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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 18 期摇 摇 2012 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
亚热带典型树种对模拟酸雨胁迫的高光谱响应 时启龙,江摇 洪,陈摇 健,等 (5621)……………………………
珠江三角洲地面风场的特征及其城市群风道的构建 孙摇 武,王义明,王越雷,等 (5630)………………………
粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态 区余端,苏志尧 (5637)……………………………
四种猎物对南方小花蝽生长发育和繁殖的影响 张昌容, 郅军锐, 莫利锋 (5646)……………………………
普洱季风常绿阔叶林次生演替中木本植物幼苗更新特征 李帅锋,刘万德,苏建荣,等 (5653)…………………
喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多度与丰富度空间分布的尺度效应 张忠华,胡摇 刚,祝介东,等 (5663)……
格氏栲天然林土壤养分空间异质性 苏松锦,刘金福,何中声,等 (5673)…………………………………………
种植香根草对铜尾矿废弃地基质化学和生物学性质的影响 徐德聪,詹摇 婧,陈摇 政,等 (5683)………………
灌溉对三种荒漠植物蒸腾耗水特性的影响 单立山,李摇 毅,张希明,等 (5692)…………………………………
真盐生植物盐角草对不同氮形态的响应 聂玲玲,冯娟娟,吕素莲,等 (5703)……………………………………
庞泉沟自然保护区寒温性针叶林演替优势种格局动态分析 张钦弟,毕润成,张金屯,等 (5713)………………
不同水肥条件下 AM真菌对丹参幼苗生长和营养成分的影响 贺学礼, 马摇 丽, 孟静静, 等 (5721)…………
垄沟覆膜栽培冬小麦田的土壤呼吸 上官宇先,师日鹏,韩摇 坤,等 (5729)………………………………………
不同方式处理牛粪对大豆生长和品质的影响 郭立月, 刘雪梅,战丽杰,等 (5738)……………………………
基于大气沉降与径流的乌鲁木齐河源区氮素收支模拟 王圣杰, 张明军, 王飞腾,等 (5747)…………………
基于能值理论的循环复合农业生态系统发展评价———以福建省福清星源循环农业产业示范基地为例
钟珍梅,翁伯琦, 黄勤楼,等 (5755)
………
……………………………………………………………………………
低温暴露和恢复对棘胸蛙雌性亚成体生存力及能量物质消耗的影响 凌摇 云,邵摇 晨,颉志刚,等 (5763)……
暗期干扰对棉铃虫两个不同地理种群滞育抑制作用的比较 陈元生,涂小云,陈摇 超,等 (5770)………………
水土流失治理措施对小流域土壤有机碳和全氮的影响 张彦军,郭胜利,南雅芳,等 (5777)……………………
不同管理主体对泸沽湖流域生态系统影响的比较分析 董仁才,苟亚青,李思远,等 (5786)……………………
连江鱼类群落多样性及其与环境因子的关系 李摇 捷,李新辉,贾晓平,等 (5795)………………………………
溶氧水平对鲫鱼代谢模式的影响 张摇 伟,曹振东,付世建 (5806)………………………………………………
象山港人工鱼礁区的网采浮游植物群落组成及其与环境因子的关系 江志兵,陈全震,寿摇 鹿,等 (5813)……
填海造地导致海湾生态系统服务损失的能值评估———以套子湾为例 李睿倩,孟范平 (5825)…………………
城市滨水景观的视觉环境质量评价———以合肥市为例 姚玉敏,朱晓东,徐迎碧,等 (5836)……………………
专论与综述
生态基因组学研究进展 施永彬,李钧敏,金则新 (5846)…………………………………………………………
海洋酸化生态学研究进展 汪思茹,殷克东,蔡卫君, 等 (5859)…………………………………………………
纺锤水蚤摄食生态学研究进展 胡思敏,刘摇 胜,李摇 涛,等 (5870)………………………………………………
河口生态系统氨氧化菌生态学研究进展 张秋芳,徐继荣,苏建强,等 (5878)……………………………………
嗜中性微好氧铁氧化菌研究进展 林超峰,龚摇 骏 (5889)…………………………………………………………
典型低纬度海区(南海、孟加拉湾)初级生产力比较 刘华雪, 宋星宇, 黄洪辉,等 (5900)……………………
植物叶片最大羧化速率及其对环境因子响应的研究进展 张彦敏, 周广胜 (5907)……………………………
中国大陆鸟类栖息地选择研究十年 蒋爱伍,周摇 放,覃摇 玥,等 (5918)…………………………………………
研究简报
孵化温度对赤链蛇胚胎代谢和幼体行为的影响 孙文佳,俞摇 霄,曹梦洁,等 (5924)……………………………
不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析 王利民, 邱珊莲,林新坚,等 (5930)……
施肥对两种苋菜吸收积累镉的影响 李凝玉, 李志安,庄摇 萍,等 (5937)………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*322*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄09
封面图说: 冬天低空飞翔的丹顶鹤———丹顶鹤是鹤类中的一种,因头顶有“红肉冠冶而得名。 是东亚地区特有的鸟种,因体态优
雅、颜色分明,在这一地区的文化中具有吉祥、忠贞、长寿的象征,是传说中的仙鹤,国家一级保护动物。 丹顶鹤具备
鹤类的特征,即三长———嘴长、颈长、腿长。 成鸟除颈部和飞羽后端为黑色外,全身洁白,头顶皮肤裸露,呈鲜红色。
丹顶鹤每年要在繁殖地和越冬地之间进行迁徙,只有在日本北海道等地是留鸟,不进行迁徙,这可能与冬季当地人
有组织地投喂食物,食物来源充足有关。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 18 期
2012 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 18
Sep. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD25B08);国家科技支撑计划项目(2012BAD14B15鄄6);福建省自然科学基金(2011J05057);福建省属
公益类基本科研专项(2010R1024鄄4)
收稿日期:2011鄄08鄄15; 摇 摇 修订日期:2012鄄03鄄26
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: E鄄mail:gb898@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201108151195
王利民, 邱珊莲,林新坚, 黄东风, 李卫华, 邱孝煊.不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析.生态学报,2012,32(18):
5930鄄5936.
