Effects of cotton field management practices on soil CO2 emission and C balance in an arid region of Northwest China

Changes in both soil organic C storage and soil respiration in farmland ecosystems may affect atmospheric CO2 concentration and global C cycle. The objective of this field experiment was to study the effects of three crop field management practices on soil CO2 emission and C balance in a cotton field in an arid region of Northwest China. The three management practices were irrigation methods（drip and flood）, stubble managements（stubble-incorporated and stubble-removed） and fertilizer amendments（no fertilizer（CK）, chicken manure（OM）, inorganic N, P and K fertilizer（NPK）, and inorganic fertilizer plus chicken manure（NPK＋OM））. The results showed that within the C pool range, soil CO2 emission during the whole growing season was higher in the drip irrigation treatment than in the corresponding flood irrigation treatment, while soil organic C concentration was larger in the flood irrigation treatment than in the corresponding drip irrigation treatment. Furthermore, soil CO2 emission and organic C concentration were all higher in the stubble-incorporated treatment than in the corresponding stubble-removed treatment, and larger in the NPK＋OM treatment than in the other three fertilizer amendments within the C pool range. The combination of flood irrigation, stubble incorporation and application of either NPK＋OM or OM increased soil organic C concentration in the 0-60 cm soil depth. Calculation of net ecosystem productivity（NEP） under different management practices indicated that the combination of drip irrigation, stubble incorporation and NPK＋OM increased the size of the C pool most, followed by the combination of drip irrigation, stubble incorporation and NPK. In conclusion, management practices have significant impacts on soil CO2 emission, organic C concentration and C balance in cotton fields. Consequently, appropriate management practices, such as the combination of drip irrigation, stubble incorporation, and either NPK＋OM or NPK could increase soil C storage in cotton fields of Northwest China.

作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响

新疆棉田连作问题突出,作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析,评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度,筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明:大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高,对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大,显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。

磷添加对棉田土壤理化性质及其细菌多样性的影响

【目的】为了解不同磷肥施用量对棉田土壤理化性质及其细菌群落结构的影响,以连续6年不同磷添加的田间定位试验为背景,探讨土壤细菌群落与其理化性质的关系。【方法】试验共设5个处理:0 kg/hm^(2)(P0)、75 kg/hm^(2)(P1)、150 kg/hm^(2)(P2)、300 kg/hm^(2)(P3)和450 kg/hm^(2)(P4)。测定花铃期棉田土壤含水率、温度、容重、pH、电导率以及有机质等理化指标,运用高通量测序技术分析不同施磷水平0~20 cm土层细菌多样性及其结构组成。【结果】施磷可以降低pH和电导率含量,而对土壤容重和含水量均无较大影响;不同施磷水平对土壤有机质含量和温度均产生显著影响,且在P2时达到最高。细菌群落结构中,2个优势菌门为变形菌门和放线菌门,3个优势菌纲为γ⁃变形菌纲、α⁃变形菌纲和β⁃变形菌纲,2个优势菌目为假单胞菌目和根瘤菌目,2个优势菌科为假单胞菌科和慢生根瘤菌科,4个优势菌属为中华根瘤菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属和糖多孢菌属。P2处理的OTU数和Chao1指数分别为4702和6217.79,均为最高。说明磷添加可以增加土壤细菌群落的丰富度和多样性。具有溶磷作用的3个门(放线菌门、变形菌门和浮霉菌门)和2个属(慢生根瘤菌属和链霉菌属)相对丰度随磷肥施入而显著升高。RDA分析结果表明,土壤pH、电导率、有机质和容重与放线菌门呈显著正相关,与变形菌门呈负相关。【结论】与不施用磷肥相比,施用磷肥可显著提高土壤温度、有机质和细菌优势菌群(浮霉菌门、β⁃变形菌纲、慢生根瘤菌属和链霉菌属)相对丰度,降低土壤pH和电导率。其中,P2处理的土壤温度、有机质和α多样性明显提高,电导率显著下降,能够有效改善土壤生态环境,进而提高土壤肥力。

