稻麦轮作体系下不同施肥措施对土壤微生物区系的影响

【摘要】在太湖流域水稻-小麦轮作模式下,采用了不同施肥制度,分别为不施肥对照(CK)；常规氮磷钾肥(NPK)；50%常规氮磷钾肥+有机肥(猪粪)(NPKM);常规氮磷钾肥+全量秸秆还田(NPKS)；30%常规氮磷钾肥+有机(猪粪堆肥)-无机复合肥(NPKMOI)。研究了不同施肥处理对作物产量、土壤理化性质、土壤酶活性及土壤微生物种群结构的影响,主要研究结果分述如下：1.不同施肥处理对作物产量和土壤理化性质的影响试验结果表明,各施肥处理下,土壤全氮、硝态氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾等养分含量与不施肥对照相比均有增加,并且NPKMOI的处理效果最好,能显著增加土壤全磷、硝态氮、速效磷和速效钾含量；其次是NPKS,能显著提高土壤硝态氮、速效磷和速效钾的含量；NPK和NPKM处理也显著提高了硝态氮和速效钾的含量。除处理NPK的土壤有机质含量低于CK外,其余各施肥处理的土壤有机质含量均有提高,并且处理NPKM效果好于NPKS,处理NPKMOI效果最好。NPKMOI能降低土壤pH,其他施肥处理的土壤pH在水稻季与CK相似,但在小麦季均高于CK。各施肥处理均能显著增加作物产量,其中处理NPKS和NPKMOI的增产效果略好于NPK和NPKM.2.不同施肥处理对土壤微生物数量和土壤酶活的影响除处理NPK的土壤可培养细菌数量与CK相当外,其余处理均显著增加了可培养细菌数量,其中NPKMOI增幅最显著,其次是NPKS和NPKM.不同施肥处理的可培养真菌数量与对照CK相比均有增加,处理NPKS的增幅最高,处理NPKMOI次之,然后是处理NPKM.各施肥处理也均显著增加了土壤可培养放线菌的数量,处理NPKMOI和NPKS勺效果最好,其次是处理NPKM,同样处理NPK的效果最差。不同的施肥措施对微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)产生了一定的影响,其中NPKMOI对提升微生物量碳氮效果最显著,其余施肥处理的SMBC、SMBN均无明显的变化。土壤酶活测定结果表明施肥能增加土壤转化酶、纤维素酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性。处理NPKMOI的土壤转化酶和脲酶活性均最高,其次是处理NPKM和NPKS,而处理NPK对土壤转化酶和脲酶活性的影响最小。处理NPKS对提高土壤纤维素酶活性的影响最显著,其次是NPKMOI,其余处理对纤维素酶活性影响较小。对于提高土壤磷酸酶活性,处理NPKMOI的效果最显著,其余施肥处理也能在一定程度上提高土壤磷酸酶活性。同样的,处理NPKMOI能显著提高过氧化氢酶活性,其次是处理NPKS和NPKM,处理NPK对过氧化氢酶活性的影响不大。实时荧光定量PCR分析不同施肥处理下微生物的丰度发现,土壤中细菌丰度以NPKMOI为最多,与CK比均显著增加。土壤真菌丰度以处理NPKMOI为最高,处理NPKS次之,处理NPK和NPKM对真菌丰度几乎无影响。处理NPKM、NPKS和NPKMOI都能显著增加氨氧化微生物的丰度,并且以处理NPKMOI增幅最明显,同时氨氧化细菌对施肥处理的响应高于氨氧化古菌；对于土壤中固氮细菌,处理NPKM和NPKMOI均能显著增加其丰度,其中处理NPKMOI的效果最显著,处理NPKS和NPK也能增加土壤固氮细菌的丰度。3.不同施肥对土壤微生物群落结构的影响454高通量测序分析表明,处理NPKMOI对土壤较大,其次是处理NPKS,处理NPKM和NPK对土壤群落的影响最小。施用NPKMOI和NPKS均能在一定程度上提高土壤微生物的丰富度和多样性,改善土壤微生物区系。各施肥处理的土壤细菌在门水平以及属水平的优势群落之间差异不大,但NPKMOI和NPKS这两个处理能增加土壤中具有生态功能的微生物的相对丰度。综合以上结果,在本试验的各个处理中,30%常规氮磷钾肥配施有机(猪粪堆肥)-无机复合肥和氮磷钾配施秸秆还田处理对土壤微生物区系影响较大,更有利于构建高产土壤微生物区系。
【作者】倪添；
【导师】沈标；
【作者基本信息】南京农业大学，植物营养学，2013，硕士
【关键词】施肥；土壤理化性质；土壤微生物特性；荧光实时定量PCR；454焦磷酸测序；

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