Wang L M, Qiu S L, Lin X J, Huang D F, Li W H, Qiu X X. Sensitivity analysis and dynamics of soil microbial biomass carbon, nitrogen and related
parameters in red鄄yellow soil of tea garden with different fertilization practices. Acta Ecologica Sinica,2012,32(18):5930鄄5936.
不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及
相关参数的变化与敏感性分析
王利民, 邱珊莲,林新坚*, 黄东风, 李卫华, 邱孝煊
(福建省农业科学院土壤肥料研究所, 福州摇 350013)
摘要:通过闽东地区茶园培肥长期定位试验,研究了不同培肥模式下土壤微生物量碳、氮,微生物量碳占溶解有机碳的比值和微
生物熵的动态变化及其与其他土壤参数、茶叶理化性状的相关性。 试验设 6 个处理:全量化肥(C),半量化肥+半量有机肥
((CO) 1 / 2),全量有机肥(O),全量化肥+豆科绿肥(CL),半量化肥+半量有机肥+豆科绿肥((CO) 1 / 2L)和不施肥(CK)。 研究结
果显示:(CO) 1 / 2L、CL和 O等处理下土壤微生物量碳含量分别比 CK增加了 1. 87、1. 26、1. 49 倍,微生物量氮增加了 2. 18、1. 32、
1. 70 倍,而处理 C的土壤微生物量碳、氮分别减少了 0. 46、0. 59 倍;微生物量碳占溶解有机碳的比值大小顺序为 O>(CO) 1 / 2L>
CL>(CO) 1 / 2>CK>C。 可见,该区处理 O和(CO) 1 / 2L的培肥效果较佳。 相关分析发现,微生物量碳及其占溶解有机碳的比值分
别和土壤脲酶、有机质、全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾、含水量、阳离子交换量等均呈显著正相关(P<0. 05),表明它们与土
壤肥力关系密切,可作为评价茶园土肥力变化的敏感指标。
关键词:培肥模式;土壤微生物生物量碳、氮;微生物熵;相关参数;敏感性分析
Sensitivity analysis and dynamics of soil microbial biomass carbon, nitrogen and
related parameters in red鄄yellow soil of tea garden with different fertilization
practices
WANG Limin, QIU Shanlian, LIN Xinjian*, HUANG Dongfeng, LI Weihua, QIU Xiaoxuan
Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China
Abstract: Soil microbial biomass as an important active component in global carbon and nitrogen cycle, and its relative
parameters can function as sensitive indicators of changes in soil quality. Our objective was to investigate effects of different
fertilization practices on soil microbial biomass Carbon (SMBC), Nitrogen (SMBN), the microbial quotient (MQ) and the
ratio of SMBC to dissolved organic carbon (DOC), and to analyze the correlations of these biological indices with other soil
parameters, the physicochemical properties in tea leaves, respectively, through the long鄄term fertilizer experiment of the tea
garden in east Fujian(119毅23忆—119毅51忆E, 26毅41忆—27毅24忆N). Six fertilization treatments were designed in this study:
chemical fertilizers (C), half鄄organic manure plus half鄄chemical fertilizers ((CO) 1 / 2 ), organic manure fertilizers (O),
leguminous green manure plus chemical fertilizers (CL), half鄄organic manure, leguminous green manure plus half鄄chemical
fertilizers ((CO) 1 / 2L), and without fertilizers (CK). Results indicated that in comparison with CK, SMBC concentrations
in (CO) 1 / 2L, CL and O treatments increased by 1. 87, 1. 26, 1. 49 times, SMBN increased by 2. 18, 1. 32 and 1. 70
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times, respectively, whereas SMBC and SMBN concentrations in the C treatment decreased by 46% , 59% , individually.
