应用^(15)N和嘌呤估测肉羊微生物N产量的研究

本试验通过比较2种微生物标记物15 N和嘌呤(Purine bases,PB)估测肉羊瘤胃微生物N产量的效果,旨在建立不同方法之间的内在联系,为准确地估测肉羊微生物N提供依据。试验选用12只平均体质量为(41.3±2.8)kg的杜寒杂交(杜泊羊×小尾寒羊杂交)绵羊公羔,随机均分为3组,按照自由采食、自由采食量的70%和40%3个干物质采食水平饲喂,试验共持续25d,其中预试期10d,正试期15d,最后5d采集瘤胃食糜和十二指肠食糜并测定15 N和PB。结果表明,瘤胃细菌成分(氮含量、嘌呤含量和嘌呤/氮)不受日粮处理的影响(P>0.05);十二指肠干物质、有机物、非氨氮和嘌呤流量均随日粮饲喂水平的降低显著下降(P<0.05);应用15 N和PB计算得到的微生物N产量均随日粮饲喂水平的降低而显著降低(P<0.05),计算得出的微生物合成效率则均不受日粮处理的显著影响(P>0.05)。15 N测定的微生物N在各处理内的变异性要小于PB测定得到的微生物N,因此应用15 N来测定微生物N能够得到更为准确可靠的结果。

人工油松林(Pinus tabulaeformis)恢复过程中土壤微生物生物量C、N的变化特征

采用时空替代法,选取15a（PF15）、25a（PF25）、30a（PF30）的人工油松林作为样地,并选取灌丛作为参考植被,研究了植被恢复过程中土壤微生物生物量C、N以及土壤养分的变化特征,同时探讨了它们之间的相互关系。研究结果表明随着恢复的进行,土壤质量得到了改善,主要表现为有机碳、全氮、粘粒含量、土壤含水量的上升和pH值、容重的下降。土壤微生物生物量C、N分别在155.00~885.64mg/kg和33.73~237.40mg/kg的范围内变化。土壤微生物生物量C、N在植被恢复的初期显著低于灌丛,而后随着恢复的进行逐步增长。土壤微生物生物量C、N与植被恢复时间的相关性没有达到统计学上的显著水平,但是土壤微生物生物量C与土壤有机碳、全氮、全磷呈显著正相关,这表明植被恢复过程中土壤微生物生物量与土壤养分状况关系密切,植被恢复通过改善土壤养分状况间接地影响土壤微生物生物量的变化。Cmic/TOC在1.38%~4.75%的范围内变化。Cmic/TOC随着植被恢复不断下降,Cmic/TOC与植被恢复时间和土壤有机碳呈显著负相关,这表明植被恢复过程中,惰性有机质积累导致供应土壤微生物的活性有机质减少,Cmic/TOC同时受土壤有机质的数量和质量影响。

免耕与留茬对土壤微生物量C、N及酶活性的影响

2005～2008年在内蒙古呼和浩特市清水河县进行定位试验,设免耕留低茬(NL)、免耕留高茬覆盖(NHS)和传统耕翻(T)3种耕作处理方式。结果表明:(1)免耕留高茬覆盖及免耕留低茬长期实施,能显著提高表层土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量,且免耕留高茬覆盖处理比传统耕翻分别提高了11%、41%、22%、15%、29%、27%、13%;在测定各个时期内,土壤各营养指标含量整体趋势为NHS>NL>T。(2)免耕留高茬覆盖及免耕留低茬耕作方式有利于提高土壤微生物量C、N含量,在各测定时期均以免耕留高茬覆盖处理的土壤微生物量C、N含量最高,传统耕翻最低。与传统耕翻相比,免耕留高茬覆盖处理土壤微生物量C、N含量分别平均提高了69%、43%;测定各个时期,不同处理土壤生物量C、N含量均以7月份含量最高、5月份次之、10月份最低。(3)免耕留高茬覆盖及免耕留低茬处理土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性和脲酶活性高于传统耕翻,整个测定期内免耕留高茬覆盖处理4种酶平均活性,分别较传统耕翻增加了57%、82%、93%和25%;春季土壤酶活性开始增强,在7月份蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性达到最大值,而碱性磷酸酶的峰值出现在6月份。土壤微生物量C、N及土壤酶活性是评价土壤质量的重要因子。

