南亚热带常绿阔叶林土壤微生物生物量碳氮年际动态特征及其影响因子

土壤微生物是土壤有机质和养分循环的主要驱动者,研究土壤微生物生物量碳氮变化、稳态特征及其对环境因子内在的长期响应机理具有重要意义。以南亚热带常绿阔叶林土壤为对象,对土壤微生物生物量碳和氮(MBC和MBN)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、可溶性碳(ROC)、速效氮(AN)、pH、土壤温度(ST)和土壤含水量(SWC)进行连续10年监测;应用方差分析、相关性和回归分析及稳态分析等探究MBC和MBN的年际变化和稳态特征及主要影响因素。研究结果表明:(1)旱季MBC和MBN含量分别在171.32—358.45和25.90—54.08 mg/kg区间波动,雨季分别在394.01—507.97和68.40—88.05 mg/kg区间波动;旱、雨季的MBC含量年际间变化显著(P<0.05),但MBN含量仅在旱季变化显著(P<0.05)。雨季MBC和MBN含量均显著高于旱季(P<0.01),且雨季的MBC和MBN含量是旱季的2倍以上。(2)旱、雨季的MBC与MBN之间均呈显著正相关(P<0.05)。在旱季,MBC和MBN均与ROC和AN含量显著正相关(P<0.05),此外,MBN含量也与TP(P<0.05)和SOC(P<0.01)显著正相关。在雨季,仅SOC与MBN呈显著正相关(P<0.05)。(3)在旱季,MBC含量变化主要受ROC(P<0.05)和AN(P<0.001)影响,MBN则受AN控制(P<0.05)。在雨季,AN(P<0.05)主导了MBC的变化,TP(P<0.05)和SOC(P<0.05)是MBN变异的主导因子。AN(P<0.001)和SOC(P<0.001)是旱、雨季土壤MBC和MBN变化的主导因子。(4)土壤MBC和MBC/MBN稳态指数在年际间均为绝对稳态型(P>0.05);雨季的MBN(P=0.685)为绝对稳态型,但旱季为非稳态(P<0.01,H>1)。雨季微生物熵显著高于旱季(P<0.01),表明土壤有机质质量及养分利用效率更高。综上,MBC和MBN含量受季节更替显著影响,且主要受土壤SOC和AN的影响;受旱季水分限制,MBN的稳态更差。

民勤荒漠区不同植物群落土壤微生物生物量碳氮及生态化学计量特征

以甘肃民勤连古城荒漠区5种典型植物群落为对象,测定了土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤微生物生物量氮(MBN)及其影响因素,分析土壤MBC、MBN的空间变化特征。结果表明:(1)不同植物群落间,土壤MBC的最大值出现在红砂群落(282.90 mg/kg),土壤MBN最大值出现在膜果麻黄群落(28.27 mg/kg)。(2)不同植物群落间,白刺群落的微生物量熵(qMB)最大,最小值出现在人工梭梭群落,5种植物群落间土壤qMB差异不显著。土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)的最大值出现在白刺群落,显著高于膜果麻黄群落和人工梭梭群落。(3)土壤MBC、MBN与生态化学计量之间存在相关关系。其中,土壤MBC与土壤全氮(TN)和有效磷(EP)呈显著正相关(P<0.05),与土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和含水率(WC)呈极显著正相关(P<0.01)。土壤MBN与土壤WC显著正相关(P<0.05),与土壤EP和速效钾(AK)呈极显著正相关(P<0.01),与土壤TN、NO_(3)^(-)-N呈正相关,且相关性达到极显著水平(P<0.001)。冗余分析进一步显示,NO_(3)^(-)-N和TN是影响土壤MBC、MBN的主要因子。综上所述,不同植物群落间土壤MBC、MBN不同,以红砂群落和膜果麻黄群落最为显著;土壤TN、EP、土壤NO_(3)^(-)-N和WC是影响土壤MBC的主要因子,土壤WC、土壤EP、AK、土壤TN和NO_(3)^(-)-N是影响土壤MBN的主要因子。