不同土壤处理除草剂对棉田杂草防除效果及安全性

为筛选出适宜本地区土壤处理的除草剂。通过大田小区试验,采用土壤封闭处理,对比分析了7种土壤处理除草剂对棉花安全性和杂草防除的效果。结果显示,与对照相比,不同药剂处理对‘冈棉11号’出苗率和第一果枝结位均没有显著性差异,但鲜重、株高和果枝数有增加趋势,表明试验药剂对棉花安全。田间药效结果显示,复配剂50%扑草净可湿性粉剂(WP)+33%二甲戊灵乳油(EC)、50%扑草净WP+960 g/L精异丙甲草胺EC和50%扑草净WP+50%乙草胺EC对禾本科和阔叶杂草均具有较好防效,45 d平均鲜重防效分别为83.32%、84.08%、80.57%,与单剂处理均存在极显著差异,且持效期较长,建议3种复配剂作为土壤处理除草剂用于棉田杂草防除。

北疆典型棉区土壤微塑料污染现状及分布特征

为研究北疆棉区土壤微塑料的污染现状及分布特征,于2021年4月采集分析了不同覆膜年限(0、5、10、20、30 a)及不同土层深度(0~10、10~20、20~30 cm)的土壤样品。结果表明:北疆棉区土壤中微塑料丰度范围为1565~3560个·kg^(-1),且随着覆膜年限的增加微塑料丰度值呈现升高趋势,但地膜的使用量与微塑料丰度的关联度逐渐降低,10~30 cm土壤微塑料丰度与地膜的使用量关联度高;该区域土壤微塑料形状主要有薄膜状、碎片状、纤维状和发泡状4种;微塑料颜色包括白色透明、黑色、黄色和其他颜色,所占比例分别为69.02%、14.78%、6.49%和9.71%;微塑料粒径随覆膜年限增加而减小,粒径<0.5 mm的微塑料所占百分比最大;利用傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR)随机调查发现,研究区内土壤微塑料的主要成分分别是聚乙烯(PE)占比45%、聚丙烯(PP)占比20%、聚酰胺(PA)占比16%;各覆膜年限土壤微塑料污染负荷指数在1.70~2.57之间,且随着覆膜年限的增加而增加,研究区微塑料污染负荷指数达到2.09,微塑料污染等级已达重度。研究表明,研究区内存在不同程度的微塑料污染,其引起的生态风险需引起重视。

冬灌制度对膜下滴灌棉田土壤理化性质、酶活性和微生物群落的影响

为明确不同冬灌制度的应用效果,以南疆膜下滴灌棉田为研究对象,选取每年冬灌处理(CK)、不冬灌处理(H1)及隔年冬灌处理(H2)3种冬灌制度,结合高通量测序技术对冬灌后土壤的理化性质、生物学性质以及微生物群落组成进行测定与分析。结果表明:(1)各处理间0~20 cm土层土壤总盐含量无显著差异,与CK相比,H1和H2处理显著降低了脲酶(0.96%~1.35%)和转化酶活性(1.17%)以及微生物量氮含量(4.21%~7.03%),但H2处理显著提高了土壤有机质(14.30%)、全氮(14.29%)、全磷(4.55%)和全钾(7.40%)含量;H1处理显著降低了土壤有机质(6.03%)、全磷(12.5%)和水分(23.08%)含量,提高了微生物量碳氮比(7.37%)。(2)不同处理下细菌群落的丰度和多样性以及真菌群落的丰度无显著差异,但与CK相比,H1和H2处理显著提高了真菌的辛普森指数(4.12%~4.55%)。此外,H1较CK处理提高了细菌放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和真菌担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度,H2较CK处理提高了细菌变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和真菌被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度。(3)相关性分析结果表明细菌的群落结构主要受微生物量碳含量的影响,真菌的群落结构和多样性分别受转化酶和脲酶活性的影响。在无法保证每年冬灌用水的情况下,隔年冬灌更有利于保障膜下滴灌棉田的土壤耕地质量。

基于SHAW模型的北疆地区不同滴灌年限棉田冻融期土壤水热盐动态模拟研究

为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型在北疆地区长期膜下滴灌棉田冻融期土壤水热盐动态模拟的适用性,本研究选用滴灌起始年限为1998年(21 a)的棉田土壤水热盐实测数据对SHAW模型进行率定,以滴灌起始年限为2006年(13 a)、2008年(11 a)、2012年(7 a)和荒地(0 a)的水热盐实测数据进行验证。模型率定结果表明,随土壤深度增加土壤温度的模拟效果越好;土壤水盐的模拟效果先增强后减弱。模拟土壤温度Nash系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和R2分别为0.713~0.993、0.209~2.498℃和0.911~0.994;模拟土壤水分NSE和RMSE分别为0.824~0.967和0.009%~0.032%;模拟土壤盐分NSE和RMSE分别为0.609~0.844和0.001~0.012 g/kg。模型验证结果表明,随滴灌年限增加模拟效果越好,模拟除荒地20~60 cm土层土壤温度NSE小于0.600,滴灌7、11和13 a地块各层土壤温度NSE均大于0.600,RMSE介于0.143~3.213℃;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的各层土壤水分NSE均大于0.670,RMSE为0.009%~0.057%;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的除120~140 cm土层土壤盐分NSE小于0.600,其他各层土壤盐分NSE均大于0.616,RMSE为0.000~0.016 g/kg。总体而言,SHAW模型适用于北疆地区冻融期长期膜下滴灌棉田的一维土壤水热盐模拟。

