不同耕作方式下土壤有机质与微生物数量的关系
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
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下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响王群;尹飞;郝四平;李潮海【摘要】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.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2009(029)006【总页数】9页(P3096-3104)【关键词】下层土壤容重;玉米;根际微生物数量;微生物量C、微生物量N【作者】王群;尹飞;郝四平;李潮海【作者单位】河南农业大学农学院/河南省作物生长发育调控重点实验室,郑州,450002;河南农业大学农学院/河南省作物生长发育调控重点实验室,郑州,450002;河南科技大学农学院,洛阳,471003;河南农业大学农学院/河南省作物生长发育调控重点实验室,郑州,450002;河南农业大学农学院/河南省作物生长发育调控重点实验室,郑州,450002【正文语种】中文【中图分类】Q145;Q938;S154.1;S181;S182;S513土壤微生物及其生物量是土壤养分循环和转化的动力,又是土壤有效养分的储备库,是表征土壤有效养分变化的敏感指标之一[1,2]。
土壤微生物及其生物量作为土壤肥力的活指标,已受到了广泛关注[3],研究其动态变化规律对了解土壤养分转化和循环及培肥地力和植物营养具有重要作用和意义。
土壤微生物与有机质
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1、细菌:土壤细菌占土壤微生物总数的70%90%,数量极其庞大。
(1) 节杆菌属:能利用各种有机物碳 源和能源,并降解土壤中难分解的 物质和多种化学农药; (2)芽孢杆菌属:大多为对动植物无 害的腐生菌,一般具有很强的分解 蛋白质和复杂多糖的能力,对土壤 有机质的分解起着重要作用; (3)假单胞菌属:有益的假单胞菌属 因其具有代谢多种化合物能力,在 降解土壤中的有机农药和除草剂等 发挥重要作用,同时是制造多种产 品的经济微生物; (4)其他各种细菌生理群:有分解糖、 淀粉、纤维素等的碳水化合物分解 细菌,有将有机含氮化合物中的氮 素转化成氨的氨化细菌。
• 土壤有机质(soil organic matter)
• 土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质 。
土壤微生物是土壤肥力 和土壤健康的重要指标,是 土壤有机物的主要分解者, 通过分解动物残体获得自身 所需的营养物质的同时,为 植物生长提供必要的养分元 素,是陆地生态系统生物循 环的重要环节。土壤有机质 是土壤微生物生命活动所需 养分和能量的主要来源。没 有它就不会有土壤中所有的 生物化学过程。土壤微生物 的种群,数量和活性随有机 质含量增加而增加,具有极 显著的正相关。土壤有机质 的矿质化率低,可以持久稳 定地向微生物提供能源。
4、藻类:土壤藻类是土壤生物的先行者,可通过光能自养 的能力,成为土壤上最先有机物质制造者之一,荒地和干燥 的沙漠土壤中的腐殖质多来自土壤藻类。
微生物与有机质的相互作用
1)微生物与土壤有机质和黏土矿物之间的相互作用 • 土壤中80%-90%的微生物是黏附在各种矿物、有机质 或矿物—有机物复合体表面,形成单个的微生物群落 或生物膜。微生物与土壤有机质和黏土矿物之间的相 互作用也是由分子间力、静电力、疏水作用力、氢键 和空间位阻效应等多种作用力或作用因素共同决定或 影响的物理化学过程。微生物吸附于矿物、有机质、 表面后,其细胞代谢将会发生明显的变化,从而影响 到土壤中与生物相关的一系列土壤环境过程,如矿物 风化与形成、土壤结构稳定性土壤养分有效性等。
小麦、玉米轮作不同耕作方式对玉米季土壤微生物特性及产量的影响
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273.61ab 281.53ab
220.92bc
10.51d 12.20abc
11.64bcd
2.63ab 2.31abcd
1.89cd
72.75ab 83.42ab
54.32b
3.68abc 4.27a
3.98ab
两季免耕秸秆还田(W2M2)处理SMBC含量与对照相比显著增加(34%), qMB最高为 2.69。小麦深耕玉米免耕秸秆还田(W4M2)处理SMBC含量比对照处理 显著降低(43%), qMB最低为1.07。与常规耕作相比,各耕作处理SMBN含量、 SMBC/SMBN没有显著差异
显著差异。
3. 周年耕作措施小麦季旋耕玉米季免耕秸秆还田、小麦季深松玉米季免耕秸秆还田和 小麦季旋耕玉米季旋耕秸秆还田有利于增加玉米的籽粒产量。行粒数、穗粒数和百 粒重受耕作措施影响显著,其中常规耕作措施行粒数和穗粒数最少业(农业)科研专项(200903007) 和粮食丰产科技工程( 2011BAD16B ) 资助。
W3M3
W4M4 CK
276 72.46
406 73.72 222 57.09
2.58 2.52
3.55 2.51 1.73 1.05
102.3 26.86
141.2 25.64 165.1 42.46
380.88
550.75 388.83
-2.04
41.64
耕作方式影响可培养微生物群落中各类群微生物的组成、数量和各类群 的比例。与常规耕作措施相比,小麦季深耕、玉米季隔年深耕、秸秆还田 (W4M4)耕作方式最有利于增加微生物数量,而耕作措施小麦季旋耕、玉米 季隔年旋耕、秸秆还田( W1M1)形成的土壤环境微生物数量最少。
不同农业耕作方式对土壤微生物多样性的影响
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不同农业耕作方式对土壤微生物多样性的影响不同农业耕作方式对土壤微生物多样性的影响土壤微生物是土壤生态系统中不可或缺的组成部分,对于维持土壤生态系统的平衡和功能发挥着重要的作用。
不同的农业耕作方式对土壤微生物多样性会产生不同的影响,下面将从传统耕作、有机耕作和转基因耕作三个方面来探讨这种影响。
传统耕作方式是指传统的农业生产方式,主要特点是大面积的机械化耕作和化学农药、化肥的大量使用。
这种耕作方式常常导致土壤微生物多样性的减少。
一方面,机械化耕作会破坏土壤结构,使土壤中微生物的栖息环境受到破坏,从而导致微生物多样性的减少。
另一方面,大量的化学农药和化肥使用会对土壤微生物产生毒害作用,抑制微生物的生长和繁殖,从而导致微生物多样性的减少。
有机耕作方式是指在农业生产中尽量减少化学农药和化肥的使用,采用有机肥料和有机农药来保护农作物的一种耕作方式。
相对于传统耕作方式,有机耕作方式对土壤微生物多样性的影响更为积极。
有机肥料中富含有机物质,可以提供丰富的营养物质和生物量,有利于土壤微生物的生长和繁殖。
此外,有机农药的使用相对较少,不会对土壤微生物产生毒害作用,从而保护了土壤微生物的多样性。
因此,有机耕作方式通常能够增加土壤微生物的多样性。
转基因耕作方式是指应用转基因技术来改造农作物的耕作方式。
转基因农作物通常具有抗虫、抗病等特性,可以减少对化学农药的依赖。
转基因耕作方式对土壤微生物多样性的影响比较复杂。