农牧交错带退耕还草对土壤微生物量CN的影响

在农牧交错带以小麦为对照,研究了退耕还草对土壤微生物量C、N的影响。结果表明,0～20cm土层微生物量C、N的大小顺序为:混播草地>相应的单播草地>小麦地。不同单播处理对土壤0～20cm微生物量C、N影响明显。无芒雀麦+冰草(1∶1)在增加土壤微生物量C、N方面效果较佳。一个生长季结束后,单播牧草比小麦能更好地提高土壤的微生物量C、N。

云贵高原喀斯特坡耕地土壤微生物量C、N、P空间分布

土壤微生物是地球生物演化进程中的先锋种类,具有重要的生态修复功能,但空间分布格局是否存在的争议很大。以云贵高原典型喀斯特坡耕地为对象,基于网格法取样,用经典统计学和地统计学综合分析了土壤微生物生物量的空间变异特征。结果表明,云贵高原喀斯特坡耕地土壤微生物生物量碳(Cmic)、磷(Pmic)以及碳氮比(Cmic/Nmic)适宜,氮(Nmic)的含量较低,变异均很大,空间自相关性明显,最佳拟合模型均为指数模型。块金值C0较小(0.0016—0.0087),C0/(C0+C)均<25%(2.6%—10.2%),变程a较短(22.2—51.0 m),其强烈的空间变异主要由结构性变异引起。Kriging等值线图表明,Cmic、Nmic和Cmic/Nmic的高值区分布在坡的中上部,Pmic的高值区则在坡的中下部和坡脚。云贵高原喀斯特坡耕地土壤微生物不仅存在着小尺度的空间分布格局,而且不同土壤微生物属性的空间分布不同。

垄作免耕对土壤团聚体中微生物生物量N和脲酶活性的影响

笔者分选出垄作免耕、常规耕作、冬水田每种耕作方式下的7个粒径的土壤团聚体,测定了3种耕作方式下土壤微生物生物量N及土壤团聚体中脲酶的活性,试图找到土壤团聚体中脲酶的活性与土壤耕作方式的关系,以及土壤团聚体中脲酶的活性和土壤微生物生物量N的相关性。结果表明:土壤微生物生物量的分布主要受土壤结构体的制约,受耕作方式的影响不显著;不同的耕作方式对土壤团聚体中脲酶活性的影响比较明显;脲酶活性与微生物生物量N无显著相关性,说明紫色水稻土中脲酶的主要来源可能不是微生物。

不同林地凋落叶混合分解对土壤微生物量C、N的影响

通过对岷江上游连香树、云南松、云杉3种典型森林植被凋落叶及其土壤相同比例混合室内模拟混交实验,研究各处理土壤微生物量C、N的动态变化,以揭示不同凋落叶混合后对土壤微生物活性有无加强作用。结果表明:阔叶树种连香树与针叶树种云南松和云杉均以1∶1混合,对其相应混合土壤的微生物量C、N都有明显的促进作用,这对选择混交树种及配置具有指导意义。

脲酶/硝化抑制剂对土壤有效态氮、微生物量氮和小麦氮吸收的影响

研究了脲酶抑制剂 (NBPT)、硝化抑制剂 (DCD)及二者组合在草甸棕壤上施用对尿素态N转化及土壤总有效态N、微生物量N的影响 .结果表明 ,尿素配施NBPT、DCD及抑制剂组合能够增加尿素水解后土壤NH+ 4 含量 2 %～ 5 3% ,显著降低了氧化态N的浓度 ,抑制了土壤中铵态N的氧化 ,增加土壤总有效N 34%～ 4 4 % ,小麦吸N量增加 0 2 6 %～ 6 79% ,其中以脲酶抑制剂与硝化抑制剂组合的效果最明显 .抑制剂施用增加了微生物在小麦生长初期对有效态N固持 ,有利于后期土壤有效态N的矿化 .