In terms of the ratio of SMBC to DOC, different fertilization treatments followed the orders of O>(CO) 1 / 2L>CL>(CO) 1 / 2>
CK>C. Thus the fertilizing effect on soil fertility improvement in the O and (CO) 1 / 2L treatments was better than those in
other treaments. A correlation analysis revealed that the concentration of SMBC and the ratio of SMBC to DOC were
significantly and positively correlated with soil urease activity, the contents of soil organic matter, total N and P,
hydrolysable N, available P and K, soil water, CEC(P<0. 05), respectively, further suggesting the concentration of SMBC
and the ratio of SMBC to DOC are closely related with soil fertility, and can be used as the sensitive indices of soil fertility
in the tea garden with long鄄term fertilizer application.
Key Words: fertilization pattern; soil microbial C and N; microbial quotient; related parameter; sensitivity analysis
土壤微生物生物量是土壤有机质中有生命的成分,是土壤养分的重要“源冶和“库冶 [1]。 其中,土壤微生物
生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)占土壤有机碳和全氮的比例虽小,但它们调控着土壤有机碳和氮素的循环和
转化[2鄄4],在全球碳、氮循环中具有极其重要的作用。 它们和微生物熵(MQ)均是衡量土壤肥力状况变化的敏
感指标[5],对种植制度、耕作措施、施肥方式等的响应非常灵敏[6鄄8]。
红黄壤区水热资源丰富,是我国重要的茶叶生产基地。 然而,该区茶园水土流失和肥力退化严重[9],应
实施科学培肥。 但是,施何种肥料,肥料如何配施,施肥量多少,以及对土壤微生物有何影响尚不清楚。 因此,
以闽东地区茶园培肥长期定位试验为平台,研究豆科绿肥套种、化肥单施和有机无机肥配施等培肥模式下
SMBC、SMBN、MQ和 SMBC /溶解有机碳(DOC)比值的变化及其与土壤养分等的相互关系,以期筛选出更为适
宜的敏感指标,正确评价不同培肥模式下茶园土的肥力状况,为该区茶园科学培肥提供依据。
1摇 研究区自然概况
长期定位试验设在福建省福安市郊。 福安市位于福建省东北沿海(119毅23忆—119毅51忆E,26毅41忆—27毅24忆
N),属于中亚热带海洋性季风气候。 福安地貌以中、低山,丘陵为主,适宜茶树生长。 地带性土壤为红、黄壤。
供试土样采自福安市天香茶叶有限公司茶叶基地的培肥长期定位试验区,试验所在地为山地红、黄壤,2006
年测得其 6 个处理土壤的平均基础肥力状况为 pH 值 5. 19,有机质质量分数 7. 40 g / kg,全 N 质量分数 0. 40
g / kg,全 P 质量分数 0. 10 g / kg,全 K质量分数 22. 40 g / kg,水解 N 质量分数 58. 34 mg / kg,有效 P 质量分数
0郾 87 mg / kg,速效 K质量分数 77. 20 mg / kg。 年均温 19. 3 益,年日照时数 1836. 6 h,年降水量 1539. 9 mm,3—
9月份为雨季,占年降水总量的 81. 5% ,10 月—翌年 2 月份为旱季。
2摇 材料与方法
2. 1摇 试验设计
试验始于 2006 年,设 6 个处理,分别为 CK(不施肥);C:全量化肥(年施 N 102. 9 kg / hm2,P2O5 33. 9 kg /
hm2,K2O 33. 9 kg / hm2);(CO) 1 / 2:半量化肥+半量有机肥(5716. 5 kg / hm2);O:全量有机肥;CL:全量化肥+豆
科绿肥(圆叶决明(Cassia rotundifolia Pers. ,34721 品系));(CO) 1 / 2L:半量化肥+半量有机肥+豆科绿肥,每处
理重复 3 次,采用随机区组排列。 小区面积为 13. 65 m2,供试茶树为黄观音 ( Camellia sinensis cv.
