硅藻页岩对水稻根际土壤及微生物群落的影响

发布时间：2020-08-31 10:43

　　目前,因农田土壤开垦过度、肥料施用过量,导致土壤环境被破坏、肥力下降,严重阻碍农田土壤的可持续利用。硅藻页岩由于有丰富的纳米微孔、超强吸附等优良特性,向土壤中施用硅藻页岩可以改善土壤环境,促进作物生长。因此,本研究设置了施用硅藻页岩的水稻试验区,于初次施肥时一次性添加硅藻页岩粉0kg/hm~2(CK)、150kg/hm~2(DS10)、300kg/hm~2(DS20)、600kg/hm~2(DS40),在水稻成熟期采集试验田中水稻根际的土壤样品,测定土壤理化性质及酶活性,并采用Illumina Miseq测序技术,研究不同剂量的硅藻页岩对水稻根际土壤中细菌及真菌群落丰度、多样性及结构的影响,解析硅藻页岩与土壤理化因子和微生物群落间的关系。本研究为农业上合理施用硅藻页岩资源提供参考依据。主要的研究结果如下:1.硅藻页岩施用后土壤pH值降低了1.73%-6.14%,全氮含量增加了20.69%-51.72%,速效氮含量增加了25.05%-32.76%,速效钾含量增加了19.05%-38.78%。土壤有机碳含量在DS10和DS20处理中增加了46.21%和32.94%,土壤全磷含量在DS10和DS20处理中增加了24.97%和17.52%,土壤速效磷含量在DS40处理中降低了20.34%,土壤全钾含量在各硅藻页岩处理中均没有发生显著变化。2.硅藻页岩施用后土壤脱氢酶活性显著降低,过氧化氢酶活性没有显著改变,蔗糖酶活性增加了18.03%-45.48%,淀粉酶活性增加了19.66%-37.06%,纤维素酶活性增加了11.71%-169.49%。土壤脲酶活性在DS10和DS20处理中增加了21.31%和29.51%,在DS40处理中降低了50%。土壤酸性磷酸酶活性在DS10处理中增加了24.05%,在DS20处理中无显著变化,在DS40处理中降低了19.59%。硅藻页岩施用过后,土壤各种酶活性与理化性质具有不同程度的相关关系。3.硅藻页岩施用后土壤细菌群落丰富度指数降低了0.28%-1.02%,多样性指数降低了0.33%-1.96%;土壤真菌群落丰富度指数降低了7.98%-34.51%,多样性指数在DS10处理中增加了20.14%,在DS40和DS20处理中降低了21.49%和46.23%。主成分分析表明,硅藻页岩改变了土壤细菌及真菌群落的结构。群落组成分析显示,硅藻页岩影响了土壤细菌及真菌群落组成,变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势细菌门,子囊菌门和担子菌门为优势真菌门。与对照处理相比,变形菌门相对丰度在DS40处理中增加了3.33%,绿弯菌门相对丰度在硅藻页岩的各处理中增加了3.64%-14.06%,硝化螺旋菌门相对丰度在DS10和DS40处理中增加了8.33%和11.43%,子囊菌门在DS20处理中增加了24.77%,在DS10和DS40处理中降低了9.48%和17.32%。物种与环境因子关联分析表明,土壤速效氮、全氮、全磷、全钾与细菌群落组成有极显著相关关系,土壤速效磷、速效氮与真菌群落组成有极显著相关关系,说明硅藻页岩施用后土壤细菌及真菌群落结构的变化可能由土壤理化性质的改变间接引起。
【学位单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S154.3;S511

【参考文献】