下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响

采用微区池栽模拟试验,研究下层(20～40cm、40～60cm)土壤容重改变后,玉米根际微生物数量、微生物量C(MBC)和微生物量N(MBN)的动态变化规律。结果表明,玉米根际微生物(细菌、放线菌、真菌)数量、MBC和MBN随土层加深和下层土壤容重增加而降低,且相同层次不同容重的处理间差异达显著水平;不同层次土壤根际微生物数量、MBC和MBN既受本土层容重大小影响,也随相邻土层容重增大其降幅增加,且20～40cm土层容重对土壤微生物数量、MBC和MBN的影响远大于40～60cm土层容重。玉米生育期间,三者受下层土壤容重变化和玉米生长发育的双重影响,且玉米的生长发育过程放大了容重对根际微生物数量、MBC和MBN的影响效果。

施用芝麻饼肥对植烟根际土壤酶活性和微生物碳、氮的影响

采用盆栽试验研究了施用芝麻饼肥对烟草根际土壤酶活性和微生物C、N的影响.结果表明,施用芝麻饼肥可明显提高根际土壤酶活性和土壤微生物C和N含量,芝麻饼肥和化肥配施(CF)与单施化肥(F)相比,根际土壤脂肪酶、转化酶和脲酶活性分别提高了24.85% ～ 60.00%、23.08% ～ 39.46%和4.17% ～ 56.21%; 根际土壤微生物C、N含量分别提高79.88% ～ 97.14%和29.73% ～ 74.96%.表明施用芝麻饼肥土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应.在烟草不同生育期,根际土壤微生物C和微生物N含量动态变化不同,土壤微生物C含量在现蕾期达到最高值,而土壤微生物N含量高峰出现在团棵期.随着烟草的生长发育土壤微生物N逐渐降低,表明一部分微生物N又被释放出来,以供烟草生长发育需要; 到成熟期明显降低,反映出土壤微生物N在协调土壤N素供应方面的重要作用.适量饼肥与化肥配合施用,有利于平衡烟草N素营养,改善烟叶品质.

古尔班通古特沙漠土壤酶活性和微生物量氮对模拟氮沉降的响应

以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,原位设定0(N0)、0.5(N0.5)、1.0(N1)、3.0(N3)、6.0(N6)和24.0(N24)g Nm-2a-16个模拟施氮浓度,研究氮沉降对土壤酶活性和微生物量N的影响。结果表明:不同浓度的氮增加未改变土壤酶活性和微生物量N原有的垂直分布格局,0—5 cm土层土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性分别比5—10 cm土层低14.3%—27.3%和1.4%—14.2%,而该土层的蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量N则分别比5—10 cm土层高18.0%—98.1%、45.3%—119.0%、76.1%—138.1%和77.5%—162.3%。氮增加后,0—5 cm土层的土壤酶活性和微生物量N比5—10 cm土层受影响更大。低氮和中氮(N0.5—N3)增加对0—5 cm土层氧化酶活性影响较小,各处理间差异不显著;高氮(N6,N24)对该层氧化酶活性有明显抑制作用。与对照相比,N24处理下土壤多酚氧化物活性和过氧化物酶活性分别降低了22.4%和12.1%;5—10 cm土层氧化酶活性对氮增加响应不敏感,各施氮量之间差异不显著;两层土壤的蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随氮的增加具有先增加再减少的趋势,而两层土壤的脲酶活性和土壤微生物量N随着施氮量增加分别降低和增加;随着土壤酶活性变化,土壤有效氮和微生物量N增加,有效磷先增加后减少。这些响应表明,氮增加可以改变该荒漠土壤系统的土壤酶活性和微生物量并影响土壤相关营养元素循环。

森林土壤微生物生物量动态变化研究进展

土壤微生物生物量是土壤有机质中最为活跃的部分,它调节着陆地生态系统的生物地球化学过程。不少研究表明,森林土壤微生物生物量具有明显的季节动态变化特征。本文在综合前人研究的基础上,对森林土壤微生物生物量的季节动态变化规律及其影响因子进行了归纳和总结,发现森林土壤微生物生物量的季节波动主要有夏高冬低型、夏低冬高型和干-湿季节交替循环型3种模式,这些变化类型主要与土壤温度、土壤湿度、季节干-湿交替循环或与植物的生长节律等有关。在今后的相关研究中,要加强对森林土壤微生物生物量季节动态变化调控机理的研究,并注重对土壤微生物生物量C与土壤微生物生物量N、P动态变化的耦合关系的研究。