Huangguanyin),圆叶决明(C. rotundifolia)播种量为 7. 5 kg / hm2,每年冬季自然枯萎于茶园行间表土,其成熟
的种子也随之散落,在次年春天自然萌发。 有机肥中有机质质量分数 368. 9 g / kg,全 N质量分数 9. 0 g / kg,全
P (P2O5) 质量分数 22. 90 g / kg,全 K (K2O) 质量分数 5. 29 g / kg。 化肥分别用尿素、磷酸一铵和氯化钾。 肥
料均在每年冬季进行条施,各处理施肥量详见表 1。
2. 2摇 样品采集与处理
2011 年 5 月份,分别于各试验小区内按“S冶形取样法随机布点采集茶园表层(0—20 cm)土样,混合均匀,
分成两份。 一份风干、磨碎、过筛后,用于测定土壤 pH 值、阳离子交换量(CEC)、有机质、全 N、全 P、全 K、水
1395摇 18 期 摇 摇 摇 王利民摇 等:不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析 摇
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解 N、有效 P、速效 K、脲酶、磷酸酶和含水量。 另一份鲜土剔除石砾和植物残茬,过筛,混匀,置于 4 益冰箱内,
用于分析 DOC、SMBC和 SMBN。 此外,采茶时称重每小区的茶叶产量及测定株高,并进行杀青、烘干和磨碎,
供茶叶 N、P、K、茶多酚和茶水浸出物含量的测定。
表 1摇 各处理小区的施肥量
Table 1摇 Fertilizer rate in each plot / (kg / hm2)
处理
Treatments
尿素
Urea
磷酸一铵
Monoammonium phosphate
氯化钾
Potassium chloride
有机肥
Organic fertilizer
CK
C 208. 95 67. 80 56. 51
(CO) 1 / 2 104. 48 33. 90 28. 25 5716. 50
O 11433. 00
CL 208. 95 67. 80 56. 51
(CO) 1 / 2L 104. 48 33. 90 28. 25 5716. 50
摇 摇 CK:不施肥Without fertilizers;C:全量化肥 Chemical fertilizers;(CO) 1 / 2:半量化肥+半量有机肥Half鄄organic manure plus half鄄chemical fertilizers;
O:全量有机肥 Organic manure fertilizers;CL:全量化肥+豆科绿肥 Leguminous green manure plus chemical fertilizers;(CO) 1 / 2L:半量化肥+半量有机
肥+豆科绿肥 Half鄄organic manure, leguminous green manure plus half鄄chemical fertilizers
2. 3摇 测定项目与方法
茶叶全 N用 H2SO4 鄄H2O2 鄄比色法,茶叶全 P 用 H2SO4 鄄H2O2 消煮鄄钒钼黄比色法,茶叶全 K用 H2SO4 鄄H2O2
消煮鄄火焰光度计法[10]。 茶多酚用酒石酸亚铁比色法,水浸出物用沸水萃取,过滤,蒸干,并称重[11],茶树株高
用钢卷尺测量。 脲酶用苯酚鄄次氯酸钠比色法,磷酸酶用磷酸苯二钠比色法[12]。 SMBC、SMBN采用氯仿熏蒸鄄
0. 5 mol / LK2SO4 浸提法[13],提取液直接在 TOC鄄500(Shimadzu)有机碳自动分析仪上测定,且该分析仪上测得
的未熏蒸提取液中有机 C浓度即为 DOC含量。 其他土壤理化性质采用常规分析方法[14]。
摇 图 1 摇 不同培肥模式茶园土壤微生物生物量碳的含量(依标准误
差)
Fig. 1 摇 The concentration of microbial biomass carbon ( 依
standard error) in different fertilizing cultivation of tea garden
soil摇
图中不同小写字母表示有显著差异; CK:不施肥 Without
fertilizers;C:全量化肥 Chemical fertilizers;(CO) 1 / 2:半量化肥+半
量有机肥 Half鄄organic manure plus half鄄chemical fertilizers;O:全量
有机肥 Organic manure fertilizers; CL: 全量化肥 + 豆科绿肥
Leguminous green manure plus chemical fertilizers;(CO) 1 / 2L:半量化
肥+半量有机肥+豆科绿肥 Half鄄organic manure, leguminous green
manure plus half鄄chemical fertilizers
计算公式:
SMBC=EC(熏蒸后提取液中有机 C含量-未熏蒸对照提取液中有机 C含量) / KEC
式中,KEC =0. 45。
SMBN=EN(熏蒸后提取液中全 N含量-未熏蒸对照提取液中全 N含量) / KEN
式中,KEN =0. 54。
MQ是指 SMBC与土壤有机碳(TOC)总量的比值,
即:MQ=SMBC
TOC
2. 4摇 数据分析
数据采用 SAS 8. 02 软件进行 ANOVA 方差分析和
Duncan忆s新复极差法多重比较,并进行相关性分析。 其
他统计分析采用 Excel 2003 处理。
3摇 结果与分析
3. 1摇 不同培肥模式茶园土微生物生物量碳的变化
不同培肥模式茶园 SMBC如图 1 所示,各处理间的
SMBC含量差异显著(P <0. 05),( CO) 1 / 2L >O >CL >
(CO) 1 / 2>CK>C。 其中,全量化肥处理 C 的 SMBC 含量
最低,因为长期单施化肥使得土壤中残留无机盐分增
加,抑制了土壤微生物活性;而且长期施用化肥,土壤
C / N比下降,加速了土壤有机碳的分解,降低了总有机
2395 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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碳含量,导致微生物活动的碳源减少,这些不利因素均会降低 SMBC含量[3,6]。 单施或配施有机肥的 3 种培肥
模式土壤的 SMBC含量均较 CK有不同程度的升高,表明施用有机肥对 SMBC 具有明显的促进效应。 因为有
机肥的投入,增加了土壤生物活动的碳源,使微生物大量繁殖。 此外,套种圆叶决明(C. rotundifolia)的两种
培肥模式((CO) 1 / 2L和 CL)的 SMBC含量增效也较为明显,由于圆叶决明(C. rotundifolia)属于豆科绿肥,枯
萎还园后,增加了土壤新鲜有机能源物质,为微生物活动提供更多的能源,增强微生物活性;同时改良土壤物
理性状,这也利于提高微生物活性和增加 SMBC含量。
