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环境胁迫对不同水分管理措施下稻田土壤功能稳定性的影响

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应用生态学报 2019年第11期30卷 3795-3803页

作者：靳苗苗胡正锟朱柏菁刘满强焦加国李辉信陈小云胡锋南京农业大学资源与环境科学学院土壤生态实验室

随着全球变化和人类活动干扰的加剧,维持和提高土壤生态功能具有重要意义.本研究以室内模拟干扰下土壤功能稳定性为核心,研究环境胁迫(干燥、高温和干燥高温)对常规淹水、裸地旱作、秸秆覆盖旱作3种水分管理措施下土壤功能稳定性(抵抗... 详细信息

随着全球变化和人类活动干扰的加剧,维持和提高土壤生态功能具有重要意义.本研究以室内模拟干扰下土壤功能稳定性为核心,研究环境胁迫(干燥、高温和干燥高温)对常规淹水、裸地旱作、秸秆覆盖旱作3种水分管理措施下土壤功能稳定性(抵抗力和恢复力)的影响.结果表明:相对于单一的干燥或高温胁迫,复合胁迫虽然显著增加了土壤可溶性有机碳和铵态氮含量,但是降低了胁迫1 d后的土壤真菌和细菌生物量、土壤呼吸、土壤功能抵抗力,同时也显著降低了56 d后的土壤功能恢复力.相关性分析结果表明,细菌生物量和真菌生物量与土壤功能抵抗力和土壤功能恢复力均呈显著相关.不同水分管理措施能够调节环境胁迫对土壤功能稳定性的影响,无论是单一胁迫还是复合胁迫条件下,秸秆覆盖旱作均显著增加了可溶性有机碳、铵态氮含量和真菌、细菌生物量,其功能抵抗力和功能恢复力均高于常规淹水和裸地旱作.总之,在多种胁迫存在的条件下,秸秆覆盖旱作能够提高土壤生态系统在环境胁迫下的功能稳定性,是稻田节水旱作适宜的农业管理措施.

关键词：节水农业干扰土壤微生物性质秸秆覆盖功能稳定性

湘中丘陵区土壤微生物指标对土地利用方式的响应

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中南林业科技大学学报 2015年第4期35卷 72-77,88页

作者：李斌辜翔方晰李毅孙伟军李胜蓝中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004 国家林业局北京100714 南方林业生态应用技术国家工程实验室湖南长沙410004 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳Cmic、氮Nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比... 详细信息

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳Cmic、氮Nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基础呼吸强度、土壤微生物代谢熵)。结果表明,土地利用方式明显影响了土壤Cmic、Nmic含量,6种土地利用方式各土层Cmic、Nmic含量的变化趋势基本一致,与青冈+石栎常绿阔叶林相比,毛竹林、水田土壤Cmic、Nmic含量显著提高,而杉木人工林、苗圃、农用旱地却显著下降;6种土地利用方式各土层微生物熵的变化不一致,毛竹林、苗圃、农用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青冈+石栎常绿阔叶林,而杉木人工林最低;水田土壤Cmic/Nmic最高(9.35以上),青冈+石栎常绿阔叶林最低;青冈+石栎常绿阔叶林土壤基础呼吸强度、代谢熵最高,水田土壤基础呼吸强度较高,代谢熵最低,表明湘中丘陵区土壤微生物生物量主要受土壤有机碳源的制约,青冈+石栎常绿阔叶林土壤具有较多活性微生物种群,有机碳利用率较低,有利于土壤有机碳的积累,水田有机碳利用率较高。

关键词：土地利用方式土壤微生物性质土壤微生物指标湘中丘陵区

施用长枝木霉菌与废弃资源对矿山废弃地基质的改良研究

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施用长枝木霉菌与废弃资源对矿山废弃地基质的改良研究

作者：郑爽辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

煤炭开采在带来经济效益的同时也造成了不容忽视的生态环境问题,产生了大量废弃地,利用化学方法及微生物修复技术进行矿区废弃地改良是目前的研究热点。本研究以黑麦草为供试植物,选取微生物菌剂长枝木霉菌(TL)和废弃资源古龙酸母液(RE... 详细信息