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,研究了不同秸秆还田方式(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/hm^(2),以纯氮计)运筹对土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)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含量及MBC/MBN比值和脲酶活性均显著增加,硝酸还原酶活性无规律性变化。随着生育期推进,秸秆还田处理土壤MBC和MBN含量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(拔节期至灌浆期)。随着施氮水平增加,秸秆还田处理土壤MBC、MBN含量均增加,MBC/MBN比值降低,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的前提下,秸秆粉碎翻压还田配以15%氮肥后移能够增加土壤MBC和MBN含量,降低MBC/MBN比值。综上,在东北农业产区,秸秆粉碎翻压还田+210kg/hm^(2)氮肥+15%氮肥后移的秸秆还田模式具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。

退化马尾松林恢复过程中芒萁覆盖对土壤微生物生物量碳氮及其周转的影响

为探究侵蚀退化红壤马尾松林恢复过程中林下芒萁对土壤微生物生物量碳氮月动态及其周转的影响,以不同恢复年限的马尾松林为研究对象,对比分析马尾松林恢复过程中林下保留芒萁、去除芒萁处理和林下裸地土壤中12个月的土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量及其周转速率、周转时间和流通量,并分析其与土壤理化性状的关系。结果表明:(1)保留芒萁覆盖处理的MBC和MBN平均含量分布比林下裸地提高26.99%~277.31%和13.54%~173.39%,而去除芒萁处理分布比保留芒萁处理降低12.29%~27.01%和5.02%~28.45%,差异均随恢复年限呈先降低后增加的趋势。(2)所有处理的土壤微生物量碳氮季节动态均表现为春夏季较高,秋冬季较低的趋势,进入生长季前的土壤微生物量碳氮含量更能反映该地区的平均水平。(3)在退化马尾松林恢复过程中,芒萁覆盖降低土壤微生物生物量碳氮周转速率,增加周转时间,提高土壤微生物生物量碳氮含量和流通量,促进土壤有机质的积累和养分释放。相关分析和逐步回归分析表明,MBC、MBN流通量分别与DOC、DON呈显著正相关,周转速率分别与铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和TN呈显著负相关,表明土壤碳和氮及其有效性是影响土壤微生物量周转的关键因素。

湘中丘陵区4种森林类型土壤微生物生物量碳氮含量

采用氯仿熏蒸浸提法,比较湘中丘陵区4种不同森林类型（杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎＋青冈常绿阔叶林）土壤微生物生物量碳和氮含量及其季节动态变化,分析土壤微生物生物量碳氮含量与土壤养分含量、含水率的相关性.结果表明：4种森林各层土壤总有机碳、全氮平均含量的变化趋势基本一致,呈现出随着林分组成树种数量的增加而增大;南酸枣落叶阔叶林和青冈＋石栎常绿阔叶林各土层土壤微生物生物量碳和氮含量均高于马尾松＋石栎针阔混交林和杉木人工林,且以南酸枣落叶阔叶林最高,杉木人工林最低;土壤微生物生物量碳含量占土壤总有机碳含量的2.3％ ～2.9％,土壤微生物生物量氮含量占全氮含量的4.5％ ～6.4％,均以南酸枣落叶阔叶林最高,马尾松＋石栎针阔混交林最低;4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化均表现为“单峰曲线型”,呈现出“夏高冬低”型或“秋高春低”型,杉木人工林、马尾松＋石栎针阔混交林土壤微生物生物量碳含量季节波动幅度较其他2种森林明显,但其土壤微生物生物量氮含量季节波动幅度没有其他2种森林明显;土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤总有机碳、全氮、碱解氮含量之间均极显著正相关（P＜o.o1）,但与土壤含水率不存在显著的相关性（P＞0.05）,初步揭示该地区4种森林土壤微生物生物量碳和氮含量的季节变化不直接受控于土壤自然含水率,4种森林与环境因子长期共同作用导致土壤总有机碳和全氮含量的差异是影响不同森林土壤微生物生物量碳和氮含量差异及其季节动态变化的主要因素之一.