一方面,转基因作物的抗虫、抗病特性使得对化学农药的使用量减少,从而减少了对土壤微生物的毒害作用,有利于土壤微生物的多样性。
另一方面,转基因作物的种植通常伴随着对除草剂的大量使用,这些除草剂可能对土壤微生物产生一定的毒害作用,从而对土壤微生物多样性产生负面影响。
因此,转基因耕作方式对土壤微生物多样性的影响是一个较为复杂的问题,需要进一步的研究和探讨。
总的来说,不同的农业耕作方式对土壤微生物多样性会产生不同的影响。
传统耕作方式常常导致土壤微生物多样性的减少,而有机耕作方式通常能够增加土壤微生物的多样性。
土壤微生物多样性的主要影响因素
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土壤微生物多样性的主要影响因素作者:汪海静来源:《北方环境》2011年第02期摘要:土壤微生物是土壤生态系统的主要组成部分,而且不同的土壤具有不同的土壤微生物群落。
影响土壤微生物多样性的因素很多,主要可以分为自然因素和人为因素。
本文将从土壤微生物多样性的影响因素的两个方面阐述目前国内外土壤微生物多样性的研究现状。
关键词:土壤微生物;微生物多样性;影响因素中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1007-0370(2011)1,2-0090-02土壤微生物系统作为稳定生态系统,是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础。
在一定程度上地球生态系统的变化与土壤微生物群落的变化密切相关。
研究土壤微生物多样性的变化情况对评价生态系统、维护生态平衡有着十分重要的意义,因此土壤多样性的研究得到了广泛学者的关注。
影响土壤微生物群落的结构组成和多样性的因素可大体分成自然因素和人为因素两大类。
自然因素包括土壤类型、温度、水分、植被等;人为因素包括土壤的耕作方式、农药的施用、施肥的施用等。
本文将分别对几种有代表性的土壤微生物多样性影响因素加以阐述。
1、自然因素1.1土壤类型地球上土壤类型是多种多样的,不同土壤类型中的微生物群落结构及组成也是千差万别的。
目前来许多的研究都表明土壤类型是土壤微生物群落结构的主要影响因素之一。
例如:Gelsomino等通过比较不同地理位置的16种土壤微生物DGGE图谱发现土壤类型是决定土壤微生物群落结构的主要因素。
杨超等研究了我国皖南烟区四种不同植烟土壤类型在烟叶生长期内的微生物种类、数量变化情况。
其结果表明了在不同的土壤环境下土壤微生物的数量和土壤养分含量呈正相关关系。
这同时也说明了土壤类型在土壤微生物多样性方面具有一定的影响力。
1.2植被情况生态系统中的植被可以通过影响土壤的含水量、通气性、温度、pH值等因素从而改变土壤的微生物组成结构。
Waid认为植被的类型、数量和化学组成可能是土壤生物多样性变化的主要推进力量。
不同耕作方式及施肥对土壤容重的影响
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不同耕作方式及施肥对土壤容重的影响作者:孙涛陈晶来源:《农民致富之友》2010年第20期土壤容重是土壤物理性质的主要指标之一,可以反映土壤的紧实度,适宜的土壤容重有利于作物根系的生长,有利于作物对水分及养分的吸收。
土壤容重值大小,受土壤质地、结构、有机质含量以及各种自然因素和人工管理措施的影响。
凡是造成土壤疏松多孔或有大量孔隙的,容重值小,反之,土壤紧实少孔的则容重值大。
图1为不同耕作处理对土壤容重的影响,从图中可以看出,播种前期(4月20日),A1B1处理土壤容重较高,为1.24 g·cm-3;A2B1处理最低,为1.22 g·cm-3,各处理间差异不显著5月24日各处理的容重均为真个生长期的最低,并且A2B1相对变化较小。
A2B1处理与其他处理差异显著,A1B1处理、A3B1处理和A4B1处理间差异不显著。
A3B1处理容重值最低,为1.10 g·cm-3;A2B1处理容重值最高,为1.15 g·cm-3。
由于气候、土壤生物、植物根系、土壤有机质变化等因素的影响,在玉米生长发育期,土壤容重出现先降低后升高的趋势。
4月土壤容重测定在播种前,所以土壤容重值相对较高。
之后的耕作、播种使土壤容重有所下降,A1B1处理总体变化比较显著,在播种初期,由于机械外力对土壤扰动大,使土壤容重急剧降低,随着玉米生长发育,土壤有恢复原状的趋势,在自然条件等因素的影响下,土壤容重开始升高。
在玉米生长的中后期,土壤容重较为平稳的降低,说明在气候、土壤生物、植物根系、土壤有机质变化等的共同作用下,土体结构发生了变化,土壤孔隙度增加,容重值逐渐降低。
A2B1处理由于未对土壤进行耕作,土壤扰动小,土壤紧实,所以土壤容重值变化平稳,各时期均高于其他处理。
A4B1处理对土壤的扰动相对也较小,容重变化不明显。
但由于打破犁底层增强通透性,使得在生长发育中后期的容重低于A1B1处理。
A3B1处理由于粉碎秸秆覆盖使土壤有机质、微生物数量等发生不同程度的增加,土壤孔隙度增加,导致土壤容重降低。
田间不同耕作方式对土壤质量的影响
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田间不同耕作方式对土壤质量的影响田间的耕作方式对土壤质量具有重要的影响,不同的耕作方式会对土壤的结构、养分含量以及微生物活动等产生各种效应。
本文将从保护土壤结构、提高土壤养分含量以及促进微生物活动三个方面,探讨不同耕作方式对土壤质量的影响。
保护土壤结构土壤结构是土壤的物理性质之一,直接影响土壤的通气性、渗透性以及保水能力等。
传统的耕作方式中常采用耕翻整层的深耕措施,虽然能够达到除草和破碎土块的目的,但同时也会对土壤结构造成不利影响。
翻耕会破坏土壤的团聚体,使土壤颗粒间的接触面减少,导致土壤的容重增加,通气性和渗透性降低。
而保护耕作方式中常采用不翻耕或少翻耕的方法,如保护犁、免耕播种等。
这些方式能够减少翻耕活动对土壤结构的破坏,提高土壤的孔隙度和团聚体稳定性,有利于土壤微生物活动和根系伸展,减轻土壤侵蚀的风险。
提高土壤养分含量土壤养分是作物生长和发育的重要依据,不同的耕作方式对土壤养分的含量及分布有显著影响。
传统耕作方式中常采用机械化施肥的方式,将化肥直接投入到耕作层中。
这种方式容易造成土壤养分的不均衡,使部分养分无法充分利用,不仅造成资源的浪费,还可能造成土壤污染。
相比之下,有机肥的运用是保护耕作方式的一个显著特征。
有机肥能够提供丰富的养分,并通过慢释放的方式使养分逐步释放给作物,不仅能够提高土壤的肥力,还能够改善土壤的结构和质量。
促进微生物活动土壤中的微生物是土壤生态系统中非常重要的组成部分,能够参与有机物的分解和养分的转化。
不同的耕作方式对土壤中微生物活动具有不同的影响。
传统耕作方式中的翻耕会导致土壤中的微生物暴露在空气中,使微生物的数量和活性受到一定的限制。
而保护耕作方式中的不翻耕或少翻耕有利于土壤微生物群落的多样性和数量的增加。
此外,添加有机肥也能够为土壤中的微生物提供适宜生长的环境,促进微生物的活动,有利于土壤养分的循环和作物生长。
总结综上所述,田间不同的耕作方式对土壤质量具有显著的影响。
耕作方式对华北冬小麦田土壤微生物生物量碳分布特征的影响
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其主要影响因素 ,以期能够为提高土壤肥力及作物 产量优化提供参考。
1 材 料 与 方 法
11 试 验 地概 况 .