煤炭开采在带来经济效益的同时也造成了不容忽视的生态环境问题,产生了大量废弃地,利用化学方法及微生物修复技术进行矿区废弃地改良是目前的研究热点。本研究以黑麦草为供试植物,选取微生物菌剂长枝木霉菌(TL)和废弃资源古龙酸母液(RE)、剩余活性污泥堆肥(AS)为改良剂在矸石山基质、排土场土壤两种不同生境条件下进行盆栽试验。通过不同用量改良剂单施试验确定最佳用量范围,然后进行配施试验,通过测定黑麦草生长生理指标,基质酶活性、微生物量碳、细菌及真菌多样性,揭示施用长枝木霉菌与废弃资源对矿山废弃地基质的复垦机制。研究结果表明:(1)接种TL总体上可改善黑麦草生长生理性质,低接种量(0.05%)的提升效果并不显著。植物生长生理综合指数显示,0.15%～0.35%TL为最适接种范围。TL处理可提高基质微生物性质,中接种量(0.25%)对基质修复效果最为显著。(2)低用量(0.17%、0.61%)和中用量(1.05%)的RE可提高黑麦草的生长指标,但效果并不显著。高用量(1.49%、1.93%)下黑麦草生理性质减弱,抗性变差。施用RE可提高基质酶活性和微生物量碳含量,但对微生物碳熵无促进作用。中用量(1.05%)对基质的改良效果最佳。(3)施用AS具有良好的促生效果,可提高黑麦草叶片过氧化氢酶活性并降低丙二醛含量,对基质酶活性及微生物量碳含量来说同样具有促进效果,但对微生物碳熵并无显著影响。30%用量的AS对植物及基质的改良效果最佳。(4)双施处理中,长枝木霉菌与剩余活性污泥堆肥配施(TL+AS)对矸石山基质、排土场土壤的植物生长生理及基质微生物性质的改良效果最佳,施入AS的双施处理改良效果好于不施用AS处理。三种改良剂联合施用(RE+TL+AS)对植物及基质的改良效果好于双施,与AS单施差异不大。RE+TL+AS联合施用在两种生境条件下对提高黑麦草总生物量、叶片过氧化氢酶活性、基质微生物量碳含量具有协同增效作用。综合考虑,认为RE+TL+AS三施对废弃地基质的改良效果最佳,单施AS次之。该论文有图60幅,表14个,参考文献147篇。

关键词：排土场土壤矸石山基质长枝木霉菌废弃资源植物生长生理土壤微生物性质

胁迫条件下菌剂对排土场土壤性质和植物生理的影响研究

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胁迫条件下菌剂对排土场土壤性质和植物生理的影响研究

作者：孙溥璠辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

土壤微生物性质可以作为评估土壤质量及肥力变化最为敏感同时也最具潜力的指标,植物抗逆性可以反映植物在逆境状态下抵御伤害的能力。为揭示微生物菌剂在胁迫条件下对土壤性质及对植物生理特性的影响,以紫花苜蓿为供试植物,海州露天矿... 详细信息

土壤微生物性质可以作为评估土壤质量及肥力变化最为敏感同时也最具潜力的指标,植物抗逆性可以反映植物在逆境状态下抵御伤害的能力。为揭示微生物菌剂在胁迫条件下对土壤性质及对植物生理特性的影响,以紫花苜蓿为供试植物,海州露天矿排土场土壤为基质,在单施哈茨木霉菌、枯草芽孢杆菌以及两种菌剂混施条件下,通过盆栽试验分别进行干旱、盐分和重金属胁迫研究,测定其土壤微生物性质及植物抗逆性。研究结果表明:(1)随干旱胁迫程度增加土壤微生物性质逐渐减弱。三种微生物菌剂的施用总体上能提高土壤微生物性质。依据土壤综合指数,单施枯草芽孢杆菌效果最佳。植物脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量随干旱胁迫加重而增多;植物抗氧化酶活性呈现先增后减的变化趋势。通过植物综合指数可以看出,微生物菌剂的施用能够提高植物抗逆性,单施枯草芽孢杆菌更有利于提高植物抗逆性。(2)土壤微生物指标总体随盐分胁迫增强而下降,施用微生物菌剂的土壤微生物指标均高于CK。在无盐分胁迫下单施两种菌剂对提高土壤综合指数的效果最佳;在轻度胁迫下单施哈茨木霉菌效果好;在中度胁迫下单施菌剂的效果最佳;而在重度胁迫下单施枯草芽孢杆菌效果较好。盐分胁迫条件下植物抗逆性指标的变化趋势与干旱胁迫条件下相同,植物综合指数显示两种微生物菌剂混施对提高植物抗逆性的效果最佳。(3)在重金属Cd胁迫下,土壤微生物性质总体上均低于无重金属胁迫。重金属Cd胁迫时菌剂混施效果好于单施;无胁迫时单施好于混施。施用微生物菌剂能够降低植物脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量,提高植物抗氧化性酶含量及活性。两种微生物菌剂混施在Cd胁迫下对提高植物抗逆性的效果最好。该论文有图32幅,表13个,参考文献99篇。

