2种稻虾共作模式对土壤有机氮矿化作用的影响

摘要

【目的】研究2种稻虾共作模式对稻田耕层下部土壤有机氮矿化作用的影响及相关微生物对矿化作用的响应机制,为稻虾共生模式中虾类对土壤氮素肥力的影响机理研究及制定氮肥施用方案提供理论依据。【方法】采用对比试验,测定分析稻—红螯螯虾共作模式(RC)与稻—罗氏沼虾共作模式(RM)耕层下部(10~20 cm)土壤有机氮矿化作用相关参数、土壤氮素含量及微生物群落结构组成,并分析微生物群落与矿化参数的相关性。【结果】与试验初期相比,末期土壤全氮和铵态氮含量均有所下降,初期RC模式与RM模式间全氮含量无显著差异(P>0.05),而末期RC模式全氮含量显著低于RM模式(P<0.05,下同);试验末期RC模式中土壤累积氮矿化量、矿化势、可矿化氮比例分别为131.21±2.12 mg/kg,242.62±5.18 mg/kg,(0.31±0.01)%,分别显著高于RM模式的119.85±1.36 mg/kg,217.51±1.83 mg/kg,(0.28±0.01)%。微生物群落结构分析结果显示,至试验末期,RC模式Shannon指数显著低于RM模式,2种模式间群落结构组成有显著差异,RC模式中放线菌门相对丰度显著高于RM模式,而脱硫杆菌门、粘菌门、硝化菌门相对丰度则显著低于RM模式。相关分析结果表明,累积氮矿化量、矿化势、可矿化氮比例与放线菌门、绿弯菌门、变形菌门均呈极显著正相关(P<0.01,下同);而与拟杆菌门、脱硫杆菌门、粘菌门、硝化螺旋菌门呈极显著负相关。【结论】虾类的生活习性不同影响土壤微生物的群落结构组成,导致2种稻虾共作模式耕层下部10~20 cm土层土壤有机氮的矿化作用产生差异。在江苏省靖江市,与稻—罗氏沼虾共作模式相比,稻—红鳌螯虾共作模式中有机氮的矿化作用更强,矿化势等相关参数更高,具有较高的供氮潜力。