本试验在 中国科 学院栾城农 业生态系统试验 站( 3 。3,E 1。1进行 ,该站位于河北省栾城 N 75 l44 , ) 县境 内,地处冀中平原 中南部,属暖温带半湿润地 区, 为太行山前平原小麦. 玉米一年两熟农业区的代 表。试验站海拔高度 5 .m,年平均气温 l .℃, 01 2 2 年平均降水量 50 m 3 m。供试土壤类型为潮褐土 , 土壤质地为粉质壤土 , 粘粒含量为 1.1 耕层土 5 %。 0 壤平 均容 重 为 1 9gc ’ 壤 p 值 为 7 8 . ・ ,土 3 m- H . ,土 6 壤有机碳为 1. ・ ~ 39 , 7g 全氮含量 0 9 ・ ~ . k ,速效 6gg 磷含量 5 . g g , 1 6 ・ ~ 速效钾 12 7 g g 。研究 2m k 0. ・ ~ 5m k 期间气温及降水变化如图 l 。 12 试 验设 计 _ 耕作试验布置于 2 0 年,微生物生物量碳始 0 1 于 20 07年小麦播种期测定。试验设置翻耕 、免耕 和旋耕 3 个处理 , 每个处理 3 次重复, 小区面积 0 3 . 3 h 1 具体处理如下 : I。 I 2 翻耕 ( T) 玉米收获后秸秆 C , 粉碎全量还 田,施撒化肥 ,秸秆粉碎机粉碎秸秆并 破 除根茬 ,翻耕 一 遍 ( 深 1 ~2 m) 旋 耕 耱平 耕 5 0c , 后播种小麦 ;旋耕 ( T ,玉米收获后秸秆粉碎全 R ) 量还 田,施撒化肥 ,旋耕机旋耕两遍 ( 耕深 8 l 0 c m,粉碎秸秆并破除根茬 ) ;免耕 ( T) N ,秸秆粉
不同耕作方式对土壤微生物数量的影响
![不同耕作方式对土壤微生物数量的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/4ba0abd9c1c708a1284a44d0.png)
不同耕作方式对土壤微生物数量的影响摘要:为了研究冀北坝上半干旱区不同耕作方式对土壤微生物数量的影响,以小麦和燕麦为例,试验共设免耕、传统、年年深松、年年浅松、浅旋和隔年深松6个不同耕作方式处理,研究土壤微生物数量与不同耕作方式之间的关系。
结果表明,土壤微生物数量在不同耕作方式下随着土层深度的增加而明显降低;与传统耕作方式相比,保护性耕作模式均可提升细菌、真菌、放线菌数量。
关键词:半干旱区;耕作方式;土壤微生物数量EffectsofDifferentTillageMethodsonSoilMicrobialQuantityAbstract:Theeffectofdifferenttillagemodes onsoilmicrobialquantityinsemiaridareaofBashanginNorthHebeiwasstudiedusingwheatandoatsasmaterial.6treatmentsincludingno-tillage,traditional,continuouslysubsoiling,continuouslysurfacetillage,surfacerotaryandsurfacetillageeverytwoyearswereconductedtostudytherelationshipbetweensoilmicrobialbiomassandtillagemodes.Theresultsshowedthatquantityofsoilmicrobial decreasedobviouslywiththeincreaseofsoildepthindifferenttillagemodes.Comparedwithconventionaltillage,conservationtillagecouldimprovethequantityofsoilbacteria,fungus,actinomyces.Keywords:semi-aridregion;tillage;soil microbialquantity土壤微生物是土壤肥力状况的重要指标[1]。
不同耕作方式对耕层土壤性质的影响
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不同耕作方式对耕层土壤性质的影响蒋云峰;屈明秋;王月;钱瑞雪【摘要】对比分析了免耕、翻耕、深松耕作等不同耕作方式对土壤物理性质、化学性质和生物性质的影响,结果显示免耕秸秆覆盖等保护性耕作措施在改善土壤结构、蓄水保墒、培肥地力、提高土壤生物多样性方面等方面具有显著作用.通过本文望能为保护性耕作在我国的有效开展,营造健康的农田生态系统提供参考.【期刊名称】《吉林师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】3页(P144-146)【关键词】传统耕作;保护性耕作;土壤理化性质【作者】蒋云峰;屈明秋;王月;钱瑞雪【作者单位】吉林师范大学旅游与地理科学学院,吉林四平136000;吉林师范大学旅游与地理科学学院,吉林四平136000;吉林师范大学旅游与地理科学学院,吉林四平136000;吉林师范大学旅游与地理科学学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】S345土壤是农业生产的基础,对土壤进行耕作可改变耕层土壤结构,调节土壤水、肥、气、热之间的关系,为作物生长提供良好的生存环境[1].不同耕作方式会对土壤环境产生不同的影响.传统耕作方式,如翻耕、裸露休耕等可快速除去杂草、作物残留等,但会使耕层变薄,地表受损,水分蒸发,导致土壤养分流失,持水保肥能力下降,恢复功能减弱等不良后果[2].近些年来,以保留土壤自我保护机能、营造机能为特点的保护性耕作逐渐兴起,其取消了铧式犁翻耕,在保留地表覆盖物的前提下进行免耕播种[3].保护性耕作在蓄水保墒、培肥地力、防止扬尘、减少侵蚀、保护环境、节本增效等方面具有显著优势.本文通过比较保护性耕作与常规耕作对土壤理化性质影响,以期为保护性耕作的有效开展,营造健康的农田生态系统提供参考.土壤水分是植物生长和生存的基础,是土壤物理性质中不可缺少的指标.耕作活动对土壤水分有很大的影响.常年翻耕无作物覆盖,地表裸露,会增加水分蒸发,使土壤水分流失.而免耕秸秆覆盖较传统耕作方式减少了对土壤扰动,土壤持水能力增强,可提高自然降水的利用率[4].有研究表明,在降水量5~25 mm时,免耕水分平均入渗率比翻耕提高1.80倍;30~45 mm时,比翻耕提高1.71倍[5].深松耕作可缓解土壤紧实性,减少地表径流,提高土壤含水量,也利于作物生长[6].土壤容重亦称土壤密度,指田间自然状态下单位容积原状土壤的重量(g·cm-3),是反映土壤紧实程度、孔隙状况等结构性特征的重要指标.土壤容重直接影响土壤肥力、植物根系发育等[7].传统耕作方式不断地翻耕,农用机具频繁使用,特别是重型农用机具的使用,可导致土壤紧实度增强,加大土壤容重.有研究显示免耕土壤容重小于传统翻耕,且土壤容重随免耕年限的增加呈减小的趋势.深松耕也可降低土壤容量,给作物生长提供更好的环境[8].但也有一些研究显示:长期免耕,在0~20 cm耕层土壤容重高于连年翻耕[9].由此可见,耕作方式对土壤容重的影响依土壤类型、生态条件而存在差异.土壤硬度指土壤对外界垂直穿透力的反抗能力,反映土壤孔隙状况及土粒间结持力的大小[10].土壤硬度对土壤水分、养分、通气性、热特性以及作物根系的发育、耕作难易程度等方面存在影响.传统翻耕由于常年频繁翻动土壤,使土壤质地变得疏松,自然降低土壤硬度.相反,免耕则不会连续翻动土壤,硬度增加.土壤孔隙度对土壤水分的传输、作物根系的生长发育等方面也有重要影响.适当的孔隙度可是土壤保持良好的水、气关系,并增强土壤生物的活性.免耕的土壤硬度虽然很大,但是免耕相对于翻耕,大孔隙减少,中小孔隙增多,提高了土壤表层的总孔隙度,很好地改善了土壤结构.而传统耕作方式,常年翻耕土壤使大孔隙数量增加,中小孔隙减少.土壤pH在土壤肥力方面,尤其是供肥能力方面具有重要作用.Gal等的研究表明,耕作可以显著改变土壤的酸碱度[11].常旭虹研究表明,表层免耕土壤pH往往比传统耕作土壤低(尤其30 cm耕层内),影响作物生长[12].兰全美等研究发现,水作及旱作后,免耕土壤pH均低于常规耕作,免耕2年和3年土壤pH分别降低了0.29和0.46个单位,显著低于常规耕作土壤[13].不同的耕作方式对土壤养分,包括养分的多少、养分的有效性的影响大不相同.免耕秸秆覆盖的保护性耕作方式可有效提高土壤有机碳的含量,使土壤养分增加.对比翻耕、旋耕等耕作方式,免耕储存了更多的有机碳,并不断积累.而传统翻耕,长时间持续地翻动土壤,使土壤结构不稳定,土壤有机碳的含量下降,土壤养分严重流失.但也有一些研究显示,在土壤粘性较高、排水量较差的区域,免耕并没有有效地提高有机碳含量,其储量与传统耕作差别不大.相比之下,旋耕在这种土壤质地下,土壤有机质储量更高[14].因此,需进一步深入研究在不同生态类型区和土壤类型条件下耕作对于土壤养分的影响.土壤微生物在提高土壤养分、肥力方面具有重要影响.土壤微生物数量和种类与耕作方式密切相关,不同耕作方式下其数量存在显著差异.