潮土质地和秸秆还田耦合条件下微生物分异及对土壤和秸秆分解的影响

发布时间：2018-10-30 08:29

【摘要】：黄淮海平原是我国重要的粮食产区,潮土是当地分布最广的耕作土壤,不同质地的潮土受到盐碱危害,同时养分含量又比较低,所以加强对潮土的合理利用,提高其中的有机质含量是提高当地作物产量的重要手段。本研究基于"土壤地力提升长期试验"试验平台,以河南省的砂质、壤质和黏质潮土为研究对象,主要的研究目的为:(1)通过对不同质地潮土中速效养分、可溶性碳氮及官能团含量、酶活性和微生物含量的研究,明确不同质地潮土的共性与特性;(2)通过对小麦和玉米秸秆分解后养分含量以及微生物数量、群落变化的研究,明确不同质地的潮土对秸秆组分、微生物学性质的影响;(3)通过对不同位置微生物数量和群落结构的研究,明确距离分解秸秆不同位置的微生物数量以及群落组成是否有差异,从而推断导致秸秆分解的主要微生物群落。主要研究结果如下:(1)试验进行6个月时,不同质地土壤中硝态氮含量没有显著差异,黏土中铵态氮含量比壤土和砂土高46.16～50.94%,速效钾含量比壤土和砂土高104.40～218.37%并且不同质地土壤之间差异显著,有效磷含量表现为砂土壤土黏土,砂土中有效磷比壤土中高34.65%,比黏土高70.13%。可溶性有机碳在不同质地土壤中差异不显著,可溶性有机氮在黏土和壤土中显著高于砂土,而芳香性官能团含量显著低于砂土;黏土和壤土中的纤维素分解酶、磷酸酶含量显著高于砂土。(2)细菌、真菌、放线菌与PLFA总量的变化趋势基本一致,基本都表现为黏土中含量最高而砂土中含量最低。革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和环丙基脂肪酸/饱和脂肪酸比值在不同质地之间没有显著差异,真菌/细菌和单不饱和/饱和支链脂肪酸比值在黏土中较高而砂土中较低。主成分分析结果显示,不同质地土壤中的微生物群落沿PC1分开,而这些质地间群落结构的差异主要由与革兰氏阳性菌17:00、i14:0、i15:1 G、i15:0、a15:0、i16:0、i17:0、a17:0、i17:1ω9c,革兰氏阴性菌 2OH-16:0、2OH-16:1、16:1ω7c、cy17:0、17:1ω8c、18:1ω5c、18:1ω7c、18:1ω9c、cy19:0,真菌 18:2ω6,9c,放线菌 10Me17:0、10Me18:0 有关。(3)小麦和玉米秸秆在分解6个月后分解率在42.75～57.92%之间,10个月后分解率在68.80～79.23%之间,在不同质地土壤中分解率没有显著差异。随着分解时间的增加秸秆中全碳含量减少而全氮含量有所增加,秸秆中碳氮比逐渐降低。分解6个月时,秸秆全碳含量在黏土中显著高于砂土,全氮含量差异不显著,但表现出在黏土中富集的趋势。分解10个月后,秸秆中全碳和全氮含量在不同质地土壤中逐渐趋同。(4)小麦和玉米秸秆分解6个月后,秸秆内部微生物PLFA含量在不同质地土壤中差异不显著,分解10个月后,放线菌含量表现出显著差异,表现为黏土壤土砂土。秸秆分解6个月时,真菌/细菌比值在黏土中显著高于砂土,10个月后没有差异。单不饱和脂肪酸/饱和支链脂肪酸比值6个月后在不同质地土壤中差异不显著,10个月后砂土中比值显著高于壤土和黏土,说明在砂土中透气条件最好。环丙基脂肪酸/一般饱和脂肪酸比值6个月后在不同质地土壤中差异不显著,10个月后在黏土和壤土中显著高于砂土,说明分解秸秆微生物在黏土中所受环境压迫最高而砂土中最小。秸秆残留物内部微生物群落在不同质地的土壤中没有显著差异。(5)微生物的含量随着距离秸秆残留物远近的改变而变化,大体趋势表现为秸杆残留物内部网袋附近土远离网袋的小区土,细菌、真菌、放线菌以及PLFA总量的变化趋势基本一致。真菌/细菌比值表现为秸秆残留物网袋土小区土,说明随着距离的改变秸杆的分解促进细菌生物量的增加,而对真菌生物量增加作用较小。土壤中微生物群落与秸秆残留物中微生物群落沿PC1显著分开,主要由革兰氏阳性菌12:0、14:0、16:0、17:0、18:0、20:0、i13:0、i14:0、i15:0、a15:0、i15:0-3OH、i15:1A、i15:1 G、i16:0、a16:0、i16:0-3OH、i16:1 G、i17:0、a17:0、i17:0-3OH,革兰氏阴性菌 3OH-12:0、2OH-16:0、3OH-16:0、16:1ω5c、16:1ω7c、16:1ω9c、cy17:0、cy19:0、17:1co8c、18:1co7c、18:1co9c,真菌 18:2co6,9c、20:2ω6,9c 以及放线菌 10Me17:0、10Me18:0 引起。
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【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4;S154.3

【参考文献】