有机物料与化肥配施对黄褐土土壤微生物群落结构和土壤养分的影响

摘要

黄褐土因土质粘重，结构紧实僵硬，胀缩性强，耕性和通透性差，土壤不耐旱涝，存在耕作障碍，作物产量不高不稳，但黄褐土分布区的水热条件比较优越，土体深厚，酸碱度适中，宜种性广，具有高的生产潜能，因此，对黄褐土进行培肥改良具有重要意义。研究发现，不同有机物料对黄褐土养分含量和作物产量具有不同的提升效果，但是从土壤微生物方面视角来看此种提升效应的研究较少。本研究在黄褐土有机培肥的前提下，通过不同施肥处理，包括有机物替代化学氮肥以及与生物炭的配施，研究黄褐土土壤化学性质、生物学性质及产量在小麦主要生育期的变化情况，为黄褐土障碍消减和粮食稳产提供理论参考。主要结论如下:
　　1.有机物料和生物炭对小麦各生育期脲酶活性产生促进作用。在小麦越冬期、拔节期、灌浆期和成熟期四个生育期内，土壤脲酶活性表现出先降低后升高再降低的趋势，在灌浆期达到最大值。与CK相比，在小麦各主要生育期（拔节期除外），添加生物炭能够促进土壤脲酶活性，但未达到显著水平;与NPK处理相比，NPKB处理和NPKS处理能够有效提高土壤脲酶活性，分别提升了-4.34％～24.67％和3.76％～14.23％，添加有机肥土壤脲酶活性会有所降低。玉米秸秆和与生物炭配施对土壤脲酶具有显著提升作用，提升15.03％-25.34％。
　　2.施用生物炭和有机物料能够影响土壤微生物群落结构。NPKM处理以含有18∶1ω5c、16∶1ω5c脂肪酸的微生物为优势种群，NPKS处理以含有a16∶0、i16∶0、a15∶0、i15∶0、i14∶0、18∶0、16∶1ω9c、cy19∶0ω9c脂肪酸的微生物为优势种群，NPKSB处理和NPKMB处理以含有16∶0(10Me)、20∶0(10Me)、cy17∶0、16∶1ω7c、18∶1ω9c特征脂肪酸的微生物为优势种群。
　　3.不同施肥能够影响土壤养分含量。有机肥和生物炭配施能够显著提高小麦各生育期养分含量。与CK相比，施用生物炭能够显著提高土壤有机碳含量，对有效磷和速效钾含量变化影响不显著。与NPK处理相比，NPKB处理、NPKS处理和NPKM处理有效能提高土壤有机碳、有效磷和速效钾的含量。与CK相比，B处理对土壤全氮含量没有显著影响;与NPK处理相比，NPKB处理、NPKS处理和NPKM处理显著降低土壤全氮含量，分别降低了20.35％、39.35％和34.71％。NPKMB处理和NPKSB处理与NPK处理之间没有显著性差异。
　　4.不同施肥处理对产量的影响。与对照相比，单独施用生物炭对小麦产量及其构成要素没有显著影响。与NPK处理相比，NPKM处理能够显著提高小麦产量，提高了9.41％;NPKB处理和NPKM处理能够显著提高小麦穗粒数，分别提高了11.52％和16.89％。此外，NPKMB处理产量明显高于NPK处理。
　　5.相关性分析表明:革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌与产量之间存在显著负相关关系，真菌/细菌之间存在显著正相关关系，土壤有机碳是影响土壤微生物群落结构的主要因素。

目录

声明

致谢

摘要

1．文献综述

1．1 生物炭的在农业中的应用

1．1．1 生物炭对土壤物理性状的影响

1．1．2 生物炭对土壤化学性质的影响

1．1．3 生物炭对土壤微生物的影响

1．1．4 生物炭对作物产量的影响

1．2 有机肥在农业中的应用

1．2．1 有机肥对土壤物理性质的影响

1．2．2 有机肥对土壤化学性质的影响

1．2．3 有机肥对土壤微生物的影响

1．2．4 有机肥对作物产量的影响

1．3 秸秆还田在农业中的应用

1．3．1 秸秆还田对土壤物理性质的影响

1．3．2 秸秆还田对土壤化学性质的影响

1．3．3 秸秆还田对土壤微生物的影响

1．3．4 秸秆还田对作物产量的影响

2．引言

3．材料方法

3．1 试验地概要

3．2 试验设计

3．3 技术路线

3．4 样品采集

3．5 测试指标及方法

3．5．1 土壤酶活性的测定

3．5．2 土壤磷脂脂肪酸分析

3．6 数据处理与分析

4．结果与分析

4．1 不同处理对生育期内土壤脲酶活性的影响

4．2 不同处理对土壤微生物群落结构的影响

4．3 不同处理对生育期内土壤养分含量的影响

4．3．1 不同处理对生育期内土壤土壤有机质的影响

4．3．2 不同处理对生育期内土壤有效磷的影响

4．3．3 不同处理对生育期内土壤速效钾的影响

4．3．4 不同处理对成熟期土壤全氮的影响

4．5 不同处理对成熟期小麦性状和产量的影响

4．5 各指标之间的相关性

5．讨论

5．1 不同处理对生育期内土壤酶活性的影响

5．2 不同处理对土壤微生物群落结构的影响

5．3 不同处理对生育期内土壤养分的影响

5．4 不同处理对生育期内产量及产量构成要素的影响

5．5 各指标之间的相关性

6．结论

参考文献