【目的】研究华北平原地区小麦-玉米周年复种模式下不同耕作和秸秆还田方式对土壤真菌群落结构及功能的影响,并探索农田土壤肥力对耕作和秸秆还田方式响应差异的生物学机制,为优化耕作与秸秆还田方式和提高农田土壤肥力提供理论依据。【方法】本研究以华北平原小麦-玉米周年复种农田土壤为研究对象,采用Miseq高通量测序技术,结合FUNGuild真菌功能预测工具,分析3种耕作方式(免耕、深耕与旋耕)与两种秸秆还田方式(麦秸单季还田与小麦-玉米秸秆双季还田)定位试验条件下,小麦成熟期土壤真菌群落结构与功能的差异,结合土壤理化性质,进一步探究农田土壤真菌群落结构及功能变化的环境驱动因子。【结果】与免耕双季还田相比,深耕秸秆双季还田与深耕单季还田0—10 cm耕层土壤有机碳含量分别降低35.04%和44.30%;免耕秸秆单季还田10—20 cm耕层土壤中碱解氮含量显著低于其他处理。农田土壤0—10 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),相对丰度分别为68.98%、16.96%和1.62%;10—20 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度分别为68.44%、15.52%、1.51%和1.23%。不同处理土壤真菌群落结构存在差异,与秸秆单季还田相比,秸秆双季还田0—10 cm和10—20 cm土层担子菌门(Basidiomycota)相对丰度分别提高了50.07%和29.08%。进一步分析土壤群落结构发生变化的原因,结果显示0—10 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以土壤有机碳为节点,其阈值为11.17 g·kg~(-1),旋耕双季还田和免耕双季还田与其他处理分离;10—20 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以碱解氮为节点,其阈值为6.52 mg·kg~(-1),免耕单季还田与其他处理分离。从营养类型看,各处理0—10 cm(26.84%)和10—20 cm(23.91%)土层土壤真菌均以病理营养型为主;与免耕相比,深耕和旋耕处理0—10 cm土层病理营养型真菌相对丰度分别显著降低25.16%和16.45%,且以深耕单季还田最低。病理营养型真菌相对丰度与土壤有机碳、可溶性有机碳、全氮、碱解氮和速效钾含量均呈显著正相关关系。【结论】不同耕作与秸秆还田方式改变了农田土壤真菌群落结构及功能,土壤有机碳和碱解氮的改变是影响真菌群落组成的主要因素;深耕能够降低秸秆还田后土壤病理营养型真菌相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。

为了研究不同秸秆还田条件对土壤真菌群落的影响，利用连续进行６年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验与ＩＴＳ ｒｒＮＡ扩增子测序技术，研究了小麦、玉米秸秆还田条件下，各处理土壤真菌群落的微生物多样性变化。结果表明，施用秸秆和有机肥能够提高土壤真菌群落多样性。秸秆还田后土壤真菌优势种群为子囊菌、接合菌和担子菌。主成分分析表明，各处理间微生物含量存在差异。两季秸秆还田配施氮肥处理能显著增加土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量。两季秸秆还田配施氮肥处理的土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于两季秸秆还田处理，与此同时，两季秸秆还田配施氮肥提高了当季玉米产量。这说明，秸秆还．．．

通过8年定位试验,研究了秸秆还田对潮褐土及其微团聚体磷素吸附与解吸特性的影响,从各级微团聚体磷素吸附与解吸储量角度探讨了不同施肥制度下土壤磷素吸附与解吸性能的变化实质。结果表明:麦秸和玉米秸直接还田配施常量NPK化肥主要是通过降低

为了解西藏林芝市不同耕作方式下土壤动物群落结构、多样性变化,于2014年5-10月对西藏林芝市巴宜区青稞田、玉米田、油菜田及草地采用直径10 cm×10 cm土钻五点取样法,采用改良的Tullgren漏斗分离和收集土壤动物。共捕获土壤动物872只,隶属于4门12纲30目,共计50种,其中节肢动物构成了西藏林芝农田土壤动物的主要类群,占总体个数的85.68%;其次是线虫动物门,占总体个数的9.51%。Simpson优势度指数D(油菜)>D(草地)>D(青稞)>D(玉米);Shannon-Wiener多样性指

通过8年定位试验,研究了不同施肥制度下褐土及其微团聚体氮素肥力变化规律,从各级微团聚体全氮和碱解氮储量角度探讨了不同施肥制度下土壤氮素肥力的变化实质。结果表明:不施肥处理由于10～50μm粒级全氮储量和<10μm粒级碱解氮储量降低(分别减少51.8mg.kg-1和31.4mg·kg-1),而造成土壤氮素肥力下降;单施常量NPK化肥和增量NPK化肥处理通过提高<10μm粒级碱解氮储量(分别上升5.7mg·kg-1和9.3mg.kg-1),增加土壤碱解氮含量;有机肥(物)料配施常量NPK化肥处理则通过增加大粒级特别是10～50μm粒级全氮和碱解氮储量(分别上升41.2～69.7mg.kg-1和8....