风化壳颗粒大小是决定典型干旱区硝态氮深部累积特征的关键因素

我国干旱区农田关键带过量施氮造成氮肥利用率低和土壤硝态氮大量累积,威胁生态环境安全。阐明干旱区土壤硝态氮累积特征及其影响因素,可为干旱区水肥综合管理提供科学参考。选择典型干旱区——新疆阿克苏地区为研究区域,从南向北沿地形序列布设三个钻孔点,分别为60年棉田XJ1(40°36′48.7″N,80°48′14.2″E)、32年老苹果园XJ2(41°16′16.2″N,80°19′9.1″E)和15年新苹果园XJ3(41°20′37.6″N,80°17′11.0″E),海拔依次为971 m、1129 m和1213 m,采样深度依次为7.75 m、10.52 m和9.91 m,利用线性和非线性相关分析方法研究了土壤有关理化性质与土壤硝态氮浓度变异的关系。结果表明,海拔低处棉田和海拔高处不同种植年限的苹果园土壤深部均出现了硝态氮显著累积特征,深部浓度高达44 mg·kg^(-1),最大累积深度超过10 m。土壤含水量和不同粒径颗粒(砾石、砂粒、粉粒与黏粒)含量等关键理化性质可解释土壤硝态氮浓度垂直变异的约50%。其中,土壤含水量和土壤颗粒大小是决定土壤硝态氮深部累积特征的重要因素,土壤含水量越高、土壤颗粒越细,土壤硝态氮浓度通常越高。棉田土壤硝态氮在4 m深地下水位以下发生了明显的反硝化作用,使累积的硝态氮浓度降至较低水平(<1 mg·kg-1)。苹果园因地下水位较深,土壤硝态氮未发生明显的反硝化作用,且已大量迁移累积至植物根系难以触及的深部区域(>5 m)。土壤含水量是影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部直接性因素;土壤颗粒大小通过调控土壤含水量空间变异,而成为影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部根本性因素。

秸秆还田与沼液配施对盐渍化土壤养分及酶活性的影响

于2023年开展120 d的室内培养试验,设置棉秆全量还田(AS)、低量沼液单施(LB)、高量沼液单施(HB)、棉秆还田配施低量沼液(AS+LB)、棉秆还田配施高量沼液(AS+HB)共5个处理,分别于3、6、10、20、30、40、60、80、100、120 d进行破坏性采样,分析不同处理土壤主要理化指标和关键酶活性的变化,为南疆棉花秸秆在盐渍环境中的高效腐解和沼液合理利用提供参考。结果表明,棉秆还田配施沼液处理的土壤有机质变化呈现快速增加(0~10 d)和慢速积累(>10 d)两个阶段。与棉秆全量还田相比,高量沼液配施处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别增加25.15%、35.26%、79.25%和66.90%,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别增加90.67%、66.54%和44.25%,土壤电导率也有所提升。冗余分析(RDA)揭示了有机质是土壤酶活性变化的主控因子,解释了方差变异的54.30%。因此,秸秆还田与沼液配施能够增加棉田盐渍化土壤有机质和全氮含量,促进酶活性增加,但沼液过量配施会增加土壤盐渍化风险。