图 2摇 不同培肥模式土壤微生物生物量氮的含量(依标准误差)
摇 Fig. 2摇 The concentration of microbial biomass nitrogen
(依standard error) in different fertilizing cultivation of tea garden
soil摇
3. 2摇 不同培肥模式茶园土微生物生物量氮的变化
图 2 可知,各培肥模式的 SMBN 含量变化趋势与
SMBC基本一致,即(CO) 1 / 2L >O>CL>CK>(CO) 1 / 2 >C。
这说明套种圆叶决明(C. rotundifolia)的培肥模式或全
量有机肥处理均能为微生物提供丰富的有机氮源,并且
改善土壤理化性状,使微生物大量繁殖,提高 SMBN 含
量,而长期单施化肥,则会抑制微生物活性,导致 SMBN
含量下降。
3. 3摇 不同培肥模式茶园土微生物熵,以及微生物量碳
与溶解有机碳比值的变化
MQ反映土壤有机碳转化为 SMBC的效率。 不同培肥模式对 MQ的影响见表 2,除了 C处理外,其他培肥
模式的 MQ比 CK都有不同程度增加,尤以培肥模式 O的增幅最明显。 这表明全量有机肥处理有利于促进土
壤有机碳向 SMBC转化,从而增强有机碳的矿化。 SMBC / DOC比值的大小顺序为 O>(CO) 1 / 2L>CL>(CO) 1 / 2>
CK>C,后 3 个处理与 SMBC的变化趋势相同。
摇 摇 表 2摇 不同培肥模式茶园土壤微生物熵,以及微生物量碳和溶解有机
碳的比值
Table 2 摇 Microbial quotients and SMBC / DOC ratio in different
fertilizing cultivation of tea garden soil
处理
Treatments
微生物熵
Microbial
quotient / %
微生物量碳 /
溶解有机碳的比值
SMBC / DOC ratio
CK 1. 958 0. 622
C 1. 061 0. 323
(CO) 1 / 2 2. 007 0. 866
O 3. 039 1. 402
CL 2. 854 0. 984
(CO) 1 / 2L 2. 284 1. 333
3. 4摇 不同培肥模式茶园土微生物量碳氮、微生物熵
和微生物量碳 /溶解有机碳比值与影响因素的相关性
由 SMBN、SMBC、SMBC / DOC 比值和 MQ 与影响
因素的相关系数表 3 可知,SMBC、SMBN 含量分别与
土壤有机质、全 N、全 P、水解 N、有效 P、速效 K 质量
分数,含水量、CEC、脲酶活性,茶树株高,茶叶产量,
茶叶 N、P、K、茶多酚、茶水浸出物含量等均有显著正
相关(R0. 05 = 0郾 468,n = 18),进一步证实了 SMBC 和
SMBN均能反映不同培肥模式下土壤性质以及茶叶
理化性状的变化。 此外,SMBC 与其他土壤参数、茶
叶理化性质间的相关性均高于 SMBN,说明 SMBC 表
征土壤质量、茶叶产量和品质的代表性更强,灵敏度高。 但是,SMBC、SMBN 含量与土壤磷酸酶活性、pH 值均
未有明显的相关性,而与土壤全 K质量分数呈显著负相关(R0. 05 = 0. 468,n = 18)。 MQ、SMBC / DOC 比值则分
别与土壤有机质、全 N、全 P、水解 N、有效 P、速效 K 质量分数,土壤含水量,CEC 等均呈显著正相关(R0. 05 =
0郾 468,n=18),且这些参数值与 SMBC / DOC比值的相关性均高于 MQ。 可见,MQ 和 SMBC / DOC 比值均能反
映不同培肥模式下土壤水肥特征的变化,但 SMBC / DOC比值更为灵敏。
3摇 讨论与结论
本研究结果显示,不同培肥模式对 SMBC、SMBN的影响存在较大差异,尤其是(CO) 1 / 2L 处理具有明显的
促进效应。 这主要是因为该培肥模式中有机肥和豆科绿肥均能增加土壤活性有机质组分,为微生物活动提供
丰富的碳源和氮源[15],同时改善土壤理化性质,为微生物创造良好的生境[16],促进其生长繁殖,进而增加
SMBC、SMBN的含量。 两者的含量均随有机肥用量的增加而增加[17],并在施肥 7 d 后达到最大值[15]。 而绿
3395摇 18 期 摇 摇 摇 王利民摇 等:不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析 摇
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肥对 SMBC、SMBN的促进作用则随其种植年限的延长而增强[18]。 张帆等[19]报道指出,绿肥的培肥作用还与
其品种密切相关,豆科的紫云英对 SMBN的促进作用明显,而禾本科黑麦草则对 SMBC 的增效更为显著。 相
反,姜培坤等[20]研究表明,不同绿肥品种对 SMBC 的含量影响不显著。 原因可能是绿肥还林时间短,对土壤
微生物的激发效应不强所致。 总之,种植绿肥和施用有机肥均能不同程度提高 SMBC、SMBN 的含量,从而增
强土壤碳、氮的蓄积能力,增加碳汇,降低碳排放,减缓气候变暖,并减少氮损失,降低因过量施用氮肥造成的
环境污染。 然而,单施化肥是否增加土壤微生物量却存在争议。 一些研究表明,单施化肥可增加土壤微生物
量[21鄄22],特别是在低肥力的农业生态系统中,增幅更为明显[23]。 因为施用化肥可促进植物生长,增加植物根
系及其分泌物,从而提高土壤有机质质量分数,为微生物活动提供丰富的碳源,加速微生物繁殖,提高微生物
量。 另一些报道却指出,单施化肥会降低土壤微生物量[18, 24],尤其是在高肥力的农业生态系统中,降幅更为
显著[25]。 本试验表明,长期单施化肥对红黄壤区茶园 SMBC 和 SMBN 均有抑制作用。 究其原因一方面茶树
具有生物富铝作用,可导致其根层土壤酸化,以及茶树落叶也有土壤致酸的作用[26];另一方面由于长期施用
化肥,特别是尿素,会降低土壤 C / N比值,从而加速土壤有机碳的分解,减少有机碳含量,导致微生物活性下
降[27],此外,试验用的氯化钾化肥属于生理酸性肥料,施入土壤后会进一步加剧土壤酸化,减弱微生物活动;
长期单施化肥还将导致土壤团聚体结构变差,恶化微生物的生存环境,降低微生物量,因为微生物量与土壤团
聚体关系密切[28]。 这些土壤理化性状的恶化导致了微生物量下降。 可见,单施化肥对微生物量的影响在不
同试验中可能存在差异,这主要与试验时间、施肥方式、肥料用量和土壤类型等因素有关。
表 3摇 微生物生物量碳氮、微生物熵和微生物量碳 /溶解有机碳比值与影响因素的相关系数
Table 3摇 Correlation coefficient among soil microbial biomass C, N, MQ, the ratio of SMBC to DOC and affecting factors
相关因子
Correlation factor
微生物生物量碳
microbial biomass
carbon
/ (mg / kg)
微生物生物量氮
microbial biomass
nitrogen
/ (mg / kg)
