的季节变化特征.结果表明:不同生长期内豆科作物根际土铵态氮和硝态氮含量显著高于非豆科作物;玉米生长季内非根际土硝态氮含量显著高于根际土,其他3种作物非根际土硝态氮含量小于根际土;4种作物根际土微生物量碳(MBC)含量显著高于非根际土,根际土微生物量氮(MBN)在苗期显著高于非根际土;作物非根际土铵态氮与硝态氮和蔗糖酶存在显著负相关关系;非根际土硝态氮与蔗糖酶、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著正相关关系;根际土铵态氮和硝态氮与MBC,MBN、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶都存在显著正相关关系.

硬化地表对油松和白蜡树下非根围及根围土壤微生物量碳氮的影响

硬化地表是城市化发展的重要特征,为了明确硬化地表下土壤环境的变化,以北京典型绿化树油松和白蜡为试验材料,设置透水硬化地表(PP)、不透水硬化地表(IPP)和自然地表(Ctr)3个水平的地表类型,探讨硬化地表对非根围和根围土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)的影响。结果表明,与对照(Ctr)相比,PP和IPP显著降低了油松和白蜡树下非根围土壤MBC、MBN、MBC/OC(微生物量碳/有机碳)和MBN/TN(微生物量氮/全氮)(P<0.05),并显著降低了油松树下根围土壤MBN/TN(P<0.05);PP显著降低了白蜡树下根围土壤MBN、MBC/OC、MBN/TN和油松树下根围土壤MBC(P<0.05)。硬化地表引起的土壤MBC、MBN的变化与土壤全碳、全氮、有机碳的变化显著正相关(P<0.05),MBN的变化与含水量呈显著负相关(P<0.05)。可见,硬化地表不利于土壤微生物的生长,并且在非根围土壤中表现更为明显,这种不利影响将可能进一步影响城市绿地的养分循环、树木生境和生态系统服务功能。

山核桃集约经营过程中土壤微生物量碳氮的变化

[目的]研究不同集约经营历史山核桃林的土壤微生物量碳氮的演变规律,为山核桃林地土壤管理提供科学依据。[方法]在浙江省临安市分别采集并分析了经营历史为5,10,15,20a的山核桃林土壤样品,并与天然混交林(0a)进行比较。[结果]天然混交林改造为山核桃纯林并经集约经营后,林地土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、MBC/MBN,MBC/SOC均表现出先下降而后上升的趋势,经过10a经营后降到最低水平,与0a相比,0—10cm土层MBC,MBN和MBC/SOC分别降低了52.1%,32.0%和31.0%。经营10a的林地土壤MBC/MBN显著低于前期经营林地,而MBN/TN在经营过程中的差异并不显著。[结论]山核桃集约经营后,林地土壤微生物量碳氮含量显著下降。

2种盐剂草甘膦对果园土壤微生物量碳氮和微生物数量的影响

[目的]探究2种盐剂的草甘膦对北方旱地果园土壤微生物的影响。[方法]以草甘膦异丙铵盐和草甘膦钾盐为试材,通过田间定位试验,考察旱地果园土壤微生物对不同盐剂草甘膦的响应。[结果]连续2年喷施2种盐剂草甘膦对0～20 cm土层的土壤微生物量碳无影响,但草甘膦异丙胺盐和钾盐处理下土壤微生物量氮分别较对照减少了48.69%和28.86%(P<0.05),2种盐剂草甘膦处理均显著增加了土壤真菌数量,减少了放线菌数量(P<0.05),对细菌数量无影响。[结论]从微生物量碳的响应看,2种盐剂草甘膦田间使用剂量下连续施用2年未造成果园土壤草甘膦污染。

对比研究生物炭和秸秆对麦玉轮作系统N2O排放的影响

基于华北集约化农田麦玉轮作系统,对比研究了添加生物炭和秸秆还田对整个轮作周期土壤N2O排放的影响,为农田土壤N2O减排和秸秆的资源化利用提供理论依据.试验共设4个处理:(1)对照(CK);(2)生物炭9.0 t·(hm^(2)·a)^(-1)(C);(3)秸秆全量还田(SR);(4)在全量秸秆还田的基础上添加生物炭9.0 t·(hm^(2)·a)^(-1)(C+SR).结果表明,小麦季,C处理土壤N2O排放略有降低但差异不显著,SR和C+SR处理促进了土壤N2O的排放(47.4%和71.8%);玉米季,C处理降低了土壤N2O的排放(29.8%),SR和C+SR处理促进了土壤N2O的排放(13.4%和35.8%);小麦季,土壤含水量、NH_(4)^(+)-N和MBN含量是影响土壤N2O排放的主要环境因子;玉米季,NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和MBC含量是影响土壤N2O排放的主要环境因子.因此,生物炭对农田N2O具有巨大的减排潜力,而秸秆直接还田不利于减少N2O排放,并且在秸秆还田基础上添加生物炭并不能改善这种影响,今后应加强对秸秆腐熟还田技术的研究.