生物炭对咸水滴灌棉田土壤细菌群落的调控效应

为探究长期咸水灌溉条件下生物炭的施用对于棉田土壤理化性质及细菌群落的调控效应,采用田间定位试验,在长期咸水(8.04 dS/m)灌溉的基础上,共设3个处理:不施氮肥(N_(0))、氮肥处理(N_(360))、生物炭配施氮肥处理(BC)。采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。结果表明:与N_(0)处理相比,N_(360)处理显著提高土壤电导率和全氮,但是显著降低土壤pH和速效磷含量;BC处理显著增加土壤含水量、电导率、全碳、全氮和速效钾的含量。N_(360)和BC较N_(0)处理均降低细菌群落Shannon和Simpson指数,N_(360)处理增加Chao 1和ACE指数。土壤优势细菌门主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门;土壤优势菌属主要是亚硝化螺旋菌属、RB41和鞘脂单胞菌属。N_(360)处理增加变形菌门、酸杆菌门和厚壁菌门的相对丰度,但是降低放线菌门、芽单胞菌门和热原体菌门相对丰度;BC处理增加放线菌门、硝基螺门和绿弯菌门相对丰度,降低酸杆菌门、拟杆菌门和疣微菌门相对丰度。LEfSe分析表明,N_(360)和BC处理均会降低土壤细菌潜在的生物标志物数量。RDA结果显示,土壤细菌群落结构与土壤全氮和速效钾含量显著相关。氮肥及生物炭配施氮肥可以调控土壤理化性质,从而调控土壤细菌群落结构,细菌群落可以形成优势物种来适应盐环境。

施用乙酸和牛粪对干旱区棉田土壤团聚体及有机碳组成的影响

为促进干旱区棉田土壤培肥和高效利用有机肥,在新疆维吾尔自治区塔城地区沙湾县进行了6年的田间定位试验,设置3个处理,分别为对照、施入40 kg·hm^(-2)乙酸以及施入15000 kg·hm^(-2)牛粪处理,研究乙酸和牛粪对新疆干旱区棉田土壤团聚体结构组成、稳定性和团聚体内有机碳组分的影响。结果表明,在0~20 cm土层中,乙酸和牛粪的施入均显著增加了大团聚体(>2.000 mm)和粘粉粒(<0.053 mm)的质量占比、WR_(0.25)和几何平均质量直径(GMD),且增加了大团聚体、微团聚体(0.053~0.250 mm)和粘粉粒中有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量,并以粘粉粒中有机碳含量对乙酸施入的响应最为明显,增幅为26.94%,而微团聚体中微生物量碳含量对牛粪施入的响应最为显著,增幅为53.49%。在20~40 cm土层中,乙酸和牛粪的施入均显著增加了大团聚体内有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量,且粘粉粒中的微生物量碳含量对乙酸和牛粪的响应均最显著,增幅分别为66.15%和103.38%。乙酸和牛粪的施入均能增加土壤团聚体中大团聚体的质量占比,提高团聚体稳定性,并增加大团聚体和粘粉粒中的有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量。

春灌定额对棉田水温盐分布及棉花苗期生长发育的影响

【目的】研究新疆南疆小海子灌区不同春灌定额对棉田水温盐和棉花苗期生长的影响,为小海子灌区棉花苗期的春灌定额提供科学依据。【方法】设置3个春灌水分处理(W_(1):1350 m^(3)/hm^(2)、W_(2):1800 m^(3)/hm^(2)、W_(3):2250 m^(3)/hm^(2)),分析不同春灌定额对棉田水温盐与棉花苗期生长发育的影响。【结果】0~60 cm土层平均土壤含水率W_(3)处理高于W_(1)和W_(2)处理,在其上部耕作层保水能力更好。W_(3)处理较W_(1)、W_(2)处理不同土壤深度地温低,膜下地温均高于2膜间裸行地温。W_(1)处理表层含盐量低于W_(2)和W_(3)处理,0~50 cm的盐分淋洗率分别为6.77%、22.22%和30.03%,春灌水量越大淋洗盐分的效果越好,50~100 cm土壤平均积盐率分别为-39.89%、-58.95%和-68.91%,随着灌水量的增加,盐分被水分带入深层增多。W_(1)处理棉花幼苗的株高、茎粗与叶面积最大,一定的水分亏缺有利于棉花幼苗的生长。【结论】不同春灌定额均有一定程度的洗盐增墒作用,表现为W_(3)>W_(2)>W_(1)处理。

新疆棉田土壤养分限制因子的系统研究

于1996～2002年在新疆4个主要棉区,采集21个点的主要类型耕层土壤,应用土壤养分状况系统研究法,根据土壤分析、吸附试验和盆栽试验的结果确定试验方案,阐述了新疆主要棉区土壤养分状况的差异性、土壤主要养分限制因子和氮磷钾肥对棉花的增产效益,结果表明:氮、磷是棉田土壤养分的第一、第二限制因子,钾和锌已成为新疆棉田土壤养分的限制因子或潜在限制因子,硼和锰各地表现不同,其主要养分的平均缺乏顺序为N>P>K>Zn>B> Mn.施用氮肥、磷肥和钾肥对棉花的增产效益分别为1.62 kg/kgN,1.85 kg/kgP2O5和2.71 kg/kgK2O.