经8年田间定位试验,研究了不同施肥制度下褐土及其微团聚体碳、氮分布规律,从各级微团聚体组成变化及碳、氮储量角度探讨了不同施肥制度下土壤肥力的变化实质。结果表明,不同施肥制度下土壤微团聚体组成变化各异,不施肥和单施常量NPK化肥主要是由于10~50μm粒级碳、氮储量降低而造成土壤肥力下降;增量NPK化肥可保持肥力不降低,但投入较高;有机肥(物)料配施常量NPK化肥则主要通过增加大粒级特别是10~50μm粒级碳、氮储量而使土壤肥力水平得到提高。采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥是改善褐土肥力的有效措施。

通过8年定位试验,研究了不同施肥制度下褐土结合态腐殖质动态变化规律。结果表明,不同施肥制度主要影响松结态腐殖质碳含量,对稳结态和紧结态的影响较小。采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥,土壤有机碳和结合态腐殖质碳表现为以递减速率持续上升;不施肥和单施常量NPK化肥则造成土壤有机碳和结合态腐殖质碳不断降低,其下降速率亦表现为递减。在试验的不同阶段,土壤有机碳的亏损或盈余向结合态腐殖质碳分配比例的变化态势各异,不施肥处理随时间的延长渐增,而施用有机肥(物)料配施化肥则呈相反趋势。

【目的】基于田间试验，探讨不同形态秸秆还于稻田后耕层土壤有机质含量及其分子组成的动态变化，为秸秆资源化利用和稻田土壤固碳提供依据。【方法】选择江苏省常熟市某村的乌栅土稻田，选用新鲜未处理（CS）、过腹处理（CM）和炭化处理（CB）的玉米秸秆，于2015年6月以等碳量（10 t C·hm-2）一次性还田，并以未还田处理作为对照（CK），分别于2015、2017和2019年水稻收获时采集耕层（0—15 cm）土样测定有机碳含量，并采用13C同位素丰度和生物标志物提取-GC/MS鉴定探析有机质组成变化。【结果】与CK相比，还田当年和2年后所有还田处理都显著提高了耕层土壤有机碳含量（8%—36%），但还田4年后，仅CB处理有机碳含量显著增加（24%），且增加的碳来源于施入的生物质炭。还田2年后，CS和CM处理土壤有机质中木质素酚丰度达到峰值，分别比CK增加了115%和66%；还田4年后，所有还田处理的植物源脂类的丰度均显著提高，相应地，植物源与微生物源脂类的丰度比（PL/ML）和生物标志物组分的多样性指数（H’）也显著提升。【结论】分子组成的变化可以用来判明不同形式秸秆还田下土壤有机质质量的变化；秸秆炭化还田比直接还田和过腹还田有利于稻田土壤固碳，且增强了植物源有机组分在土壤中的持留，提升了土壤有机质的分子多样性。

采用裂区试验设计,研究了不同耕作及秸秆还田条件下小麦氮、磷、钾养分利用率。结果表明,免耕覆盖与常规耕作相比显著降低了小麦秸秆和籽粒产量。氮、磷利用率分别降低了8.19和0.64个百分点,钾素利用率提高了3.05个百分点。氮磷钾平衡施用,两种耕作方式下的小麦养分利用率均能提高。免耕覆盖处理小麦秸秆氮、磷、钾含量均高于常规耕作处理,钾素尤为明显。

【目的】探讨不同覆膜措施对藠头根际土壤真菌群落结构、生态功能和物种间相互作用的影响，以期为生产上地膜的使用与选择提供理论依据和数据支持。【方法】在藠头收获期采集覆盖普通透明地膜、蓝色地膜以及不覆膜处理下的藠头根际土壤，利用高通量测序技术，并结合FUNGuild数据库、分子生态网络等分析方法对各处理下根际土壤真菌群落进行研究。【结果】覆膜处理降低了真菌群落多样性，但在蓝色地膜处理下富集了相对丰度更高的腐质霉属（Humicola）、篮状菌属（Talaromyces）、曲霉属（Aspergillus）等有益真菌菌群；从真菌分子生态网络可以看出，地膜覆盖虽使网络变得简化，但真菌群落对外部环境的抵抗能力有所提高，其中蓝色地膜较普通地膜表现更为稳定；此外，对各处理的真菌群落进行功能预测后发现，腐生型功能菌群的相对丰度在蓝色地膜下占比更高，促进了有机物的分解和养分循环。【结论】藠头根际土壤的真菌群落结构、生态功能和物种间相互关系在不同覆膜处理下表现出显著差异，其中，蓝色地膜处理下的真菌群落更有利于藠头的生长发育，但同时也应考虑覆膜措施引起病原型功能菌群的增加可能带来的潜在风险。