与传统翻耕相比,免耕秸秆覆盖土壤微生物数量显著增多.因为免耕作物秸秆覆盖使土壤温度变化小,湿度增大,土壤有机质增加,为土壤微生物活动创造了良好的生存条件.高云超等研究显示,连续免耕秸秆覆盖可提高0~10 cm土层土壤细菌总数、棒状细菌数、贫营养细菌和放线菌数量[15].陈尚洪等研究表明,秸秆还田能提高土壤活性碳、矿化碳和微生物量碳含量[16].土壤动物是土壤具有生命力的一部分,是生态系统中物质能量交换的纽带,成为判断土壤质量的重要标准之一[17].不同的耕作方式深刻影响着土壤动物的生存环境.免耕保护了对扰动敏感的土壤动物,少耕则促进了土壤动物繁殖,有利于提高大多数土壤动物类群数量.免耕秸秆还田可为土壤动物提供稳定的栖身之处,有利于土壤动物幼虫的繁衍生长.因此,相对于传统耕作,免耕更能维持生态系统的稳定性,更有利保护土壤动物的数量和多样性.朱强根等在黄淮海平原研究免耕玉米秸秆覆盖对土壤动物多样性的影响显示,土壤动物类群和数量在玉米拔节期免耕要高于翻耕;并且秸秆还田量与土壤动物丰富度成正相关[18].我国是一个农业大国,农业的可持续发展需要依靠一定的土壤结构,有机物和营养物质的良性循环,而这又与耕作方式密切相关.传统翻耕历史悠久,应用广泛,在农业生产中占有很重要地位.但常年频繁的翻耕会造成土壤结构破坏,土壤有机质含量大幅度减少,土壤质量下降,生态环境恶化等问题.随着保护生态环境、节约资源意识的提高,免耕秸秆还田、深松耕作等保护性耕作方式开始受到人们的欢迎.相对传统翻耕,少耕或免耕,可改善土壤结构,提高土壤持水蓄水能力,减少水分蒸发,增加土壤养分的供给,为土壤生物提供稳定的生存环境,维护了生态系统的平衡.在我国保护性耕作方式还不太成熟,需要不断的探索,要结合不同地区实际的经济条件、气候条件,地形条件采用适地适法的耕作方式.农业现在正在走向数字化、绿色化,需要我们投入更多的精力和财力,加强这方面的研究,也要与其他国家交流经验,共同促进保护性耕作的发展,推进农业进步.【相关文献】[1]孙利军,张仁陟,黄高宝.保护性耕作对黄土高原旱地地表土壤理化性状的影响[J].干旱地区农业研究,2007,25(6):207~211.[2]丁昆仑.深松耕作对土壤水分物理特性作物生长的影响[J].中国农村水利水电,1997,(7):13~16.[3]张海林,高旺盛,陈阜,等.保护性耕作研究现状、发展趋势及对策[J].中国农业大学学报,2005,10(1):16~20.[4]李永平,王孟本,史向远,等.不同耕作方式对土壤理化性状及玉米产量的影响[J].山西农业科学,2012,40(7):723~727.[5]Chen Y,Cavers C,Tessier S,et al.Short-term tillage effects on soil cone index and plant development in a poorly drained,heavy clay soil[J].Soil Tillage Res.,2005,82:161~171. [6]Lal R.No-tillage effects on soil properties under different crops in WesternNigeria.Soil.[J].Sci.Am.J,1976,40:762~768.[7]廖萍,黄国勤.红壤旱地保护性耕作对土壤理化性状的影响[J].耕作与栽培,2006,(5):31~32.[8]王昌全,魏成明,李廷强,等.不同免耕方式对作物产量和土壤理化性状的影响[J].四川农业大学学报,2001,19(2):152~154.[9]刘武仁,郑金玉,罗洋,等.玉米留茬少、免耕对土壤环境的影响[J].玉米科学,2008,16(4):123~126.[10]Yang X-J,Li C-J.Impacts of mechanical compaction on soil properties,growth of crops,soil-borne organisms and environment[J].Scientia AgriculturaSinica,2008,41(7):2008~2015.[11]Gál A,Vyn T J,Michéli E,et al.Soil carbon and nitrogen accumulation with long-term no-till versus moldboard Plowing overestimated with tilled-zone sampling depths[J].Soill and Tillage Research,2007,96:42~51.[12]常旭虹.保护性耕作技术的效益及应用前景分析[J].耕作与栽培,2004,(1):1~3.[13]兰全美,张锡洲,李廷轩.水旱轮作条件下免耕土壤主要理化特性研究[J].水土保持学报,2009,23(1):145~149.[14]Divito G A,Sainz Rozas H R,Echeverría H E,et al.Long term nitrogen fertilization:Soil property changes in an Argentinean Pampas soil under no tillage[J].Soil and Tillage Research,2011,114:117~126.[15]高云超,朱文珊.秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落区系的影响[J].生态科学,2000,19(3):27~32.[16]陈尚洪,刘定辉,朱钟麟,等.四川盆地秸秆还田免耕对土壤养分及碳库的影响[J].中国水土保持科学,2008,6(31):54~56.[17]时雷雷,傅声雷.土壤生物多样性研究:历史、现状与挑战[J].科学通报,2014,59:493~509.[18]朱强根,朱安宁,张佳宝,等.黄淮海平原保护性耕作下玉米季土壤动物多样性[J].应用生态学报,2009,20(10):2417~2423.。
土壤微生物多样性及其影响因素
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[摘要]土壤微生物多样性,包括微生物类群多样性、群落结构多样性以及遗传多样性等。
土壤微生物多样性对维持土壤生态系统稳定起重要作用,而且不同的土壤具有不同的土壤微生物群落。
影响土壤微生物多样性的因素很多,主要可以分为自然因素和人为因素。
[关键词]土壤微生物多样性影响因素[中图分类号]S15[文献标识码]A[文章编号]1003-1650(2015)12-0137-01土壤微生物多样性及其影响因素张记霞(包头轻工职业技术学院,内蒙古包头014035)土壤是微生物的大本营,是微生物生长和繁殖的天然培养基,土壤微生物资源在自然界中最为丰富多样。
土壤中微生物的种类较多,包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和显微藻类等。
而且数量也很大,l 克土壤中就有几亿到几百亿个微生物个体。
研究土壤微生物多样性及其影响因素对于稳定生态系统、开发生物资源以及促进土壤持续利用等方面具有重要意义,因此土壤多样性的研究得到了大多数学者的广泛关注和重视。
1土壤微生物多样性所谓土壤微生物多样性,即生态系统中所有的微生物种类、它们拥有的基因以及这些微生物与环境之间相互作用的多样化程度。
尽管土壤微生物与生物环境之间的关系复杂多样、因种而异,但总体上可归纳为互生、共生、寄生、拮抗、捕食及竞争等六大关系[1]。
鉴此,土壤微生物多样性研究的核心内容应是自然或干扰条件下土壤微生物的群落结构、种群消长、生理代谢以及遗传变异等。
1.1物种多样性土壤微生物的物种多样性是指土壤中微生物的物种丰富度和均一度,这是微生物多样性的最直接的表现形式。
资料表明,自然界中95%~99%的微生物种群尚未被分离培养或描述过,从而推算地球上仅细菌就有10万~50万种[2]。
因为绝大多数微生物种群尚不能分离培养,所以目前重点研究一些对人类关系最为密切的物种,并通过培养基最大限度地培养各种微生物菌落,由此了解土壤中可培养的微生物种群。
1.2结构多样性土壤微生物的结构多样性是指土壤微生物群落在细胞结构及组成上的多样化程度,这是导致微生物代谢方式和生理功能多样化的直接原因。
不同耕作处理结合施肥、秸秆还田对土壤微生物多样性的影响
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摘
要: 为 了探 索不 同耕 作处理对 土壤 耕层和 犁底 层微 生物数 量及其 多态性 的影响 , 对吉林省公 主岭 周边和 长春
农安 等地进行 田间试验并 采集土壤 , 通过 室 内实验 对土壤进行 P C R扩增 以及 D G G E图谱分析 等研 究 。结 果表 明 : 不 同耕作处理 下 , 耕作层 和 犁底 层土壤微 生物均 较农 民常规耕作 下土壤微 生物种群 结构 多样性 有所增加 。通过
Lv Ch u n s h a e t a 1 .