三峡库区紫色土旱坡地桑树配置模式对土壤微生物生物量碳氮的影响

为探讨评价三峡库区紫色土旱坡地土壤肥力及土壤质量的生物学指标,本试验研究了三峡库区典型水土保育模式——桑树护坡对土壤微生物生物量碳氮的影响。试验共设横坡农作、双边桑树+横坡农作、等高桑树+双边桑树+横坡农作及四边桑树+等高桑树+横坡农作4个处理。结果表明,不同坡长及桑树布局间土壤微生物生物量碳氮差异显著;双边桑树+横坡农作处理能够显著降低土壤微生物生物量氮对土壤氮库的贡献,使土壤微生物生物量碳平均提高23.43 mg·kg-1;而四边桑树+等高桑树+横坡农作处理却能够显著降低土壤微生物商,使土壤微生物生物量氮平均提高21.81 mg·kg-1。此外,在横坡农作处理中土壤微生物生物量碳氮与土壤碳氮具有极显著相关性,而在旱坡地桑树系统中,土壤微生物生物量碳氮与土壤碳氮相关性大多不显著。由此可知,旱坡地农桑配置模式在一定程度上可以提高土壤微生物生物量碳氮,但不同桑树布局对土壤微生物生物量碳氮在三峡库区紫色土旱坡地桑树系统中的维持能力并不一致,将微生物生物量碳氮作为紫色土旱坡地土壤质量演变的评价指标值得商榷。

不同施肥处理对黄泥土微生物生物量碳氮和酶活性的影响

通过室内培育实验,研究了不同施肥处理对黄泥土微生物生物量C、N和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性的影响。培养过程中,单施化肥处理土壤微生物生物量C、N均呈下降趋势,施用有机肥处理的土壤微生物量C前期升高至一定水平后或保持稳定、或呈下降趋势,而微生物生物量N总体均呈下降趋势;不同施肥处理的脲酶活性呈前期上升后期下降趋势,而酸性磷酸酶和蔗糖酶则单施化肥处理呈上升趋势、配施有机肥处理呈下降趋势。与对照处理相比,单施化肥处理显著降低土壤微生物生物量C、N,高量施用化肥处理还显著降低土壤脲酶活性,但对酸性磷酸酶和蔗糖酶活性的影响并不明显。秸秆施用可显著提高土壤微生物生物量C、N和酶活性,特别是高量施用秸秆的效果更明显。施用猪粪由于同时带入了大量的活性养分,对土壤微生物生物量C、 N和酶活性的影响尚难评价。在高度集约农业利用下,继续保持较高的化肥施用量并不利于土壤生物质量的维护和提高,而秸秆直接还田才是保持土壤健康状态的有效措施。

不同恢复措施对若尔盖沙化退化草地恢复过程中土壤微生物生物量碳氮及土壤酶的影响

若尔盖高原是长江、黄河上游重要的水源地之一。近年来由于人类活动及气候变化等原因,其草地出现了严重的沙化退化现象。通常认为在返青季节对沙化退化草地进行补播后,完全围封有助其恢复,但在实践中发现,补播后对其进行放牧,恢复效果更理想。因此,选取若尔盖典型沙化退化草地,对比分析了合理放牧、围封禁牧与自然恢复3种恢复措施对土壤微生物生物量碳氮、土壤酶活(酸性土壤磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、β-1,4-葡萄糖苷酶及β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶)及土壤碳氮矿化速率的影响。结果显示,恢复6年后:与围封禁牧和自然恢复相比,合理放牧恢复草地土壤微生物生物量碳[C(101.27±22.14)mg·kg^(-1)]、生物量氮[N(67.45±18.02)mg·kg^(-1)]、土壤酸性磷酸酶活[(159.0±36.4)μg·g^(-1)·h-1]、β-1,4-葡萄糖苷酶活[(81.19±16.78)nmol·g^(-1)·h^(-1)]、碳矿化速率[C(25.19±5.79)g·kg^(-1)·d^(-1)]以及氮矿化速率[N(0.476±0.015)mg·kg^(-1)·d^(-1)]显著提高;围封禁牧恢复草地除土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活[(29.91±14.39)nmol·g^(-1)·h^(-1)]及氮矿化速率[N(0.172±0.050)mg·kg^(-1)·d^(-1)]外,其余指标与自然恢复无显著差异;在相关性研究中,土壤氮矿化速率与微生物生物量碳氮、酸性磷酸酶活、β-1,4-葡萄糖苷酶活呈极显著相关(P<0.01);微生物生物量碳氮与酸性磷酸酶活呈极显著相关(P<0.01),与β-1,4-葡萄糖苷酶活呈显著相关(P<0.05)。结果表明:在若尔盖沙化草地的恢复过程中,合理放牧是一种科学的沙化草地恢复措施。