基于HJ卫星的棉田土壤有机质空间分布格局反演

以北疆绿洲区棉田表层土壤为研究对象,利用国产HJ-1A/1B卫星CCD多光谱数据对裸土有机质空间分布格局进行研究。通过分析多光谱数据不同波段的光谱反射率及其变换形式与实地采样得到的土壤有机质含量的相关性,探寻适合绿洲区棉田表层土壤有机质含量快速反演的敏感波段及参数,并针对不同参数分别建立一元线性、二次、三次、对数、倒数、幂函数、生长型、S型回归模型,以及多元回归模型;对生成的模型进行综合对比分析,获取北疆绿洲区棉田表层土壤有机质含量的最佳反演模型,从而实现整个研究区土壤有机质空间格局的遥感反演。结果表明:HJ卫星多光谱数据4个波段的反射率均与土壤有机质含量存在显著的相关性,第3波段的倒数与土壤有机质含量相关性最为显著;且以第3波段光谱反射率作为因变量得到的三次线性回归模型对土壤有机质含量进行反演的效果最佳;通过空间布局反演得到研究区土壤有机质空间分布整体呈现南北两端有机质含量较高,中部有机质含量较低的格局。该研究表明虽然与黑土有机质含量具有差别,但是遥感技术仍能够作为绿洲区土壤有机质含量空间布局反演的方法,为遥感技术在土壤参数监测中更好的发挥作用提供理论支持,同时也为新疆棉田生产管理和农田可持续利用提供科学依据。

新疆绿洲棉田土壤养分时空分布特点

采用土壤调查、分析测试和数理统计的方法研究了新疆典型绿洲棉田土壤养分的时空分布特点,研究结果表明:北疆大部分土壤养分状况好于南疆,尤其是有效、,北疆比南疆高1倍左右;南、北疆土壤速效氮、速效磷、有机质大部分处于中低水平,北疆有效钾大部分处于高水平,南疆有效钾大部分处于低水平;土壤全氮、全磷、速效磷、速效钾和有机质等化学指标与地理经纬度有一定的相关性,有些指标与地理经纬度呈显著或极显著的相关性;随着种植年限的增加,土壤有机质、全氮、全磷含量先增加,然后开始趋于稳定;土壤碱解氮、有效磷含量,随着种植年限的增加而不断增加;土壤钾素状况随着种植年限的增加有下降趋势。

春小麦复播绿肥对连作棉田土壤肥力的影响

为了解决由于棉花长期连作带来的种种弊端,主要通过在连作棉田上进行春小麦复播绿肥(草木樨、油菜、油葵、大豆)试验,研究各种绿肥生物量,养分含量及其绿肥翻压后对棉田土壤有机质,速效养分的影响,来筛选出适应棉田轮作倒茬的最佳绿肥种类。研究结果表明:4种绿肥中草木樨的生物量最高;4种绿肥翻压后对土壤有机质和速效养分含量均有一定的影响,其中草木樨、大豆翻压后土壤有机质分别提高了8.58%,1.01%;4种绿肥翻压后土壤速效氮提高了0.30%～5.96%,除大豆外,其他3个处理的土壤速效钾含量平均是对照的1.08倍;研究发现油葵、油菜的富钾作用较为突出。4个处理中春小麦复播草木樨是相对较好的一组轮作作物。