( J i l i n Ag r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , C h a n g c h u nl 3 0 0 0 0, Ch i n a )
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o e x p l o r e d i f f e r e n t c r o p p i n g s y s t e ms o n s o i l t i l t h a n d p l o w n u mb e r o f mi c r o o r g a n i s ms a n d
安徽农 学通报 , A n h u i A g r i . S c i . B u l 1 . 2 0 1 3 , 1 9 ( 2 4 )
65
不 同耕作处理结合施肥 、 秸秆还 田对 土壤微 生物 多样性 的影响
吕春莎 王鸿斌 周 薇
1 3 0 0 0 0 )
( 吉林农业 大学资源与环境 学院 , 吉林 长春
t h e i r p o l y mo r p h i s ms i n l f u e n c e o n t h e p e r i me t e r a n d C h a n g c h u n, J i l i n G o n g z h u l i n g Ci t y a n d o t h e r p l a c e s t o c a r r y
不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系
![不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系](https://img.taocdn.com/s3/m/92ddfcd89a89680203d8ce2f0066f5335a8167d2.png)
2、温度敏感性:在温度变化范围内,林地的温度敏感性较高,草地的温度 敏感性较低,农田和建设用地的温度敏感性居中。这可能是因为林地植被覆盖率 高,土壤中根系发达,对温度变化较为敏感。而草地由于草本植物的根系较浅, 对温度变化的响应相对较弱。
结论
本次演示通过对不同土地利用方式下土壤呼吸和温度敏感性的研究,得出以 下结论:土地利用方式对土壤呼吸和温度敏感性具有显著影响。其中,农田和建 设用地的土壤呼吸速率较高,林地的土壤呼吸速率较低,草地的土壤呼吸速率居 中;而在温度敏感性方面,林地的温度敏感性较高,草地的温度敏感性较低,农 田和建设用地的温度敏感性居中。这些结果表明,土地利用方式是影响土壤呼吸 和温度敏感性的重要因素。
背景
土壤呼吸是指土壤中微生物分解有机物质并释放二氧化碳的过程。这个过程 受到多种因素的影响,其中温度是一个重要的因素。温度敏感性是指土壤呼吸速 率对温度变化的敏感程度。已有研究表明,土壤呼吸和温度敏感性受到土地利用 方式的影响。例如,与林地相比,农田土壤的呼吸速率较高,但其温度敏感性较 低。
研究方法
不同土地利用方式下土壤入渗特 征的影响因素
土壤入渗特征的影响因素包括人类活动、化学物质污染等。人类活动如土地 利用方式的改变、耕作方式的变化等都会对土壤入渗产生影响。例如,过度耕作 会导致土壤质地变得松散,从而降低土壤入渗能力。化学物质污染如农药、化肥 等的使用也会对土壤入渗产生影响,这些化学物质可能会改变土壤的物理性质, 从而影响土壤的入渗能力。
参考内容
引言
土壤呼吸是生态系统的一个重要过程,它将有机物质分解为简单的无机物质, 如二氧化碳和水。这一过程不仅影响土壤质量的维持和植物生长,还对全球气候 变化有着重要影响。温度敏感性是土壤呼吸的重要特征之一,它描述了土壤呼吸 随着温度变化的敏感程度。不同土地利用方式下,土壤呼吸和温度敏感性可能会 有所不同,因此,本次演示将对此进行深入研究。
采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化
![采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化](https://img.taocdn.com/s3/m/70fc0efd551810a6f424860c.png)
摘要:采用以空间代替时间的方法,研究了采煤塌陷区复垦后土壤自然演替状况下先锋植物根际微生物数量和组成的变化,探讨不同先锋植物根际微生物变化的特征和规律。
结果表明,不同先锋植物其根际微生物的数量不同,其中,复垦1年后的土壤,狗尾草的根际细菌、真菌和放线菌数量及微生物总量均大于刺儿菜的根际微生物数量,复垦3年后则相反;两种先锋植物根际微生物的数量均随着复垦年限的延长而显著增加,其中,细菌和放线茵数量增加的较快,因此,细菌所占微生物总量的比例随着复垦年限延长而增加,而真菌的比例降低。
复垦后土壤上的先锋植物根际效应十分明显,从微生物类群来看,根际效应是真菌>放线茵>细菌,从植物类别来看,复垦1年后的土壤上,先锋植物狗尾草的根际效应大于刺儿菜,但复垦3年后则相反,说明随着物种和时间的变化,根际效应也发生变化。
关键词:采煤塌陷区;复垦地;先锋植物;根际微生物矿产资源的开发利用为社会进步及经济发展做出了巨大贡献,但同时也严重破坏了矿区的生态环境,如煤炭井工开采引起大面积地表塌陷,从而造成地质结构破坏,并产生一系列的生态环境问题和社会问题。
因此,中国在《土地复垦规定》的基础上于2011年又颁布了《土地复垦条例》,以期提高复垦土地的社会效益、经济效益和生态效益。
在塌陷区土地复垦过程中,土壤质量和植被的恢复是受损生态系统恢复的关键。
而在土壤一植被的复杂关系中,土壤微生物起着非常重要的作用。
一方面,土壤微生物将有机养分转化成无机养分,以利于植物吸收利用;另一方面,植物通过其根际分泌物为微生物提供重要的能量物质,影响着土壤微生物的群落结构和代谢活性。
有关采煤塌陷复垦区土壤微生物的研究大多集中在土壤微生物与土壤性质的关系、不同复垦模式及年限对土壤微生物的影响、不同施肥对土壤微生物的影响以及微生物在土壤修复中的应用等方面,对工程复垦后土壤自然恢复状况下先锋植物根际微生物的研究较少。
土壤微生物与植物根际微环境进行着复杂频繁的相互作用,不同植物根分泌物的种类和数量不同,因此对根际微生物的影响不同。
黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳及微生物呼吸的影响
![黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳及微生物呼吸的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/f91e34e1aef8941ea76e0535.png)
生态环境学报 2017, 26(1): 62-66 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家自然科学基金项目(31640011)作者简介:李英(1990年生),女,硕士研究生,主要从事生态系统碳循环研究。
E-mail: yli2014henu@*通信作者:赵灿灿(1982年生),女,讲师,博士,主要从事地下生态系统过程研究。
E-mail: cczhao2008@收稿日期:2016-11-29黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳及微生物呼吸的影响李英,韩红艳,王文娟,杨光菲,赵灿灿*河南大学生命科学学院,河南 开封 475004摘要:土壤是陆地生态系统最大的碳库,有机碳通过微生物分解作用向大气释放CO 2,土壤碳库的微小变化将会对大气CO 2浓度和全球碳循环产生巨大的影响。