羊草草甸草原土壤微生物生物量碳氮对短期施氮的响应

以松嫩草原羊草草甸为研究对象,通过测定4个不同施氮水平处理的土壤微生物生物量碳氮(Soil Microbial Biomass Carbon SMBC,Soil Microbial Biomass Nitrogen SMBN)探讨其对短期施氮的响应。结果表明,在一定范围内随着施氮量的增加,土壤微生物生物量碳氮显著增加(P<0.05);相关性分析表明,土壤微生物生物量碳(SMBC)与土壤有机质(SOM)含量呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤微生物生物量氮(SMBN)与土壤全氮含量呈极显著正相关关系(P<0.01)。pH值与土壤微生物生物量碳氮(SMBC,SMBN)呈极显著负相关关系(P<0.01)。土壤微生物生物量碳(SMBC)与土壤有机质(SOM),土壤微生物生物量氮(SMBN)与土壤全氮呈显著正相关(P<0.05)。典范对应分析(CCA)排序图较好的解释了短期施氮处理与土壤微生物量碳氮、土壤环境因子3者之间的关系(78.5%)。

三峡库区消落带不同海拔狗牙根草地土壤微生物生物量碳氮磷含量特征

为探究库区消落带优势草本植物狗牙根人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,选择三峡库区消落带150,160和170m海拔人工构建狗牙根植被土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)各海拔狗牙根微生物生物量均显著高于裸地,表明狗牙根人工植被构建对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)土壤微生物生物量碳、氮含量160m高程显著高于150和170m高程,但土壤微生物生物量磷(SMBP)却显著低于150和170m高程,需要特别注意P元素的下移,加强水体P含量的检测。(3)土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比变化范围分别为5.93~15.62和7.11~19.99,土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比的范围分别为0.68%~2.57%、0.68%~3.33%、1.95%~5.23%。狗牙根土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比显著低于裸地,表明狗牙根土壤有效氮、有效磷高于裸地;土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比显著高于裸地,表明狗牙根土壤营养元素周转速率快于裸地。(4)微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率有显著或极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。因此,在三峡库区消落带进行狗牙根草地恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤质量,对加强三峡库岸生态系统的稳定性具有重要意义。

文山国家级自然保护区不同海拔地带性植被的土壤微生物生物量碳氮分布特征

【目的】探究文山国家级自然保护区土壤微生物生物量碳氮沿海拔地带性植被的分布特征及其关键调控因子,为理解亚热带森林土壤碳氮循环过程及其调控机制提供基础数据参考。【方法】以保护区低海拔亚热带季风常绿阔叶林、中海拔半湿润常绿阔叶林和高海拔中山湿性常绿阔叶林3种典型地带性植被类型为研究对象,采用氯仿熏蒸法研究土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔和土层的变化,并运用偏Mantel检验、Fourth-Corner方法解析植被多样性、土壤性质与微生物生物量碳氮之间的关系。【结果】1)土壤微生物生物量碳氮含量的海拔变化差异显著(P<0.05)。3个地带性植被群落的土壤微生物生物量碳氮含量随海拔升高呈增加趋势,即亚热带季风常绿阔叶林(15.75和2.84 mg·kg^(-1))<半湿润常绿阔叶林(28.05和4.95 mg·kg^(-1))<中山湿性常绿阔叶林(41.61和7.80 mg·kg^(-1))。2)各地带性植被带土壤微生物生物量碳氮含量均随土层加深而呈显著的减小趋势(P<0.05),0~10 cm土层微生物生物量碳氮含量分别是40~50 cm的4.26和3.22倍,且亚热带季风常绿阔叶林微生物生物量碳氮含量变幅(7.21和3.42倍)最大。3)偏Mantel相关性检验结果表明,微生物生物量碳氮含量与土壤全氮含量、有机质含量和pH值的关联性最强(P<0.01,r≥0.75),而与土壤含水量、密度、全钾含量的关联性次之(P<0.05,r>0.5);Fourth-Corner分析结果表明,亚热带季风常绿阔叶林的土壤微生物生物量碳氮含量仅与植被多样性(Shannon指数,Margalef指数,Pielou指数)极显著负相关(P<0.01);而在半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林中,微生物生物量碳氮含量与土壤pH值呈极显著负相关(P<0.01),与枯落物厚度、有机质含量和全氮含量极显著正相关(P<0.01)。【结论】保护区土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔变化主要受土壤全氮含量、有机质含量和pH值调控;低海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量主要受植物群落多样性所调控,而高海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量的主控因子为枯落物厚度、pH值、有机质含量和全氮含量。