关键词：露天矿排土场胁迫微生物菌剂土壤微生物性质植物抗逆性

芽孢杆菌与根瘤菌双接种对矿区排土场复垦效果的研究

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芽孢杆菌与根瘤菌双接种对矿区排土场复垦效果的研究

作者：任曦玥辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

微生物修复技术具有高效的生态修复效果,目前已成为矿山复垦领域的研究热点。为揭示胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌双接种对矿区排土场的修复机制,本文首先进行了胶质芽孢杆菌不同梯度单接种用量和苜蓿根瘤菌不同梯度单接种用量下的排土场土... 详细信息

微生物修复技术具有高效的生态修复效果,目前已成为矿山复垦领域的研究热点。为揭示胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌双接种对矿区排土场的修复机制,本文首先进行了胶质芽孢杆菌不同梯度单接种用量和苜蓿根瘤菌不同梯度单接种用量下的排土场土壤紫花苜蓿盆栽实验,通过植物生长指标和土壤质量指标共同确定2种菌剂合适的单接种用量范围。在此基础上,将胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌合适的接种用量组合,进行双接种紫花苜蓿盆栽实验,获得最佳的双接种组合。采用该最佳双接种组合,同时设置对应的单接种处理,进行盆栽实验。测定植物的生长、生理指标,土壤的养分含量、酶活性,微生物量及细菌、真菌的多样性和群落组成,通过双接种、单接种处理之间各指标的对比分析,揭示双接种对矿区排土场土壤的复垦机制,为矿区生态修复提供了新的高效方法和理论依据。研究结果表明:(1)单接种处理中,低接种量(0.1%、0.4%)、高接种量(1.5%)下,胶质芽孢杆菌(PM)对排土场土壤的修复效果不明显,中等接种量(0.7%、1.0%)对排土场土壤的修复效果显著。苜蓿根瘤菌(RM)在低接种量(0.01%、0.05%)、高接种量(1.25%)下,对排土场土壤的修复效果也不明显,中等接种量下(0.25%、0.75%)修复效果显著。(2)各双接种处理中,双接种Ⅰ(0.7%PM+0.25%RM)、Ⅲ(1.0%PM+0.25%RM)处理能够显著提高排土场紫花苜蓿全部产量指标、结瘤量、叶绿素含量,显著提高了土壤全部速效养分含量、微生物量、呼吸强度和土壤全部酶活性。双接种Ⅱ(0.7%PM+0.75%RM)处理能够显著提高排土场紫花苜蓿大部分产量指标和部分土壤酶活性。双接种Ⅳ(1.0%PM+0.75%RM)处理仅显著提高了紫花苜蓿结瘤量和土壤速效钾含量、微生物量、蔗糖酶和蛋白酶活性。双接种Ⅰ、Ⅲ处理显著好于Ⅱ、Ⅳ处理,其中双接种Ⅰ效果最佳,Ⅳ处理效果最低。(3)胶质芽孢杆菌与苜蓿根瘤菌双接种,对紫花苜蓿的株高、根长、生物量、结瘤数,对排土场土壤碱解氮、速效钾含量,对土壤MBC、呼吸强度,对蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性具有显著的协同作用,对叶片生理指标未表现出协同作用。双接种处理显著提高了土壤细菌和真菌的多样性指数,在门水平上,对细菌变形菌门、拟杆菌门、芽单孢菌门的丰度提升具有协同作用,对真菌担子菌门、被孢菌门、毛霉菌门的丰度提升具有协同作用。综合来说,苜蓿根瘤菌单接种对排土场复垦的效果好于单接种芽孢杆菌,而0.7%芽孢杆菌与0.25%根瘤菌双接种处理相比单接种显著提高了排土场的土壤熟化程度和复垦效果,具有非常好的协同作用。该论文有图37幅,表5个,参考文献82篇。

