目的 比较蚕沙发酵肥在发酵前后的微生物结构变化,阐明蚕沙发酵肥的微生物多样性.方法 蚕沙发酵肥由基底土和蚕沙按一定比例混合后发酵30 d而来,因此实验共分为4个处理组,分别为基底土组、蚕沙组、蚕沙发酵肥30 d组和蚕沙发酵肥90 d组.分别采集基底土、蚕沙以及发酵30 d后的蚕沙发酵肥进行MiSeq高通量测序,比较蚕沙发酵肥与发酵前的基底土、蚕沙之间的细菌多样性变化,并采集发酵90 d的蚕沙发酵肥进行测序,比较不同发酵时间对发酵肥细菌多样性的影响.结果 蚕沙发酵肥30 d组的细菌多样性指数最高,蚕沙最低,说明蚕沙在与基底土混合发酵后细菌多样性水平升高.β多样性结果显示蚕沙发酵肥的稳定性好,且发酵肥与蚕沙的近缘关系较与土壤的更近.比较优势菌属发现,蚕沙发酵肥30 d组有10种优势菌属,分别为Sphingobacterium、Parapedobacter、Ochrobactrum、Fla vobacterium、Bordetella、Brucella、Rhizobium、Olivibacter、Devosia和Paracoccus;发酵肥90 d组中的优势菌属有70％与30 d组相同;蚕沙组中仅有5种优势菌属,分别为Para pedobacter、Bacillus、Pseudomonas、Fla voba cterium和Sphingobacterium, 其中Parapedobacter、Flavobacterium和Sphingobacterium也为发酵肥30 d组的优势菌属;基底土的优势菌属大部分为酸杆菌门,分别为Gpl、Gp2、Gp3、Bradyrhizobium、Rhizomicrobium和Rhodoplanes,它们在经发酵后含量大大下降.蚕沙发酵肥中的大部分优势菌属均为具有生防作用的生防菌,其中部分优势菌属也存在于施用了发酵肥的连作白菊根际土中.结论 蚕沙与基底土混和发酵制成蚕沙发酵肥后细菌多样性发生显著变化,生防菌种类显著增加,同时蚕沙发酵肥中的这些生防菌来源于蚕沙并非基底土.蚕沙发酵肥缓解连作障碍的机制之一可能是由于蚕沙发酵肥中存在的大量生防菌.

为了解红壤剖面土壤养分及其有效形态的分布以及对高强度土地利用的响应,本研究选取位于湘东大围山低丘陵地带同一景观单元内花岗岩红壤发育的4 种毗邻的典型土地利用方式( 包括樟树天然林以及由此转变而来的杉木人工林、板栗园和坡耕地),采用自制土钻以20 cm 等间隔采集0 ～ 100 cm 土壤样品,测定各土层的pH、有机质、大量元素 ( 全氮、全磷、全钾) 及其有效态( 碱解氮、有效磷、速效钾) 、中量( 钙、镁) 和微量元素( 铁、锰、铜、锌) 有效态的含量,并计算不同养分的敏感性指数( SI),分析土壤养分对土地利用变化响应的敏感性.结果表明,天然林地改为其他土地利用方式,0 ～ 100 cm 土壤剖面有机质、全氮含量分别降低9％～ 55％和28％～ 57％,全磷含量则升高0.3 ～ 52 倍,高强度的人类活动( 如施肥) 导致土壤剖面有机质和全氮的损失,但却引起磷素的累积.较之土壤全量养分( SI 介于-0.6～1.5),有效态养分含量( SI 介于-0.8～51.8) 对土地利用变化的响应更为敏感.土壤有效磷( SI 介于-0.8～51.8) 、速效钾( SI 介于-0.5～2.9) 、有效态铁( SI 介于-0.6 ～ 3.1) 、有效态铜( SI 介于-0.8～2.2) 含量对土地利用变化以正响应为主,反映土地利用方式的转变提高了土壤剖面上养分的有效性.与表土相比,花岗岩红壤底土有效态养分( 如碱解氮、有效磷、速效钾、有效态锰、锌) 含量对土地利用变化的响应更敏感.不能简单地将不同土地利用方式浅层表土养分的研究结论外推到深层底土,应重视土地利用变化引起的底土养分( 尤其是有效态和中、微量元素) 的演变趋势.

东北黑土区自开垦以来有机质含量逐渐降低,有机碳库长期处于亏缺状态,理论上也具有较大的固碳潜力.以典型黑土区长期传统作业的坡耕地(30-60 a)为研究对象,通过测定不同坡位(坡上侵蚀区和坡下沉积区)、不同土层(表土和底土)有机碳分布特征,估算不同开垦年限黑土固碳潜力及其恢复至固碳潜力所需的时间.结果 表明:(1)总有机碳、有机碳密度以及碳饱和水平均表现为沉积区显著大于侵蚀区,表土显著大于底土,且均在开垦30a坡耕地达到最大值;(2)固碳潜力表现为侵蚀区(1.24-2.89 kg/m2)显著大于沉积区(0.79-1.04 kg/m2),底土(0.83-3.59 kg/m2)显著大于表土(0.6-2.53 kg/m2),随着开垦年限的增加表现为开垦30 a显著小于开垦40 a、60a;(3)黑土坡耕地(30-60 a)侵蚀区和沉积区土壤(0-50 cm)达到固碳潜力分别需要20-181 a和13-66 a.黑土坡耕地固碳潜力的时空变异性在农业经营以及修复管理过程中需引起重视,以实现黑土资源的可持续利用.