在当前人类活动频繁和土地利用与土地覆被变化的背景下,研究不同土地利用方式对土壤有机碳等理化性质和土壤微生物呼吸等功能的影响,可以阐明影响土壤碳汇功能的关键因子,为未来土地利用管理提供科学依据。
以开封市为例,研究了黄淮海平原不同土地利用方式(包括弃耕地、草地、果园、农田和森林)下土壤湿度、pH 值、铵态氮、硝态氮、总碳、总氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳氮、微生物呼吸及其温度敏感性的变化规律。
研究结果表明,(1)森林土壤湿度、总碳、总氮、有机碳(1.48%)、微生物生物量碳氮含量显著高于其他土地利用方式,但其微生物呼吸(101.06 mg·kg -1·d -1)和温度敏感性(1.18)最小。
(2)农田土壤的总碳、总氮、有机碳、微生物生物量碳氮含量均次于森林且高于其他土地利用方式,微生物呼吸速率较大(128.55 mg·kg -1·d -1)。
(3)弃耕地、草地和果园土壤碳氮和微生物碳氮较小。
(4)结构方程模型表明土地利用方式可以直接解释土壤有机碳积累的68%,且可通过土壤湿度间接地影响土壤有机碳和微生物呼吸。
不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响
![不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/c0eaf3c60342a8956bec0975f46527d3250ca656.png)
不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响引言:农作方式是指农田的管理和耕作方法,对耕作方式的选择不仅影响农作物的产量和品质,还会对土壤的理化性质产生影响。
耕层土壤是农田土壤中最外层的一层土壤,直接接触到大气和植物根系,对农作物的生长发育和土壤肥力具有重要影响。
本文将探讨不同农作方式对耕层土壤理化性质的影响。
一、不同耕作方式对土壤养分的影响1. 常规耕作方式常规耕作方式包括传统的耕种和施肥方法,通常会使用化肥和农药来提高农作物的产量。
然而,这种方式长期以来在农田中被大量使用,导致土壤养分的流失和土壤的贫瘠化。
化肥的过度使用会造成氮、磷、钾等养分的积累,使土壤失去了平衡,在土壤中形成了营养元素的过量和缺乏现象。
2. 有机农作方式有机农作方式强调通过保持土壤的生物多样性和增加有机质来改善土壤质地。
有机农作方式不使用化肥和农药,而是依靠绿肥作物和有机肥料来提供养分。
这种方式能够增加土壤中有机质和微生物的含量,提高土壤的水分保持能力和抗逆性。
有机农作方式还可以增加土壤中的微生物多样性,促进养分循环和有机质分解,为植物提供更健康的生长环境。
二、不同耕作方式对土壤水分的影响1. 常规耕作方式常规耕作方式使用机械翻耕和深耕作业,破坏了土壤表面的土壤结构,增加了土壤的渗透性,导致水分的快速流失。
此外,过度耕作还会破坏土壤的团聚体和孔隙结构,降低土壤的保水能力。
2. 保护性耕作方式保护性耕作方式通过减少耕作次数和翻耕深度,保持植被覆盖,减少了土壤的水分蒸发和侵蚀。
保护性耕作方式能够保持土壤表面的覆盖层,减少水分的蒸发和土壤的冻融循环,提高土壤的水分利用效率。
同时,保护性耕作方式还能够改善土壤的结构和通透性,增加土壤的水分储存能力。
三、不同耕作方式对土壤结构的影响1. 常规耕作方式常规耕作方式使用机械翻耕和深耕作业,破坏了土壤的团聚体和孔隙结构,导致土壤板结和贫瘠化。
长期以来的过度耕作和翻耕会导致土壤中的有机质和养分流失,使土壤变得贫瘠。
土壤微生物量的影响因素
![土壤微生物量的影响因素](https://img.taocdn.com/s3/m/b834d16f0622192e453610661ed9ad51f01d543a.png)
土壤微生物量的影响因素1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写:土壤是地球上最重要的自然资源之一,它承载着植物的生长和生态系统的平衡。
土壤微生物是土壤生态系统中一个重要的组成部分,其数量和活性对土壤质量和生态系统功能具有重要影响。
土壤微生物量是指单位土壤质量或体积中的微生物生物量。
它包括细菌、真菌、放线菌、古菌等多种微生物群体。
土壤微生物量的测定能够反映土壤生态系统的健康状况、土壤肥力和生物地球化学循环的强度。
土壤微生物量的影响因素是多种多样的。
首先,土壤环境因素是影响土壤微生物量的重要因素之一。
例如,土壤温度、湿度、酸碱度和氧气含量等环境因素会对土壤微生物的生存和繁殖产生影响,从而对土壤微生物量产生影响。
其次,土壤养分状况也是影响土壤微生物量的关键因素。
不同类型的养分含量和比例都会对土壤微生物的生理代谢和生长繁殖产生重要影响。
另外,土壤地理因素如海拔、土壤类型和土壤质地等也会对土壤微生物量产生影响。
此外,人为活动如农药使用、施肥、土壤耕作方式等也会对土壤微生物量产生直接或间接的影响。
总之,土壤微生物量的影响因素是多方面综合作用的结果。
深入研究这些影响因素,有助于我们更好地理解土壤微生物生态系统的运行机制和土壤生态功能的发挥。
在这篇文章中,我们将重点探讨土壤微生物量的几个重要影响因素,以期为土壤生态系统的管理和保护提供科学依据。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分的主要目的是为读者提供文章内容的整体框架,让读者清楚地了解文章的组织结构和内容安排。
通过明确的结构,读者可以更好地理解文章的逻辑关系,掌握主题的发展思路。
本文的结构分为三个主要部分:引言、正文和结论。
引言部分将给出文章的背景和动机,概述土壤微生物量的研究现状以及存在的问题和挑战。
接下来,文章将介绍本文的结构安排,即引言、正文和结论部分具体的内容和组成。
正文部分将围绕土壤微生物量的影响因素展开讨论。
首先介绍影响因素1,包括XX、XX和XX等方面的内容。
不同土地利用方式对微生物特性及土壤理化性质的影响
![不同土地利用方式对微生物特性及土壤理化性质的影响](https://img.taocdn.com/s3/m/c4d5ea24a88271fe910ef12d2af90242a995ab7d.png)
不同土地利用方式对微生物特性及土壤理化性质的影响土地利用方式是指人类对土地的开发利用方式,包括农业、林业、畜牧业和工矿业等,不同的土地利用方式对土壤中的微生物特性和土壤理化性质都会产生不同程度的影响。
本文将从微生物特性和土壤理化性质两个方面探讨不同土地利用方式的影响。
一、微生物特性的影响1.农业利用方式:农业活动对土壤中微生物的种类和数量产生显著影响。
农业化肥的施用会改变土壤中的氮、磷、钾等养分含量,从而影响微生物的生长繁殖。
农药的使用会对土壤中的微生物产生毒害作用,降低微生物的多样性和活性。
长期耕作会导致土壤中有机质的流失,降低微生物的生存环境,从而影响微生物的特性。
2.林业利用方式:林业活动会改变土壤中的植被类型和植被覆盖度,从而影响土壤中的微生物群落结构。
不同类型的树种会释放不同类型和量的根际物质,影响土壤微生物的生长和活性。
林地的保护和恢复可以增加土壤中微生物的多样性,提高土壤的肥力和健壮性。
3.畜牧业利用方式:畜牧业活动会导致土壤中的有机质含量增加,有利于微生物的生长和繁殖。
但过度放牧会破坏土壤的结构,导致水土流失和土壤侵蚀,影响微生物的生存环境。
合理的畜牧业利用方式可以增加土壤中微生物的活性,促进土壤的健康。
4.工矿业利用方式:工矿业活动对土地的破坏会导致微生物的生存环境恶化,影响土壤中微生物的多样性和数量。
工矿废弃物的排放会造成土壤污染,对微生物产生毒害作用。
合理的工矿业利用方式可以减少对土壤中微生物的影响,促进土壤的恢复和重建。