微生物熵
Microbial quotient
/ %
微生物量碳 /
溶解有机碳的比值
SMBC / DOC ratio
脲酶 Urease / (mg (NH3 鄄N)·g-1 soil·24 h-1) 0. 771* 0. 701* 0. 425 0. 825*
磷酸酶 Phosphatase / (mg P2O5·g-1 soil·24 h-1) 0. 129 0. 148 0. 083 -0. 113
土壤有机质 Soil organic matter / (g / kg) 0. 892* 0. 874* 0. 479* 0. 812*
土壤全氮 Total soil nitrogen / (g / kg) 0. 656* 0. 630* 0. 623* 0. 818*
土壤全磷 Total soil phosphorus / (g / kg) 0. 642* 0. 618* 0. 563* 0. 798*
土壤全钾 Total soil potassium / (g / kg) -0. 570* -0. 567* -0. 351 -0. 662*
土壤水解氮 Soil hydrolyzable nitrogen / (mg / kg) 0. 779* 0. 751* 0. 516* 0. 851*
土壤有效磷 Soil available phosphorus / (mg / kg) 0. 705* 0. 665* 0. 473* 0. 811*
土壤速效钾 Soil available potassium / (mg / kg) 0. 754* 0. 708* 0. 504* 0. 852*
土壤含水量 Soil water content / % 0. 897* 0. 837* 0. 544* 0. 860*
pH 0. 252 0. 279 0. 731* 0. 295
阳离子交换量 Cation exchange capacity / (cmol / kg) 0. 788* 0. 745* 0. 683* 0. 908*
茶树株高 Tea plant height / cm 0. 813* 0. 775* 0. 367 0. 711*
茶叶产量 Tea yield / kg 0. 731* 0. 656* 0. 511* 0. 705*
茶叶氮 Total nitrogen in tea leaves / % 0. 616* 0. 604* 0. 217 0. 385
茶叶磷 Total phosphorus in tea leaves / % 0. 549* 0. 503* 0. 086 0. 368
茶叶钾 Total potassium in tea leaves / % 0. 649* 0. 626* 0. 275 0. 423
茶多酚 Tea polyphenol / % 0. 540* 0. 485* 0. 212 0. 316
茶水浸出物 Water extracts of tea leaves / % 0. 593* 0. 550* 0. 236 0. 370
摇 摇 R0. 05 =0. 468,n=18;*P<0. 05
相关分析发现,SMBC、SMBN含量分别与土壤有机质、全 N、全 P、水解 N、有效 P、速效 K质量分数,CEC,
脲酶活性,茶树株高,茶叶产量,茶叶 N、P、K、茶多酚、茶水浸出物含量均有显著的正相关性,与前人的研究结
论基本一致[6鄄8],进一步证实了 SMBC和 SMBN都是表征土壤肥力变化的敏感指标。 可见,土壤有机质、N、P
4395 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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质量分数以及形态改变对 SMBC和 SMBN含量均有一定的影响,反之,SMBC、SMBN的变化也会影响到碳、氮
元素的循环和转化,进而影响茶叶产量及品质。 此外,SMBC比 SMBN与其他土壤参数、茶叶理化性质的相关
性大,与金发会等[29]的研究结论基本相同,表明 SMBC在反映土壤肥力变化方面的灵敏度更高。
由于 MQ为 SMBC与 TOC的比值,在有机质含量不同的土壤间进行比较分析时较 TOC 或 SMBC 均有一
定的优势[19,30]。 Saggar等[31]研究发现,MQ对耕作措施的响应比 SMBC 灵敏。 但张于光等[32]试验表明,MQ
受土地利用方式改变的影响比 SMBC 小,表现更稳定。 因此,MQ 作为土壤肥力变化的评价指标有待熵榷。
本试验显示,无机有机肥配施或套种圆叶决明(C. rotundifolia)均能不同程度提高 MQ,其与 SMBC、SMBN、有
机质、全 N、全 P、水解 N、有效 P、速效 K 质量分数,含水量,CEC 等均有明显的正相关性(R0. 05 = 0. 468,n =
18)。 这些相关系数但不如 SMBC / DOC比值与上述土壤参数值间的系数大。 可见,SMBC / DOC 比值与土壤
肥力间的相关性更密切,作为土壤肥力评价的指标,其灵敏度高。
SMBC、SMBN对不同培肥模式变化的响应说明,培肥模式的异同均会引起微生物活性的变化。 但它们只
能反映土壤微生物总量的动态特征,无法表明微生物组成上的变化。 因此,为更准确表征茶园土的微生物活
性,今后应结合土壤微生物多样性开展深入研究。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 18 September,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Hyperspectral characteristics of typical subtopical trees at different levels of simulated acid rain
SHI Qilong, JIANG Hong, CHEN Jian, et al (5621)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Wind fields and the development of wind corridors in the urban metropolis of the Pearl River Delta
SUN Wu, WANG Yiming, WANG Yuelei, et al (5630)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Dynamics of canopy structure and understory light in montane evergreen broadleaved forest following a natural disturbance in
North Guangdong OU Yuduan, SU Zhiyao (5637)…………………………………………………………………………………
