陇中黄土高原坡耕地土壤碳组分和微生物功能多样性对间作体系的响应

发布时间：2020-05-09 02:19

【摘要】：陇中黄土高原丘陵沟壑区是中国农村居民生活贫困的区域。作物单播和过度耕作导致严重的水土流失,再加上自然降水变率大,作物产量低而不稳,农业系统稳定性差。所以在黄土高原地区已有的农作制中加入经济价值较高的地道中药材和豆科牧草等作物种类和品种,就可以在缓解水土流失,修复生态损伤的同时,使农民获得实在的经济利益,达到经济和生态双赢的目的。因此,本研究以黄土高原丘陵沟壑区2种地道药用植物甘草、菘蓝以及多年生牧草苜蓿为试验材料,利用典型雨养农业区坡耕地布设田间试验。设置包括小麦单作(W)、小麦/甘草(W/L)、小麦/菘蓝(W/I)和小麦/苜蓿(W/A)4种不同种植模式。通过探讨间作系统土壤碳组分的差异以及土壤微生物功能多样性变化特征,揭示土壤质量变化的微生物学机制,以期丰富间作系统的基础研究理论,为陇中黄土高原雨养农业系统生产力可持续发展提供理论参考。主要结论如下:(1)与单作小麦(W)相比,间作可提高表层(0-10cm)土壤总有机碳(Total organic carbon)和中活性有机碳(Middle labile organic Carbon)含量,分别以小麦间作菘蓝、小麦间作苜蓿效果最为明显。(2)与单作小麦相比,间作种植可提高表层(0-10cm)土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性,间作菘蓝、苜蓿的蛋白酶和碱性磷酸酶活性分别比单作小麦增加3.2%、11.4%和240.0%、320.2%,且单作小麦与间作菘蓝、苜蓿差异显著;10cm以下土层,仅碱性磷酸酶活性单作与间作差异显著。(3)与单作小麦相比,间作种植可提高土壤微生物群落代谢能力,增强土壤微生物对底物碳源的利用能力,其中小麦间作菘蓝的平均颜色变化率(Average well color development)在0-50cm土层均高于小麦单作,其在0-10cm、10-30cm、30-50cm土层培养96h的AWCD值分别是单作小麦的1.3倍、1.4倍、4.2倍。土壤微生物利用基质碳源的能力随着土层深度增加而逐渐降低,说明表层土壤微生物群落代谢能力强。间作可以显著提高McIntosh指数和Richness指数,但对Shannon和Simpson指数效果并不显著。(4)与单作小麦相比,间作可提高土壤微生物对6大类碳源的利用强度,增强土壤微生物群落稳定性。主成分分析表明间作导致了土壤微生物群落代谢功能的变化,其中糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是土壤微生物利用的主要碳源。
【图文】：

研究区地理位置示意图

试验种植区坡地立体示意图
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S154.3;S153.6

【参考文献】

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本文编号：2655437