1.农业利用方式:农业活动会改变土壤的质地和结构,影响土壤中的通气性和透水性。
农田的耕作会破坏土壤结构,降低土壤的保水保肥能力。
化肥和农药的施用会改变土壤pH值和离子交换能力,影响土壤中的养分循环和吸附作用。
2.林业利用方式:林地的植被可以保护土壤不受侵蚀和水土流失,改善土壤的质地和结构。
林地的根系可以增加土壤的有机质含量,促进土壤的肥力和肥力。
林地的保护和恢复可以增加土壤的稳定性和健康。
土地利用变化对土壤肥力影响研究进展
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第20卷 第1期世 界 林 业 研 究Vol.20 No.1 2007年2月World Forestry Research Feb12007土地利用变化对土壤肥力影响研究进展3肖 烨1,2 张于光2 张小全2 易图永1(1湖南农业大学生物安全科技学院,长沙410128;2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室,北京100091)摘要:随着人类活动对土地利用的范围不断扩大、强度不断加剧,不同的土地利用方式改变了土壤的理化性质、养分状况、土壤酶活性,进而对土壤肥力造成了不同程度的影响。
文中从土壤微生物、养分状况、土壤酶活性和土壤的物理性质4个方面综述了土地利用变化对土壤肥力的影响。
关键词:土地利用变化,土壤酶活性,土壤有机质,土壤肥力中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:1001-4241(2007)01-0006-04Rev i ew on the I nfluence of Land Use Changes on So il FertilityXiao Ye1,2Zhang Yuguang2Zhang Xiaoquan2Yi Tuyong1(1College of B i osafety Science and Technol ogy,Hunan Agricultural University,Changsha410128,China;2I nstitute of Forestry Ecol ogy,Envir on ment and Pr otecti on,Chinese Acade my of Forestry, the Key Laborat ory of Forest Ecol ogy and Envir on ment of State Forestry Ad m inistrati on,Beijing100091,China)Abstract:Land use is a general reflecti on of the human activities of using land and the most exten2 sive,direct and p r ofound influence fact ors t o the s oil fertility.W ith the intensity and amp lificati on of land use,land use changes i m pacts the s oil physicoche m ical p r operties,which directly i m pacted the s oil fertility,nutrient status and s oil enzy me activities.This paper revie wed the effect of land use changes on s oil fertility f oll owing the changes of s oil m icr obe,nutrient status,s oil enzy me ac2 tivities and s oil physical p r operties.Key words:land use changes,s oil enzy me activities,s oil organic matter,s oil fertility 土地利用是指人类使用土地的方式或目的,如农业、林业、居住地、草地、湿地、果园等;土地利用变化主要指农业、林业和其他土地管理活动对整个景观的改变[1]。
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不同耕作方式下土壤有机质含量与微生物数量的关系研究摘要:对玉溪师范学院及周边地区的菜地、梨地、竹地、荒地、山坡林地、池塘底泥等6种不同土地耕作方式下进行土壤采样分析,对土壤中微生物数量与土壤有机质含量进行比对分析,研究二者之间的关系。
结果表明,不同耕作方式下微生物总量各有差异,具体表现为池塘底泥>菜地>梨地>竹林>山坡林地>荒地,且从土壤有机质含量测定上得出池塘底泥>菜地>梨地>竹林>山坡林地>荒地,由此可推出微生物数量与土壤有机质间存在着一定的正相关关系,即土壤微生物数量随土壤中有机质含量的增加而增加。
关键词:土壤微生物;有机质含量前言人类的生产活动和耕作方式会不同程度地影响着土壤的理化性质,即能改变了土壤的有机质含量、通透性、保肥保水性、枯落物的分解能力及动植物分泌物的吸附能力,进而为土壤中的微生物提供了不同的生存环境并影响着微生物的繁殖状况。
土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,虽然土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成、土壤肥力、农林业的可持续发展等方面都有着极其重要的作用。
由于土壤有机质是微生物生长繁殖的物质和能量的主要能源,所以土壤中的微生物主要栖息在有机质颗粒上。
土壤有机质是土壤肥力的重要指标,它能为植物直接提供养分,也可改善土壤的物理性状。
土壤中微生物是土壤物质循环的调节者,是活的土壤有机质部分,主要包括细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物。
土壤微生物与土壤肥力密切相关,比如土壤中有机质的分解转化以及腐殖质的累积等受放线菌和真菌的影响较大。
随着土地利用方式的不同,土壤微生物的组成和种群数量必然会存在一定程度上的差异。
因此加强对土壤微生物种群及数量与土地不同耕作方式之间的相关规律研究,对土壤肥力的培育与维持具有重要的生产实践意义。
1、土样采集与制备1.1 土样采集在玉溪师院学院及周边地方选取6种不同并具有代表性耕作方式下的土地的土壤进行采样,所选土样为梨地、竹地、菜地、荒地、山坡林地、池塘底泥。
以地块为单位,采用梅花形布点法取样,且土壤取样深度为0~30cm。
每种土样取3份,将所取土样放于盆中用手捏碎摊平,混合后取混合样1Kg装于塑料袋内,附上标签好采集记录,标明采样日期、采样地点、采样人、编上号。
1.2 土壤样品的处理土壤样品的处理包括风干、去杂、磨细、过筛、混匀、装瓶保存和登记等操作过程。
1.2.1 风干和去杂从地里采回的土样放在阴凉干燥通风、并无酸蒸汽、氨气和灰尘的污染的室内,把样品弄碎后平铺在干净的报纸上,经常翻动加速风干,风干后拣去植物残枝、石块等杂质。
1.2.2 磨细、过筛和保存将风干后的土样放在牛皮纸上,用木棍碾碎,使之通过60目筛。
筛好后的土样分别装于广口瓶内,附上标签,标明样品名称、编号、采样日期、采样地点、采样人。
2、试验部分2.1土壤中微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的测定2.1.1 方法提要土壤微生物数量分析采用稀释涂布平板法,其中采用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌,高氏一号培养基培养放线菌,马铃薯培养基培养真菌。