川西亚高山森林土壤呼吸和微生物生物量碳氮对施氮的响应

随着全球大气氮沉降的明显增加,将有可能显著影响我国西部地区受氮限制的亚高山森林生态系统。土壤微生物是生态系统的重要组成部分,是土壤物质循环和能量流动的重要参与者。由于生态系统类型、土壤养分、氮沉降背景值等的差异,土壤呼吸和土壤生物量碳氮对施氮的响应存在许多不确定性。而施氮会不会促进亚高山森林生态系统中土壤呼吸和微生物对土壤碳氮的固定?基于此假设,选择了川西60年生的四川红杉(Larix mastersiana)亚高山针叶林为研究对象,通过4个水平的土壤施氮控制试验(CK:0 g m^-2 a^-1、N1:2 g m^-2 a^-1、N2:5 g m^-2 a-1、N3:10 g m^-2 a^-1),监测了土壤呼吸及土壤微生物生物量碳氮在一个生长季的动态情况。结果表明:施氮对土壤呼吸各指标和土壤微生物碳氮都有极显著的影响,施氮能促进土壤全呼吸、自养呼吸、异养呼吸通量和土壤微生物生物量碳氮的增长,施氮使土壤呼吸通量提高了11%—15%,土壤微生物量碳提高了5%—9%,土壤微生物量氮提高了23%—34%。在中氮水平下(5 g m^-2 a^-1)对土壤呼吸的促进最显著。相关分析发现,土壤呼吸与微生物生物量碳氮和微生物代谢商极呈显著正相关,微生物量碳氮与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度呈极显著负相关。通过一般线性回归拟合土壤呼吸速率与土壤10 cm温湿度的关系,发现土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度极显著负相关(P<0.001),中氮水平下土壤温度敏感性系数Q10值(7.10)明显高于对照(4.26)。

洞庭湖区不同利用方式对土壤微生物生物量碳氮磷的影响

以湖南省沅江市典型湖垸为代表,通过密集取样分析,研究了洞庭湖区不同利用方式条件下农田土壤微生物生物量碳、氮、磷的变化及其和土壤碳、氮、磷的关系,发现水田土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮明显高于旱地,水田土壤中双季稻高于一季稻;土壤磷的含量旱地稍高于水田,但土壤微生物生物量磷水田稍高于旱地.尽管在水田土壤中微生物生物量碳、氮有明显的不同,但水田土壤微生物生物量磷维持在相对稳定的水平.典型样区土壤微生物生物量碳占有机碳的比例为0.65%～7.24%,平均3.00%;土壤微生物生物量氮占全氮的比例为0.98%～7.41%,平均3.81%;土壤微生物生物量磷占全磷的比例为0.16%～7.54%,平均2.80%.土壤C/N为3.87～17.31,平均9.15;BC/BN为4.06～9.29,平均7.26.土壤微生物生物量碳、氮与土壤碳、氮之间存在极其显著的线性相关关系,但土壤微生物生物量磷占全磷之间相关关系不显著.土壤微生物生物量碳、氮、磷之间的相关关系达到了极显著水平.不同的利用方式和耕作制度导致了土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮的差异,土壤微生物生物量碳、氮能够很好地反映洞庭湖区农田土壤碳、氮水平.

三峡库区消落带落羽杉与立柳林土壤微生物生物量碳氮磷动态变化

为探究库区消落带人工乔木植被恢复重建后土壤质量及肥力的变化特征,于2016年6月(T_1)、2016年9月(T_2)、2017年6月(T_3)及2017年9月(T_4)选择165—175 m高程落羽杉与立柳土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)经历水淹(T_2—T_3)会使土壤微生物生物量处于较低水平,落干期(T_1—T_2、T_3—T_4)落羽杉与立柳人工植被恢复生长能显著提高土壤微生物生物量,对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)落羽杉与立柳土壤微生物生物量碳、氮占土壤有机碳、全氮百分比在4个时期均显著高于裸地,表明落羽杉与立柳土壤微生物对土壤碳、氮库的贡献大于裸地;落羽杉土壤微生物生物量磷及其占全磷百分比在T_1和T_3处于极低水平,T_2和T_4处于较高水平,应注意磷元素的迁移。(3)土壤微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳和全氮有极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。在三峡库区消落带进行落羽杉与立柳乔木植被恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤肥力,进一步证实开展科学的植被修复与重建值得提倡和肯定。

