土壤改良剂对潮土氮循环功能基因丰度、酶活性及肥力指数的影响

以虾头蟹壳废弃物为有机土壤改良剂、以凹凸棒为无机土壤改良剂,采用小麦-玉米轮作方式,在河北砂质潮土进行4年(2015—2019年)田间定位试验。试验设4个处理:无改良剂(CK)、无机改良剂(SA)、有机改良剂(SC)、无机改良剂+有机改良剂(SCA)。采集2019年玉米收获后的耕层土壤,测定土壤化学性质、氮循环功能基因丰度、胞外酶活性等,并用因子分析法和内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数(IFI)。结果表明,(1)改良剂能够显著提升土壤固氮基因(nifH)、氨氧化细菌基因(AOB-amoA)、反硝化基因(nirS和nosZ)的绝对丰度(P<0.05),且呈现SCA>SC>SA。有机碳是影响土壤氮循环功能基因丰度的关键因子。(2)施入有机改良剂后,参与碳转化的β-葡萄糖苷酶和β-纤维二糖苷酶、氮转化的β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶、磷转化的碱性磷酸酶活性均显著增加(P<0.05)。有机改良剂的添加缓解了磷对微生物的限制,有效磷成为影响胞外酶活性的关键因子。(3)在涵盖氮循环功能基因和胞外酶活性条件下,用因子分析法计算得到的IFI与产量的相关性更高;利用相对稳定的土壤化学指标,用内梅罗指标法计算的IFI也能很好地反映土壤肥力水平与产量间的正相关关系。综上所述,有机无机改良剂配合施用可以提高氮循环功能基因丰度和碳、氮、磷循环相关胞外酶活性,提升土壤综合肥力水平,是促进养分循环、增加产量的重要措施。

南昌城市森林土壤肥力综合评价及其空间分布特征

【目的】为揭示南昌城市森林的土壤肥力变化及其空间分布特征。【方法】以南昌市建成区184个不同森林类型(景观林、单位附属林、道路林和生态公益林)的表层土壤(0~20 cm)作为研究对象,测定全氮、全磷、全钾、速效磷、有机碳、容重、pH值等7个土壤指标,对南昌城市土壤肥力进行整体评级和因子分析。采用修正的内梅罗综合指数法对南昌市不同森林类型土壤肥力进行综合评价,并利用ArcGIS软件对各项土壤指标绘制城市空间分布图,参照全国第二次土壤普查所制定的分类标准(6级制)评价各指标含量水平状况。【结果】土壤全磷(0.69 mg·g^(-1))和速效磷(23.86 mg·kg-1)及其空间分布特征均达到了3级以上,含量处于中上水平;土壤有机碳(16.76 mg·g^(-1))和全氮(0.90 mg·g^(-1))及其空间分布特征达到4级,含量处于中下水平;土壤全钾(9.70 mg·g^(-1))及其空间分布特征达到5级,含量处于低水平;南昌市多数区域土壤综合肥力指数处于1.3~1.5之间,为中等水平(4级制中排第3级);不同森林类型土壤表现为景观林土壤综合肥力指数最高(1.32)。【结论】南昌城市森林的各个土壤肥力指标中,有机碳、全氮、全钾是土壤综合肥力指数的主要限制性因子;南昌城市森林土壤肥力空间分布特征主要表现为容重偏高,pH值整体中性偏酸,全氮、全钾、有机碳含量普遍较为匮乏,全磷、速效磷含量较为丰富,其中速效磷含量可达二级及以上水平。本研究对南昌市森林土壤肥力进行综合评价,以期为南昌城市森林建设与养护管理提供理论依据,充分发挥其生态效益。