The influence of 4 species of preys on the development and fecundity of Orius similis Zheng
ZHANG Changrong, ZHI Junrui, MO Lifeng (5646)
…………………………………………
………………………………………………………………………………
Woody seedling regeneration in secondary succession of monsoon broad鄄leaved evergreen forest in Puer, Yunnan, Southwest
China LI Shuaifeng, LIU Wande, SU Jianrong, et al (5653)……………………………………………………………………
Scale鄄dependent spatial variation of species abundance and richness in two mixed evergreen鄄deciduous broad鄄leaved karst forests,
Southwest China ZHANG Zhonghua, HU Gang, ZHU Jiedong, et al (5663)……………………………………………………
The spatial heterogeneity of soil nutrients in a mid鄄subtropical Castanopsis kawakamii natural forest
SU Songjin,LIU Jinfu,HE Zhongsheng,et al (5673)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of Vetiveria zizanioides L. growth on chemical and biological properties of copper mine tailing wastelands
XU Decong, ZHAN Jing, CHEN Zheng, et al (5683)
……………………
………………………………………………………………………………
Effects of different irrigation regimes on characteristics of transpiring water鄄consumption of three desert species
SHAN Lishan, LI Yi, ZHANG Ximing, et al (5692)
………………………
………………………………………………………………………………
The response of euhalophyte Salicornia europaea L. to different nitrogen forms
NIE Lingling, FENG Juanjuan, L譈 Sulian, et al (5703)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Dynamic analysis on spatial pattern of dominant tree species of cold鄄temperate coniferous forest in the succession process in
the Pangquangou Nature Reserve ZHANG Qindi, BI Runcheng, ZHANG Jintun, et al (5713)…………………………………
Effects of AM fungi on the growth and nutrients of Salvia miltiorrhiza Bge. under different soil water and fertilizer conditions
HE Xueli,MA Li,MENG Jingjing,et al (5721)
………
……………………………………………………………………………………
The dynamics of soil respiration in a winter wheat field with plastic mulched鄄ridges and unmulched furrows
SHANGGUAN Yuxian, SHI Ripeng, HAN Kun, et al (5729)
…………………………
……………………………………………………………………
Cattle dung composted by different methods had different effects on the growth and quality of soybean
GUO Liyue, LIU XueMei, ZHAN Lijie, et al (5738)
………………………………
………………………………………………………………………………
Nitrogen budget modelling at the headwaters of Urumqi River Based on the atmospheric deposition and runoff
WANG Shengjie, ZHANG Mingjun, WANG Feiteng, et al (5747)
………………………
…………………………………………………………………
Evaluating the ecosystem sustainability of circular agriculture based on the emergy theory: a case study of the Xingyuan circular
agriculture demonstration site in Fuqing City, Fujian ZHONG Zhenmei, WENG Boqi, HUANG Qinlou, et al (5755)…………
Effects of cold exposure and recovery on viability and energy consumption in the sub鄄adult female giant spiny frogs (Paa spinosa)
LING Yun, SHAO Chen, XIE Zhigang, et al (5763)
…
………………………………………………………………………………
A comparison of night鄄interruption on diapause鄄averting among two populations of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera
CHEN Yuansheng, TU Xiaoyun, CHEN Chao, et al (5770)
………
………………………………………………………………………