三峡库区消落带重建植被下土壤微生物生物量碳氮含量特征

为探究三峡库区消落带植被重建后,土壤微生物生物量含量特征及影响因素,对忠县消落带人工重建植被土壤及裸地土壤(作为对照)微生物生物量碳氮含量进行了调查研究。结果表明:(1)在消落带165-175 m高程土壤微生物生物量碳含量草地>林地>农耕地>裸地,微生物生物量氮含量规律与微生物生物量碳一致,农耕地明显提高;土壤微生物生物量总体呈现出草地最高、林地和农耕地次之,裸地最低的趋势,表明进行消落带植被恢复对土壤微生物生物量有显著的促进作用。(2)不同植被类型下,土壤微生物生物量碳氮比变化范围为8.02-10.25,土壤微生物生物量碳、氮占土壤有机碳、全氮的百分比范围分别是2.40%-4.60%和2.13%-3.58%,其中林地对土壤碳、氮库贡献显著高于裸地(P<0.05)。(3)土壤微生物生物量碳、氮与土壤有机碳、全氮和pH值呈现显著相关性,与土壤含水量呈现极显著相关性,说明消落带重建植被土壤的这些理化性质对土壤微生物生物量碳、氮含量有强烈的影响。因此,在三峡库区消落带进行植被恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤质量,对加强三峡库岸生态系统的稳定性具有重要意义。

不同树种与土地利用方式对土壤微生物生物量碳氮的影响

为阐明树种差异与土地利用方式不同对土壤微生物生物量的影响,选择具有相近林分特征、立地条件及经营历史的3种10 a生绿化树种与农田为研究对象,通过氯仿熏蒸浸提法测定了其不同土壤层次微生物生物量碳、氮含量。结果表明:(1)不同树种土壤微生物生物量碳氮平均含量存在一定差异,其中微生物生物量氮含量随树种变化差异性显著;重阳木纯林土壤微生物生物量碳氮含量均显著高于水杉、香樟纯林,水杉纯林土壤微生物生物量碳含量与香樟纯林无显著性差异,而微生物生物量氮含量0~10 cm、20~40 cm土层显著高于香樟纯林,10~20 cm土层则低于香樟纯林。此外,各树种纯林土壤微生物生物量均呈现"高-低-高"的垂直分布特征,其中表层土壤总体上高于下层土壤。(2)不同土地利用方式显著影响土壤微生物生物量;3个树种纯林土壤微生物生物量碳氮含量总体上均与农田差异显著,且随树种的不同,差异性有所不同,重阳木差异较小,水杉、香樟差异较大。另外,不同土地利用方式改变了土壤微生物生物量的垂直分布特征;农田土壤微生物生物量碳氮平均含量随土层深度的变化趋势与林地显著不同,呈现出"低-高-低"的变化特征。(3)相关分析表明,不同树种及土地利用方式下土壤微生物生物量碳氮主要与土壤有机碳、全氮、水分显著或极显著正相关,说明了土壤微生物生物量是土壤生态系统变化的敏感指标。

不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响

农业是国民经济的基础,而粮食是基础中的基础。土壤肥力是实现粮食高产的重要指标之一。土壤的施肥量直接影响着土壤的肥沃程度,而土壤的肥沃程度能够通过土壤中有机物质的成分以及含量决定。在土壤中的微生物生物量中,碳氮元素是最具代表性的土壤有机物质,并且生物量碳氮微生物也能够在一定程度上提高玉米的产量。本文主要针对在不同施肥水平以及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响进行了详细探究。