2.1.2 方法原理稀释涂布平板法能有效分离纯化微生物外,还可用于测定样品中活菌数量。
将微生物细胞充分稀释到单个分散,把这些单个分散的细胞均匀涂布在平皿培养基上,培养后长出的菌落肉眼可见,每个菌落都由原液中单个细胞发育而来,计算菌落数,通过公式可以求出单位原样品中的活菌数。
每ml(g)样品中的活菌数=(每皿菌落数平均值/取样体积)×稀释倍数土壤是微生物生活的大本营,所含微生物无论是数量还是种类都是极其丰富的,不同土样中各类微生物数量不同,一般土壤中细菌数量最多,其次为放线菌和霉菌及真菌。
本实验将采用3种不同的培养基从土壤中分离不同类型的微生物。
2.1.3 实验器材样品:土壤样品培养基:1、牛肉膏蛋白胨培养基2、高氏一号培养基3、马铃薯培养基仪器及其他:试管、三角瓶、烧杯、量筒、玻棒、天平、钥匙、高压蒸汽压力锅、记号笔、涂布棒、培养皿、吸管、无菌水、PH试纸等。
2.1.4 实验过程2.1.4.1培养基的配制(1)牛肉膏蛋白胨培养基配方:牛肉膏1.5g,蛋白胨5g,NaCl 2.5g,琼脂条10g,水500ml,pH 7.2具体步骤:称量药品→加热溶解→定容→调PH→分装→包扎标记。
(2)高氏一号培养基配方:可溶性淀粉10g,KNO3 0.5g,NaCl 0.25g,K2HPO40.25g,MgSO40.25g,FeSO4 0.005g,琼脂10g,水500ml,pH 7.2~7.4具体步骤:称量药品→加热溶解→定容→调PH→分装→包扎标记。
(3)马铃薯培养基配方:马铃薯100g,蔗糖10g,琼脂10g,水500ml,pH自然具体步骤:马铃薯去皮,切成块煮沸半小时,然后用纱布过滤,再加糖及琼脂,溶化后补足水至500ml。
将上述培养基放入高压蒸汽压力锅内121°灭菌30min。
当培养基冷至50℃左右到平板。
将灭菌的培养基放入37℃的温室中培养24~48h,以检查灭菌是否彻底。
2.1.4.2 制备土壤稀释液将一瓶土壤菌液(称取土样10g放入盛90ml无菌水)和5管9ml的无菌水排列好,按10-2、10-3、10-4、10-5、10-6依次编号。
在无菌操作条件下,用1ml无菌移液管吸取1ml10-1浓度的菌液于一管9ml无菌水中,将移液管吹洗三次,摇匀即为10-2浓度菌液。
同样方法,依次稀释到10-5。
2.1.4.3 涂布平板用1ml无菌吸管分别精确吸取10-3、10-4、10-5、10-6的稀释菌液1ml,对号放入编好号的3种无菌培养皿中,用无菌涂布棒将加入平板培养基上的土壤稀释液在整个平板表面涂匀,涂完一个平板用酒精灯灭菌。
2.1.4.4 培养接种完毕,将接种放线菌和真菌的平皿倒置与28℃培养箱中培养3~5天,培养细菌的平皿倒置于37℃温室中培养1~2天。
计数。
2.1.4.5实验结果数据处理,得如下表:表1 不同耕作方式下土壤微生物数量×104个/g2.1.5 结果与分析(不同耕作方式下土壤中微生物种类和数量的差别)从上述实验结果数据上看,不同耕作方式下,土壤中三大微生物的组成比例大体上一致但又略有差异。
从土壤微生物的种类上看,细菌数量占微生物总数的81%~85%左右,放线菌数量占总量的6.2%~9.4%左右,真菌占总量的8.2%~9.7%左右。
可见土壤微生物中细菌最多占绝对的优势。
从土壤微生物的总数来看,不同土地耕作方式下微生物数量上具有一定差异,由上表可得池塘底泥>菜地>梨地>竹林>山坡林地>荒地。
其中池塘底泥微生物数量最高,达221.7万个/g土,荒地为最低,为125.91万个/g土,二者相差95多万个/g土。
2.2土壤有机质含量的测定2.2.1方法提要在加热条件下,用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳,多余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定,由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质含量。
2.2.2 主要仪器设备电炉(1000W)、硬质试管、油浴锅、铁丝笼(大小形状与油浴锅配套,内有若干小格,每格内可插入一支试管)、温度计、滴定管。
2.2.3 试剂0.8mol/L 重铬酸钾—硫酸溶液,0.2mol/L 硫酸亚铁标准溶液,重铬酸钾标准溶液、邻菲啰啉(C12HgN2•H2O)指示剂。
2.2.4 分析步骤准确称取通过0.25mm孔径筛风干试样0.05g~0.5g(精确到0.0001g,称样量根据有机质含量范围而定),放入硬质试管中,然后从滴定管准确加入10.00mL 0.4mol/L重铬酸钾—硫酸溶液,摇匀并在每个试管口插入一玻璃漏斗。
讲试管逐个插入铁丝笼中,再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185℃~190℃的油浴锅内,使管中的液面低于油面,要求放入后油浴温度下降至170℃~180℃,等试管中的溶液沸腾时开始计时,此刻必须控制电炉温度,不使溶液剧烈沸腾,其间可轻轻提起铁丝笼在油锅中晃动几次,以使液温均匀,并维持在170℃~180℃,5mi n±0.5min后将铁丝笼从油浴锅内提出,冷却片刻,擦去试管外的油液。
吧试管内的消煮液及土壤残渣无损地转入250mL三角瓶中,用水冲洗试管及小漏斗,洗液并入三角瓶中,使三角瓶内溶液的总体积控制在50mL~60mL。
加3滴邻菲啰啉指示剂,用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的K2Cr2O7,溶液的变色过程是橙黄—蓝绿—棕红。
如果滴定所用硫酸亚铁溶液的毫升数不到下述空白试验所耗硫酸亚铁溶液毫升数的1/3,则应减少土壤称样量重测。
每批分析时,必须同时做2个空白试验,即取大约0.2g灼烧浮石粉或土壤代替土样,其他步骤与土样测定相同。
2.2.5结果计算O.M=[c×(V O-V)×0.003×1.724×1.10]/m×1000式中:O.M——土壤有机质的质量分数,单位为克每千克(g/kg);V O——空白试验所消耗硫酸亚铁标准溶液体积,单位为毫克(mL);V——试样测定所消耗硫酸亚铁标准溶液体积,单位为毫升(mL);c——硫酸亚铁标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);0.003——1/4碳原子的毫摩尔质量,单位为克(g);1.724——由有机碳换算成有机质的系数;1.10——氧化校正系数;m——称取烘干试样的质量,单位为克(g)1000——换算成每千克含量。
平行测定结果用算术平均值表示,保留三位有效数字。
2.2.6 实验结果表2 不同耕作方式下土壤有机质含量状况通过上述测定可以知道不同耕作方式下土壤有机质含量状况,由上表可知,池塘底泥的有机质含量是最高的,达37.7g/kg,荒地的有机质含量为最低,仅为4.7g/kg。
3、综合分析由实验得不同耕作方式下土壤微生物总数变化趋势为池塘底泥>菜地>梨地>竹林>山坡林地>荒地,且荒地微生物数量与池塘底泥微生物数量相比相差95多万个/g土,这种变化趋势主要是由于土壤养分以及土壤环境状况的差异所决定的。
鱼塘通常是养分富集的一个单元,有机质(达37.7g/kg)和其他养分物质都比较丰富,当所取土样排掉水分并晒干后,一定程度上改善了环境条件,如通气透光等,因而微生物得以大量生长。
菜地和梨地的有机质含量也较高分别为17.3g/kg和18.5g/kg,因而这两种土壤中微生物数量也较大。
山坡林地和荒地的土壤有机质含量比较低,仅为14.1g/kg和4.7g/kg,微生物数量也较少。
由此可推出微生物数量与土壤有机质间存在着一定的正相关关系,即土壤微生物数量随土壤中有机质含量的增加而增加。