长期施肥对稻麦轮作土壤碳组分及微生物特征的影响

发布时间：2020-04-16 22:36

【摘要】：合理施用有机肥是改善土壤质量、增加土壤碳固存的有效措施,对农田生态系统的可持续利用具有重要作用。本文以有机培肥长期定位试验为基础,在施氮肥、氮磷肥、氮磷钾肥、有机肥、有机无机肥配施处理下,研究土壤有机碳、微生物量碳(MBC)、水/热水溶性有机碳(DOC、HWSC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、活性碳库、惰性碳库的含量,胞外酶活性和微生物群落结构组成,从而阐述长期施肥下稻麦轮作体系土壤碳转化与微生物之间的相互作用机理。论文主要进展如下:(1)有机无机肥配施显著增加了土壤中的MBC、DOC、HWSC、POC和LFOC的含量,提高了土壤碳库管理指数。同时DOC、POC和LFOC可作为该地区土壤碳库早期变化的指标。(2)有机无机肥配施显著提高了土壤中的磷酸酶、β-葡糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、α-葡糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶及过氧化物酶活性。β-木糖苷酶、α-葡糖苷酶等胞外酶活性的提高,显著增加了MBC、POC、HWSC的含量。(3)有机无机肥配施显著提高了麦季土壤中放线菌、γ-变形菌、鞘氨醇杆菌和TK10等纲水平细菌相对丰度,降低了厌氧绳菌、芽孢杆菌、S085等的相对丰度;在稻季土壤中,有机无机肥配施显著提高了放线菌、α-变形菌、γ-变形菌的相对丰度,降低了杆菌、拟杆菌、梭菌、SBR1076、疣微菌、厌氧绳菌及S085的相对丰度。α-变形菌、γ-变形菌、放线菌等相对丰度的增加以及厌氧绳菌、S085、SBR2076等相对丰度的降低,显著提高了氧化酶和水解酶活性,进而增加了HWSC、LFOC等活性有机碳的含量。(4)有机无机肥配施促进了腐殖霉属和大孢圆孢霉属等属水平真菌群落的代谢活性,降低了翅孢壳属、春蓼属、Paraphaeosphaeria的相对丰度。苦乌属、翅孢壳属、木霉属、Paraphaeosphaeria等相对丰度的降低以及腐殖霉属相对丰度的增加,显著提高了亮氨酸氨基肽酶等胞外酶活性,最终增加了MBC、HWSC、POC等活性有机碳的含量。综上,有机无机肥配施显著增加了α-变形菌、γ-变形菌、放线菌等细菌及腐殖霉属、大孢圆孢霉属等真菌的相对丰度,降低了S085、SBR2076、厌氧绳菌纲等绿弯菌和翅孢壳属、Paraphaeosphaeria等真菌的相对丰度,进而提高了水解酶和氧化酶的活性,最终导致MBC、HWSC、POC、LFOC等活性有机碳的含量增加。
【图文】：

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农业科学院硕士学位论文第一章了稳定的试验条件，增加了本研究结果的可信度。因此，，本文以稻麦轮作体系下黄棕壤长达 33 年的肥料长期定位试验为基础，研究 SOC 库、碳氮转化相关胞外酶活性以及细群落结构组成，揭示土壤碳转化与微生物之间的相关关系，为深入研究土壤碳固存与微相互作用机理提供理论依据。2 总体思路本文总体思路见图 1.1：

土壤理化性质,不同施肥处理,麦季,施肥措施

中国农业科学院硕士学位论文第二章长期施肥稻麦轮作体系下土壤碳库的分析不同施肥措施下土壤理化性质发现，长期有机无机肥配施显著增加了土壤 TAK 的含量（P < 0.05，图 2.1）。（1）长期稻麦轮作后年际间土壤 pH 逐渐趋于中性，麦的范围为 7.0~7.5，稻季土壤 pH 的范围为 7.5~8.0。（2）土壤 TN 含量在施肥措施下变化季和稻季中相一致，均是以不施肥 CK 及不平衡施肥（N 及 NP）处理下 TN 含量最低，间无显著差异（P > 0.05）；有机肥（M 及 NPKM）处理显著增加了 TN 含量，两者之间异（P > 0.05），与 CK 相比，麦季 M、NPKM 处理和稻季 M、NPKM 处理下 TN 含量分43.1%、51.3%、42.9%、50.7%。（3）AP 磷含量在施肥措施下变化趋势为 NPKM> M> NNP、CK），M 及 NPKM 处理 AP 含量显著高于其余处理（P < 0.05）。与 CK 相比，麦季壤中 AP 含量分别显著提高了 1372.1%、1861.2%，其原因可能是有机肥本身含磷量较AK 含量在各施肥措施下变化趋势为 NPKM> M、NPK>（NP、N、CK），其中 NPKM 含量分别较 CK 处理高 115.3%、70.1%；N 及 NP 处理下 AK 含量均低于 CK 处理，但异（P > 0.05）。（5）此外，稻季土壤中的 TN 及 AP 含量均显著高于麦季土壤，但 AK著差异。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S153.6;S154.3

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