长期施用化肥对塿土微生物多样性的影响

【目的】土壤微生物在土壤有机质分解、营养循环、植物生长等方面都发挥着重要作用,研究长期施用化肥对其产生的影响可为农田合理施用化肥、培肥土壤和高产高效可持续性农业生产提供理论依据。【方法】以陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的长期定位试验为基础,利用BIOLOG分析并结合常规分析研究了6种长期不同化肥施用方式不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、磷钾配施(PK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)对土土壤微生物量和微生物功能多样性的影响。【结果】与不施肥CK相比,长期单施氮肥(N)的SMBC、SMBN没有显著变化,但明显降低了土壤微生物商和土壤微生物对氮素的利用;NP和NPK配施能够显著增加土SMBC和SMBN含量,明显提高了土壤微生物商,使土壤微生物种群结构发生了明显变化但土壤微生物对氮素的利用没有显著提高;长期偏施肥处理(NK、PK)的SMBC、SMBN和微生物商虽轻微增加,但土壤微生物种群结构没有显著改变。BIOLOG分析结果显示施磷处理(PK、NP和NPK)对微生物代谢活性的促进作用较大且在培养初期代谢活性较不施磷处理(CK、N和NK)增加显著。长期单施氮肥(N)对于提高土壤微生物多样性没有显著作用而其他化肥施用处理可以提高土土壤微生物群落的碳源利用能力、物种的丰富度和优势度,其中NP和NPK处理配施效果最好。化肥施用对土土壤微生物群落的均匀度没有显著影响。主成分分析的结果表明不同处理的土壤微生物对碳源利用表现出显著差异,氮磷养分的差异是产生分异的主要原因。【结论】土区小麦玉米轮作下,平衡施肥(NP或NPK配施)对于改善农田土壤微生物特性具有良好作用。

长期施用化肥条件下塿土团聚体中有机碳与养分分布

[目的]探究长期施肥与小麦—玉米轮作下塿土表层水稳性团聚体组成及对团聚体中有机碳和养分分布的影响,为评价长期施肥对改善塿土肥力状况的影响提供科学依据。[方法]利用田间长期施用化肥与轮作定位试验,通过湿筛法分离土壤水稳性团聚体,得到土壤团聚体构成,并测定不同粒径团聚体中有机碳和养分的含量。[结果]结果表明长期施用化肥显著影响土壤水稳性团聚体含量,长期施肥降低了〉2mm的水稳性团聚体数量,增加了〈1mm的水稳性团聚体含量。施肥在一定程度上提高了水稳性团聚体有机碳的含量,但施用高量氮、磷下0.25~0.5mm和〈0.25mm水稳性团聚体中有机碳含量明显低于施用低量氮、磷肥料。不同施肥处理土壤水稳性团聚体全氮含量变化趋势与水稳性团聚体有机碳含量基本一致。磷素在不施肥处理各粒径团聚体中均匀分布,低氮、磷处理各粒径团聚体中全磷含量差异较小,高氮、磷处理各粒径土壤团聚体中全磷含量变化无明显趋势。长期施肥降低了〉2mm水稳性团聚体中全K含量,增加了〈2mm的水稳性团聚体中全K含量。[结论]水稳性团聚体关系土壤有机碳、氮的数量,水稳性团聚体及其中有机碳、氮含量在氮磷化肥的长期施用下变化无明显规律,并且,长期施用氮、磷化肥下土壤磷素和钾素在土壤中的保存及供应能力也受到影响。因此,需要合理施肥管理,促进农田生产力的可持续发展。

长期施用化肥对塿土微生物多样性的影响

土壤微生物在土壤有机质,营养循环和植物生长的分解中起着重要作用。 建议化学肥料的长期应用为合理应用化肥,土壤肥力,高产量和可持续农业生产提供理论依据。本文以杨凌国家化肥肥料效益监测基地长期试验为基础,采用BIOLOG分析和常规分析,选取六种长期不同施肥施肥(CK),单施氮肥(N )对土壤微生物生物量和微生物功能多样性的影响,研究了N,P,K,P,K,NP和NPK对土壤微生物生物量和微生物功能多样性的影响。

长期不同施氮量对黑土农田土壤固定态铵含量和最大固铵能力的影响

土壤固定态铵作为重要的氮素形态,在土壤保氮和供氮方面发挥着关键作用。为了探究化肥长期施用条件下,不同施氮量对土壤固定态铵含量和最大固铵能力的影响,依托中国科学院海伦市前进乡胜利村20年化肥不同施氮量试验,以不施肥作为对照处理(N0P0K0),设置了100 kg(N)·hm^(-2)(N1)、160 kg(N)·hm^(-2)(N2)、220 kg(N)·hm^(-2)(N3)和280 kg(N)·hm^(-2)(N4)4个施氮量处理,系统研究了化肥施用20年后,不同施氮量对秋季土壤固定态铵含量的影响;同时对田间土壤样品进行3天室内培养试验,定量分析了不同施肥处理土壤的最大固铵能力。结果表明,化肥施用20年后,不同施氮量对土壤固定态铵含量、最大固铵能力和固铵容量的影响均不显著,但不同土层间秋季土壤的固定态铵含量、最大固铵能力和固铵容量明显不同。0~20 cm土层秋季土壤固定态铵含量显著高于20~100 cm各土层固定态铵含量,不同处理土壤的最大固定态铵含量和固铵容量均随着土层深度的加深而显著增加;秋季土壤固定态铵占全氮的比例变化在11.8%~23.2%之间,土壤固铵容量占全氮的比例变化在24.5%~74.5%之间,说明东北黑土农田土壤具有较高的固定态铵含量和固铵容量,土壤固定态铵作为重要的“潜在有效氮素过渡库”,其在黑土农田土壤保氮和供氮中的作用不容忽视。