关键词：排土场胶质芽孢杆菌苜蓿根瘤菌协同作用土壤养分土壤微生物性质

不同用量的蚓堆肥替代化肥对土壤生物群落及作物生长的影响

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不同用量的蚓堆肥替代化肥对土壤生物群落及作物生长的影响

作者：周星南京农业大学

学位级别：硕士

在集约化农业生产中,农业有机废弃物的积累和不当使用造成了严重的环境污染问题。近年来,随着人们对食品、环境及土壤质量等问题的日益关注,通过施用环境友好型及可更新的资源,利用生物调控作用来实现保护环境和农业的可持续发展受到了... 详细信息

在集约化农业生产中,农业有机废弃物的积累和不当使用造成了严重的环境污染问题。近年来,随着人们对食品、环境及土壤质量等问题的日益关注,通过施用环境友好型及可更新的资源,利用生物调控作用来实现保护环境和农业的可持续发展受到了普遍关注。蚓堆肥是蚯蚓有效处理有机废弃物的副产品,是一种能改善土壤质量及作物生长的优质有机肥。目前大部分研究集中于研究蚓堆肥对土壤非生物性质的影响而忽略了其对土壤生物学性质的影响。本研究基于养分等量原则,设置了5个用量水平的蚓堆肥替代化肥,分别是0 tha-1(单施化肥),5 t ha-1蚓堆肥+化肥,10 t ha-1蚓堆肥+化肥,20 t ha-1蚓堆肥+化肥,40 t ha-1蚓堆肥+化肥。定位实验自2015年建立,在温室大棚条件下进行青椒、番茄、菠菜轮作,于2017年在不同蔬菜作物收获期采集土壤和植物样品,探究土壤养分、微生物活性、线虫群落、作物生长及品质的变化。研究结果如下:1.与未施蚓堆肥相比,施用蚓堆肥后改善了土壤理化性质。随着蚓堆肥施用量的增加,土壤的保水能力增强,酸化状况改善,土壤速效磷和钾的含量也得到提高。2.与未施蚓堆肥相比,施蚓堆肥明显改善了土壤微生物学性质。三季作物下的土壤微生物生物量碳氮含量都随蚓堆肥施用量的增加而上升。在青椒季和番茄季中,参与土壤碳循环的酶活性(AG和BG)随蚓堆肥施用量的增加而增加,但其它参与碳氮循环的酶活性分别在10 tha-1和20 tha-1蚓堆肥下达到较高水平;在菠菜季中,土壤碳氮酶活性也呈先上升后下降的趋势。3.与未施蚓堆肥相比,无论蔬菜作物种类,土壤线虫数量在施用10 t ha-1的蚓堆肥后都达到最高,施用量再增加的促进作用不明显。随蚓堆肥施用量的增加,植食性线虫的数量呈下降的趋势,捕杂食线虫数量逐渐增加,食微线虫的数量在10t ha-1的蚓堆肥处理下达到最高。线虫的成熟度指数及富集指数也随蚓堆肥施用量的增加而增加,而植食性线虫成熟度指数呈下降趋势。4.与未施蚓堆肥相比,蚓堆肥提高了青椒、番茄和菠菜的产量,当蚓堆肥施用量为20 t ha-1时,三季作物产量达到最高且分别增产了 8.5%、66.4%和76.6%,但施用量再增加对产量不再有促进作用。作物品质(蛋白质、可溶性糖和维C含量)在蚓堆肥施用量为20～40 t ha-1改善效果较好,而作物氮磷钾含量在10 t ha-1的蚓堆肥处理下较高。

关键词：蚓堆肥土壤微生物性质线虫群落作物生长土壤功能