【目的】研究新疆绿洲农田棉花长期连作下土壤钾的消耗特征,明确不同耕作方式对连作棉田土壤剖面钾含量分布的影响,为绿洲棉田土地利用、管理和棉花可持续生产提供理论依据。【方法】在南疆宜棉区分别选择初垦1年和连续植棉5年、15年、20年、30年的连作棉田以及连作30年后采用深翻(60cm)和水稻轮作措施的棉田,研究0—100cm土壤剖面全钾和速效钾的变化特征。【结果】连作棉田土壤剖面全钾和速效钾自上而下呈现先降后升的变化趋势,在40—50cm土层最低;连作年限不同的棉田土壤剖面不同深度土层全钾和速效钾含量发生明显分异。随连作年限的延长,上部0—20cm耕作层含量先升后降,中部20—70cm持续下降,下...

【目的】针对以往研究在土壤温度观测和不同耕作条件下土壤温度效应规律上的不足,研究了华北平原不同耕作方式冬小麦田土壤温度日变化及其对气温的响应特征。【方法】试验于河北省栾城县设置翻耕、旋耕和秸秆覆盖免耕处理,采用热脉冲-时域反射技术,连续监测2004-2005年冬小麦生育期土壤温度和气温。【结果】各层次土壤温度日变化随气温呈正弦函数变化;土壤温度日变化随土壤深度呈"锥形";2.5～80cm土壤深度每增加5cm,土壤温度随气温的变化滞后1.2h左右;不同耕作方式土壤日最高和最低温度均具有显著差异,秸秆覆盖度是其主要影响因素之一;免耕在冬小麦活动期,显著降低了2.5cm土层土壤最高温度0.66～4....

【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。

通过对山西寿阳长期定位试验田0~20和20~40 cm的褐土土壤测定和分析,探讨了长期秸秆还田秋施肥下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性从0~20 cm土层到20~40 cm土层均呈减少趋势。长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都使微生物碳、氮量增加;长期秸秆还田秋施肥提高了褐土土壤脲酶活性;长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都可以明显提高碱性磷酸酶活性。微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性之间有显著的相关性,这种相关性表明它们可作为综合指标来反映褐土土壤微生物生态环境的变化。

研究褐土区长期不同施肥对土壤磷素形态和磷素累积的影响,对不同磷组分与磷素盈余之间进行相关性分析,为促进土壤中磷素向作物易于吸收的形态转化、提高磷素的利用效率提供依据,从而进一步探索合理的磷肥调控措施。选用其中的9个处理,即不施肥处理,4个不同水平氮、磷化肥配施处理,3个有机肥无机肥配施处理以及1个单施高量有机肥处理。供试土壤取自1992-2012年在山西省寿阳县宗艾镇北坪旱塬上长期定位试验的0~20 cm耕层土壤,运用Hedley磷素分级方法测定耕层土壤不同组分磷素含量,分析长期不同施肥处理对耕层土壤磷素形态及盈余的影响,计算不同形态磷素与磷素盈余之间的相关性。结果发现,有机肥无机肥配施及单施高量有机肥促进了土壤磷素向活性较强的磷素形态转化,使H_2O-P和NaHCO_3-P含量迅速增加;不同施肥处理对耕层土壤中H_2O-P、NaHCO_3-P含量影响较大;随着磷素投入量的增加满足植物的需求后,会有大量活性较强形态的磷素向Na OH-P转化;不同施肥处理对HCl-P含量的影响差异性较小,对于Residual-P含量有降低的趋势。各处理土壤磷素盈余量大小表现为:N_0P_0M_6>N_3P_2M_3>N_4P_4M_0>N_3P_3M_0>N_4P_2M_2>N_2P_2M_0>N_2P_1M_1>N_1P_1M_0>N_0P_0M_0。磷素盈余与各组分磷相关性表现为:HCl-P>NaHCO_3-P>Residual-P>H_2O-P>NaOH-P。长期单施高量有机肥或不合理有机肥无机肥配施会导致磷素在土壤中大量盈余,其中,单施高量有机肥的盈余量最大。当土壤中磷素投入量在33~61 kg/hm~2时基本可以满足植物的要求,N_4P_2M2_处理在满足植物需求的前提下当季利用率达到最大,为36.4%,推荐施磷量为61 kg/(hm~2·年)。土壤磷素盈余与稳定态磷素的相关性最大,磷素盈余会使磷素的利用效率迅速降低。合理的有机肥无机肥配施可以提高作物对磷素的利用效率。