施肥制度与养分循环对稻田土壤微生物生物量碳氮磷的影响

以红壤性稻田土壤为对象,采用田间试验方法,研究了在不同化肥配施条件下,有机养分循环利用对土壤微生物量C(MB-C)、N(MB-N)、P(MB-P)的影响。结果表明:①稻田土壤能维持较高的土壤微生物生物量。②化肥N、P、K先后引入农田生态系统对土壤MB-C、MB-N、MB-P没有显著的影响;有机养分循环利用能显著提高土壤MB-C;在施化肥NP或NPK基础上实行有机养分循环利用能显著提高土壤MB-N和MB-P,而在不施化肥或只施化肥N的基础上,有机养分循环利用虽也能提高土壤MB-N和MB-P含量,但提高的幅度没有达到统计学显著水平。随着NPK肥配合程度的提高,有机养分循环利用土壤MB-C、MB-N、MB-P的提高幅度有上升的趋势。③土壤MB-C与有机C的年际投入量有极显著的正相关关系,另外土壤微生物生物量C、N、P分别与土壤有机C、土壤全N、速效P有显著的正相关关系。通过有机养分循环利用可大幅度提高微生物对N素和P素的固持量,提高土壤MB-C、MB-N、MB-P占土壤全量C、N、P的比例。

绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量及供氮能力的影响

通过田间试验,研究绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量碳、氮及土壤供氮能力的影响,为探索发展低碳烟草农业、构建资源节约型和环境友好型农业,实现烟叶生产的可持续发展和特色烟叶开发提供理论依据。结果表明,绿肥与化肥配施能明显提高土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤的供氮能力。在烟株生长发育过程中,绿肥与化肥的不同配施比例对土壤微生物量碳、微生物量氮及土壤供氮能力的影响有明显的差异。与对照相比,配施绿肥的各处理在烟株不同生育时期土壤微生物量碳、微生物量氮和脲酶活性的提高幅度分别为7.07%～123.32%,3.28%～157.69%和3.13%～50.00%,土壤全氮和碱解氮含量的最高提高幅度分别为22.21%和15.42%,绿肥配施量以15 000～22 500kg/hm2的综合效果较好。在烟草不同生育时期,土壤微生物量碳和微生物量氮的动态变化不同,微生物量碳的高峰出现在团棵期和现蕾期,而微生物量氮的高峰出现在团棵期和圆顶期。绿肥与化肥配施后,绿肥对促进微生物生物量增加和酶活性增强的贡献更大,绿肥矿化释放的氮素可以作为微生物量氮和土壤氮的重要给源,同时绿肥还具有明显的保存氮素的作用,能够提高土壤的供氮能力,表明配施绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需要的营养供应。

配施有机肥提高化肥氮利用效率的微生物作用机制研究

采用15N示踪技术和盆栽试验研究了水稻生长期间不同施肥处理土壤微生物量氮的动态变化,探讨了配施有机肥提高化肥氮利用率的微生物作用机制。结果表明,在水稻生育前期,化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥较化肥单施均提高了土壤微生物对化肥15N的固持率,降低了土壤矿质态15N含量。而随水稻生育进程推进,在先前被微生物固持的化肥15N化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥处理分别有87%、81%和81%被释放,增加了同期水稻对化肥15N的吸收量。化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥,化肥15N利用率均超过60%,而单施化肥利用率仅39%。可见,配施有机肥提高化肥氮利用率,其机制之一是通过促进土壤微生物对化肥氮的有效调控,使化肥氮更好地被转化利用。