黄萎病不同发生程度棉田土壤中的真菌群落特征分析

【目的】真菌是土壤微生物系统的重要组成部分,对土壤环境变化有明显的指示作用。本研究对黄萎病不同发生程度棉田土壤中的真菌群落特征进行分析,旨在探明大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)入侵棉田对土壤中真菌多样性和群落结构的影响,揭示土壤中真菌群落在棉花黄萎病发生过程中的生态作用。【方法】以阿克苏、石河子不同发病程度棉田和库尔勒人工接菌棉田为研究对象,从中采集6个土壤样品:阿克苏重病田土壤(AD)、阿克苏对照田土壤(ACK)、石河子重病田土壤(SD)、石河子对照田土壤(SCK)、库尔勒重病田土壤(KD)、库尔勒对照田土壤(KCK)。采用Illumina Hiseq高通量测序技术,研究土壤中真菌的多样性及群落结构,结合冗余分析(RDA)明确真菌群落结构与土壤养分的相关性。【结果】在97%相似度水平下,AD和SD样品中真菌的OTU数量、Chao1和Ace丰富度指数均分别高于其对照ACK、SCK,而Simpson指数均分别低于其对照;人工接菌的KD与其对照KCK样品之间OTU数量、Chao1和Ace丰富度指数以及Simpson指数均无显著差异。NMDS分析表明,AD、SD土壤样品首先表现为明显的空间趋向性,之后表现为时间趋向性,而库尔勒土壤样品则首先表现为时间趋向性,其次是空间趋向性。群落组成方面,在门水平上,土壤中Ascomycota的丰度占绝对优势,其次为Basidiomycota和Mortierellomycota,3个门在KD与KCK样品之间以及SD与SCK样品之间的丰度差异较小,而在AD和ACK样品之间丰度差异较大;在属水平上,Sporobolomyces的丰度最高,其与Mortierella在不同区域重病田土壤中丰度均高于对照,而Wardomyces均低于对照。此外,AD样品中Pyrenochaetopsis、Microdochium、Fusarium的丰度均低于ACK,而此3个属在SD样品中的丰度均高于SCK样品。组间差异显著分析表明,库尔勒、石河子土壤中的显著差异标记均主要富集于重病田中,而阿克苏土壤中显著差异标记主要富集于无病田中。相关性分析表明,土壤中有机质、全氮量与真菌的OTU数量、丰度呈显著正相关,与Simpson指数的相关性低;pH、全磷和全钾与Simpson指数明显正相关,总盐与Simpson指数明显负相关。RDA分析表明,土壤中的真菌群落与有机质、全氮、总盐明显相关。【结论】自然重病棉田土壤中真菌的OTU数量、丰度均高于轻病或无病田,而真菌的多样性低。人工接种大丽轮枝菌短期内未对土壤中真菌的丰度、多样性和群落结构造成明显影响。土壤中真菌的多样性、丰度和组成受有机质、全氮、含盐量等指标影响显著。采样时期对土壤中真菌群落结构同样有明显影响。

不同施肥措施对棉田土壤磷细菌及磷转化强度的影响

研究了不同施肥措施对棉田土壤磷细菌的数量、分布、动态变化及磷转化强度的影响。结果表明,有机肥合理配施N、P、K肥能有效的促进磷细菌的生长发育,磷细菌数量及活性增加,从而增强磷的有效性,改善土壤的供磷性能,有利于棉花生长。

新疆棉花长期连作对土壤真菌群落结构组成的影响

土传性真菌病害给新疆连作棉花造成巨大损失,为了解新疆地区棉花在长期连作过程中土壤真菌群落结构演替与作物产量的增减及病虫害的发作规律。本文利用18S rRNA-PCR-DGGE法对比研究了新疆石河子棉区分别连作0 a（未开垦土壤）、1 a、3 a、5 a、10 a、15 a和20 a棉田0-40 cm范围内4个不同深度土壤中真菌群落组成的变化规律。结果表明,相同深度的土壤样品中真菌群落结构随着连作年限的延长Shannon-Weiner多样性指数、丰富度指数和均匀度指数都表现为不同程度下降后又增加并达到新的稳定状态,其中11-20 cm深度的样品下降最多、最快。聚类分析结果表明,相同深度的土壤样品随连作年限延长也表现出快速变化后并达到新的稳定状态,其中不同深度样品中真菌群落受影响最大的连作年限不同。主成分分析显示,连作年限对真菌群落结构形成直接影响,但随着连作年限延长,样品中真菌群落结构的变化趋缓,甚至有恢复迹象。部分DGGE条带回收、测序并比对后发现,100%的序列信息都属于未培养真菌。整体上连作棉田真菌群落结构变化及演替规律与棉花连作有很强的关联性。

南疆膜下滴灌棉田土壤酶活性与土壤养分的关系

探讨土壤酶活性与土壤肥力质量指标的相关性,为棉田土壤质量评价提供生物学指标。以南疆棉田土壤为研究对象,测定棉田土壤养分含量和土壤酶活性,采用相关分析、通径分析和主成分等统计方法进行分析。土壤过氧化氢酶、酸性转化酶、碱性磷酸酶、脲酶与土壤有机质、全氮、速效磷达到极显著相关关系;通径分析表明,全氮和有机质含量是影响土壤酶活性的主要因子;有机质、全氮、过氧化氢酶、碱性磷酸酶是反映土壤肥力和质量的主要组分。用过氧化氢酶、酸性转化酶、碱性磷酸酶作为评价棉田土壤肥力水平的敏感生物指标具有可行性。