长期不同施肥对塿土团聚体胶结剂的影响

【目的】土壤团聚体是土壤结构的基本单元,其形成和稳定与土壤中各种胶结剂的胶结作用有关,而团聚体胶结剂受土壤管理措施的影响,其中不同的施肥量及施肥措施影响作物生长进而影响土壤团聚体的胶结剂。本研究利用冬小麦一夏玉米轮作体系中不同施肥模式的(?)土长期定位试验,通过研究不同施肥模式对团聚体胶结剂的影响探讨(?)土团聚体的形成和分布的机理。【方法】试验设不施肥(CK)、单施氮(N)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷钾(NPK)、秸秆还田与氮磷钾(SNPK)、有机肥与氮磷钾(M1NPK和M2NPK)配施共9个处理。于2011年冬小麦收获前和2013年冬小麦收获后测定土壤团聚体胶结剂包括真菌菌丝密度、五碳糖、六碳糖、碳酸钙、粘粒以及游离氧化铁铝。【结果】不同施肥处理显著影响土壤表层(0-10 cm)和亚表层(10-20 cm)土壤团聚体胶结剂的含量。在0-10 cm土层,长期秸秆还田、有机肥与化肥配施处理与CK相比均显著降低了土壤菌丝密度也降低了碳酸钙含量但显著提高了土壤五碳糖和六碳糖含量而对粘粒(M2NPK除外)、游离氧化铁以及游离氧化铝含量没有显著影响。长期施用氮磷化肥(NP、NPK)也显著提高了土壤五碳糖含量显著降低了碳酸钙含量,提高了粘粒含量,降低了土壤菌丝密度对六碳糖、游离氧化铁和游离氧化铝含量没有影响。N、NK、PK处理的土壤五碳糖含量显著提高粘粒和游离氧化铁含量也有所提高,但对菌丝(PK除外)、六碳糖、碳酸钙以及游离氧化铝含量没有影响。10-20 cm土层,长期秸秆还田、有机肥与化肥配施与CK相比也提高了五碳糖和六碳糖含量显著降低了土壤菌丝密度和游离氧化铝含量而碳酸钙、粘粒、游离氧化铁差异不显著。长期施用氮磷化肥显著提高了土壤五碳糖含量,降低了土壤菌丝密度以及游离氧化铝含量但是六碳糖、碳酸钙、粘粒、游离氧化铁含量与CK没有差异。长期不施氮或不施磷处理与CK相比土壤五碳糖、六碳糖、碳酸钙以及游离氧化铁的含量显著提高但游离氧化铝含量显著降低而对菌丝和粘粒含量没有影响。不同团聚体胶结剂与团聚体平均重量直径的线性相关分析表明机械稳定性团聚体平均重量直径与碳酸钙含量呈极显著正相关、与游离氧化铁显著正相关与五碳糖和六碳糖极显著负相关。水稳性团聚体平均重量直径分别与菌丝密度、碳酸钙极显著正相关,与游离氧化铁显著正相关与五碳糖达显著负相关。【结论】团聚体胶结剂与平均重量直径的多元逐步回归分析表明,碳酸钙是影响(?)土团聚体稳定性唯一显著的胶结剂。

Enzyme Activity in Water-Stable Soil Aggregates as Affected by Long-Term Application of Organic Manure and Chemical Fertiliser

The activities of invertase, protease, urease, acid phosphomonoesterase, dehydrogenase, and catalase in different fractions of waterstable aggregates (WSA) were examined in long-term (26 years) fertilised soils. The long-term application of organic manure (OM) with chemical fertiliser (CF) significantly increased macroaggregate and decreased microaggregate percentages, enhanced the mean weight diameter, and significantly increased soil total carbon (TC) and total nitrogen (TN) contents of WSA in different size fractions. Combined fertilisation with OM and CF also increased invertase, protease, urease, acid phosphomonoesterase, dehydrogenase, and catalase activities of WSA in different size fractions. Enzyme activities were higher in macroaggregates than in microaggregates. The distribution of enzyme activities generally followed the distribution of TC and TN in WSA. The geometric mean of the enzyme activities in different WSA of OM-treated soils was significantly higher than that in soils treated with 100% CF or no fertiliser. The results indicated that the long-term combined application of OM with CF increased the aggregate stability and enzyme activity of different WSA sizes, and consequently, improved soil physical structure and increased soil microbial activity.