残落物添加对农林复合系统土壤有机碳矿化和土壤微生物量的影响

采用室内培养研究了黏壤土和粉砂质壤土条件下杨树叶和小麦秸秆混合以及改变杨树叶添加频次对土壤有机碳矿化及土壤微生物量的影响。结果表明:(1)添加各残落物后,25℃时土壤呼吸速率高于15℃,粉砂质壤土高于黏壤土(P<0.05)。分4次添加杨树叶处理(P2、P2-W)的呼吸速率在1—7d较小,第8天后高于其他处理(P<0.05),且在9、17、25d会出现峰值。(2)培养初期,混合物对有机碳矿化的促进作用不明显,培养结束时表现出促进作用(P<0.05)。分4次添加杨树叶最终的有机碳净矿化累积量高于一次添加处理(P<0.05)。(3)和单一处理相比,杨树叶-小麦秸秆混合后的土壤微生物量碳、氮显著提高(P<0.05),而分4次添加杨树叶的土壤微生物量碳、氮高于一次性添加处理(P<0.05)。添加残落物处理均降低了土壤矿质态氮含量,且这种现象在混合处理(P1-W,P2-W)中更为明显(P<0.05)。说明残落物混合及添加频次增加能有效调节碳动态及氮供应,这对深入了解农林复合系统碳氮循环具有一定的现实意义。

退化红壤区不同重建模式森林土壤微生物碳氮特征研究

以地处江西省泰和县的退化红壤区不同植被重建模式的森林为研究对象,采用氯仿熏蒸浸提法测定不同植被重建模式森林土壤微生物量C、N的季节变化,结果表明:不同的植被重建模式对土壤微生物量C、N的影响均达到极显著(P<0.001),微生物量N大小依次表现为:阔叶林(33.67mg/kg)、针阔混交林(30.64mg/kg)、无林荒草地(28.09mg/kg)、针叶林(23.46mg/kg);微生物C量大小依次表现为:阔叶林(181.67mg/kg)、针阔混交林(162.75mg/kg)、无林荒草地(139.68mg/kg)、针叶林(136.57mg/kg)。季节对微生物量N的影响差异为极显著(P<0.001),对微生物量C的影响差异为显著(P<0.05),微生物量C、N均表现为夏、秋季高于春、冬季。微生物量C、N均与土壤全N、全C呈显著相关,能有效地反映土壤的肥力状况。综合来看,不同植被恢复模式中阔叶林最好,其次为针阔混交林、无林荒草地和针叶林。

红壤丘陵区不同生态重建中红壤的微生物学性状

研究了中国科学院红壤生态试验站的优化农业生态模式的长期定位试验地里的常绿针叶林地(马尾松林)、落叶阔叶林地(小叶栎)、针阔混交林地(湿地松-小叶栎)、自然恢复地(受到人为干扰)、茶园地、柿子园地和花生地等样地,并且在附近选了疏草荒地作为对照。结果发现,不同生态重建模式与对照相比,在微生物学性状上均有很大程度的提高。总的趋势是农用果园地好于林地,林地好于自然恢复地。在剖面分布上,也有明显的层次差异,即随土层的增加而减少。

江西阳际峰自然保护区土壤的微生物学性状

研究阳际峰自然保护区不同海拔梯度土壤剖面状况及其微生物学性状,探讨土壤微生物量C与N、酶活性、微生物商与呼吸速率的变化及其相互关系。结果发现,不同海拔梯度土壤在微生物学性状上均有较大差异。总的趋势是植被覆盖度高,地形平缓,土层厚,微生物活性强,且与海拔梯度呈显著正相关。在剖面分布上,也有明显的层次差异,即随土层的增加而减少。

长期不同施肥措施对黄壤微生物量碳及氮的影响

为黄壤旱地合理施肥与养分综合管理提供依据,实现黄壤旱地可持续利用,以选择贵州黄壤肥力与肥料长期定位试验中不施肥(CK)、常量有机肥(M)、常量有机肥+常量氮磷钾肥(MNPK)和常量氮磷钾肥(NPK)4个处理,分析贵州黄壤长期定位施肥18年后的旱地土壤微生物量C和微生物量N。结果表明:长期施肥对土壤中的微生物量C和N均有增加作用,并且影响趋势一致,含量依次为M+NPK>M>NPK>CK。与CK相比,各施肥处理均提高了微生物对有机碳、全氮的利用率,其中全氮的利用率提高最明显,M+NPK处理中土壤微生物对氮利用率最高,约为CK的5倍,其次是M处理,为CK的4.37倍。各处理有机碳利用率与CK差异较小,其中M处理土壤微生物对有机碳利用率最高,其次为M+NPK处理。