中亚热带4种林分类型土壤微生物生物量碳氮特征及季节变化

以中亚热带常绿阔叶林及由其改造而来的闽楠、毛竹及杉木人工林为研究对象,采用氯仿熏蒸浸提法测定了4种林分类型表层(0~10 cm)和深层(40~60 cm)土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN),并分析了其季节变化及与土壤理化性质之间的关系.结果表明:4种林分类型表层土壤MBC和MBN均以常绿阔叶林最高,其次为闽楠人工林、毛竹人工林和杉木人工林,且前三者显著高于后者;各林分深层土壤MBC和MBN无显著差异.4种林分类型的表层土壤MBC和MBN均显著高于深层土壤,且各土层MBC和MBN均具有明显的季节变化,总体呈现出'夏高冬低'单峰曲线变化模式.相关分析表明,4种林分类型土壤MBC和MBN与土壤有机碳、全氮及土壤温度呈显著正相关关系,与土壤容重呈显著负相关关系.表明常绿阔叶林改造成人工林30多年后,表层土壤MBC和MBN呈下降趋势,其中杉木人工林下降幅度最大(分别下降39.0%和49.8%),而对深层土壤MBC和MBN的影响较小.凋落物数量和质量、土壤有机碳和总氮含量及土壤温度是导致各林分类型土壤微生物生物量碳氮差异和季节变化的主要因素.

等碳量添加秸秆和生物炭对土壤呼吸及微生物生物量碳氮的影响

为探究土壤呼吸、土壤微生物生物量碳氮及水热因子对生物炭和秸秆添加的响应,采用LI-8100土壤碳通量测量仪(LICOR,Lincoln,USA)测定了常规施肥(CK)、常规施肥+2.25 t·hm^(-2)生物炭-C(T1)、常规施肥+2.25 t·hm^(-2)秸秆-C(T2)、常规施肥+1.125 t·hm^(-2)生物炭-C+1.125 t·hm^(-2)秸秆-C(T3)这4种处理下土壤呼吸及微生物量的变化.结果表明:①添加生物炭和秸秆显著增加了土壤呼吸速率和CO2总排放,T3增幅最大,T1增幅最小;T1对土壤呼吸的作用表现为烟草生育前期促进,后期抑制.②生物炭和秸秆还田均显著增加土壤微生物量碳氮以及功能菌菌落数,其中T1对固氮菌的提高作用显著,T2对真菌无显著影响,T3表现为正交互作用;土壤呼吸速率与土壤微生物量碳氮以及细菌、放线菌的数量显著正相关.③T3显著增加了5 cm土壤温度,增幅为4.53%.土壤呼吸速率与土壤温度表现出显著的指数相关性.综上所述,等碳量添加秸秆和生物炭显著提高土壤呼吸速率及微生物生物量,生物炭与秸秆的交互效应为正值;与添加秸秆相比,施用生物炭在一定程度上可以减少碳矿化,其固碳减排效应更好.

望天树人工幼林土壤微生物量碳氮及养分特征

【目的】望天树是热带雨林标志种及国家一级濒危树种,人工栽培是扩大其种群数量的重要途径。通过对望天树人工纯林及混交林的土壤理化性质、土壤微生物生物量碳氮及养分含量的分析,为望天树人工幼林混交树种选择及土壤管理提供参考。【方法】在望天树人工纯林、望天树-降香黄檀及望天树-巨尾桉混交林设置标准地,采用对角线法采集不同土层的土样,测定土壤pH值、有机质及养分含量、微生物生物量碳氮含量,利用生态化学计量和主成分分析方法研究不同林分和土层对土壤微生物生物量碳氮含量及土壤质量的影响。【结果】(1)土壤微生物生物量碳氮和土壤养分含量的垂直分布特征表现为随着土层深度的加深而下降,不同林分类型对其垂直分布影响不明显。(2)望天树人工幼林平均土壤C∶N∶P为35∶2∶1,土壤微生物生物量MBC∶MBN为8∶1。不同树种组成显著影响着土壤养分和微生物生物量碳氮及其化学计量比,望天树-巨尾桉混交模式可以明显提高土壤微生物活性,改善土壤质地和微环境。(3)相关性和主成分分析表明,望天树林地土壤微生物可以通过自身调节对土壤养分的变化保持一定的内稳性,土壤微生物生物量碳氮可以作为土壤养分储备库和碳氮源变化的早期生物指示指标。望天树-巨尾桉混交林对土壤微生态功能、质量和肥力状况的影响最显著,是最有利于望天树幼林林地土壤微生物生长、土壤养分发育的一种林分类型。【结论】望天树人工幼林土壤微生物生物量碳氮、养分含量及其化学计量特征表现出明显的表聚效应,且树种组成对其垂直分布影响不明显。望天树混交林相比纯林而言,对土壤微生物环境和土壤质量的促进效果更明显,其中望天树-巨尾桉混交模式更有利于养分活化,提高微生物群落功能及改善林地土壤结构,是望天树幼林时期和桉树纯林改造较合适的混交模式选择。