Effects of soil erosion control measures on soil organic carbon and total nitrogen in a small watershed
ZHANG Yanjun, GUO Shengli, NAN Yafang, et al (5777)
…………………………………
………………………………………………………………………
Comparative analysis of Lugu Lake watershed ecosystem function under different management authorities
DONG Rencai, GOU Yaqing, LI Siyuan,et al (5786)
……………………………
………………………………………………………………………………
Relationship between fish community diversity and environmental factors in the Lianjiang River, Guangdong, China
LI Jie, LI Xinhui, JIA Xiaoping, et al (5795)
…………………
……………………………………………………………………………………
Effect of dissolved oxygen level on metabolic mode in juvenile crucian carp ZHANG Wei, CAO Zhendong, FU Shijian (5806)……
Community composition of net鄄phytoplankton and its relationship with the environmental factors at artificial reef area in Xiang鄄
shan Bay JIANG Zhibing, CHEN Quanzhen, SHOU Lu, et al (5813)……………………………………………………………
Emergy appraisal on the loss of ecosystem service caused by marine reclamation: a case study in the Taozi Bay
LI Ruiqian,MENG Fanping (5825)
……………………
…………………………………………………………………………………………………
Assessing the visual quality of urban waterfront landscapes:the case of Hefei, China
YAO Yumin, ZHU Xiaodong, XU Yingbi,et al (5836)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
Advances in ecological genomics SHI Yongbin, LI Junmin, JIN Zexin (5846)…………………………………………………………
Advances in studies of ecological effects of ocean acidification WANG Siru, YIN Kedong, CAI Weijun, et al (5859)………………
Advances in feeding ecology of Acartia HU Simin, LIU Sheng, LI Tao, et al (5870)…………………………………………………
Research progress on ammonia鄄oxidizing microorganisms in estuarine ecosystem
ZHANG Qiufang, XU Jirong, SU Jianqiang, et al (5878)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Recent progress in research on neutrophilic, microaerophilic iron(域)鄄oxidizing bacteria LIN Chaofeng, GONG Jun (5889)…………
A comparison study on primary production in typical low鄄latitude seas (South China Sea and Bay of Bengal)
LIU Huaxue, SONG Xingyu, HUANG Honghui, et al (5900)
…………………………
………………………………………………………………………
Advances in leaf maximum carboxylation rate and its response to environmental factors
ZHANG Yanmin, ZHOU Guangsheng (5907)
………………………………………………
………………………………………………………………………………………
10鄄years of bird habitat selection studies in mainland China: a review JIANG Aiwu, ZHOU Fang, QIN Yue, et al (5918)…………
Scientific Note
The effects of incubation temperature on embryonic metabolism and hatchling behavior in the Red鄄banded Snake, Dinodon
rufozonatum SUN Wenjia, YU Xiao, CAO Mengjie, et al (5924)…………………………………………………………………
Sensitivity analysis and dynamics of soil microbial biomass carbon, nitrogen and related parameters in red鄄yellow soil of tea garden
with different fertilization practices WANG Limin, QIU Shanlian, LIN Xinjian, et al (5930)……………………………………
Effect of fertilizers on cd uptake of two edible amaranthus herbs LI Ningyu, LI Zhian,ZHUANG Ping, et al (5937)…………………
《生态学报》2013 年征订启事
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