稻麦两熟秸秆沟埋还田对土壤微生物群落功能多样性的影响

发布时间：2020-07-27 12:02

【摘要】：中国农业生产模式转型面临着巨大的挑战,日益突出的秸秆问题逐渐影响着经济发展和社会安全,因此我国农业生产迫切需要一种行之有效的秸秆处理方式,以提高资源利用效率。秸秆还田是一种方便快捷的秸秆处理方式,但现行的还田模式存在诸多问题,诸如化感影响作物生长、分解过快不利碳素累积、未经处理容易滋生病虫害等,秸秆还田问题的研究仍是一个热点。为了揭示秸秆沟埋还田的增产机制,本文以全量秸秆20cm集中沟埋还田为研究对象,从土壤主要功能酶活、土壤球囊霉素、土壤微生物呼吸和土壤微生物代谢功能多样性角度出发,研究该耕作措施对土壤微生物群落结构功能多样性的影响。研究结果如下:1.全量秸秆集中沟埋还田对土壤主要功能酶活性的影响全量秸秆集中沟埋还田和不还田比较能够增加土壤中酸性磷酸单酯酶、芳香基硫酸酯酶、β-葡萄糖苷酶、脂肪酶和荧光素二乙酸酯水解酶的活性,其中对20-30cm土层的影响最大,但是降低了 0-10cm和20-30cm 土层脲酶的活性。同时发现该处理下各个土层中不同土壤的脂肪酶和荧光素二乙酸酯水解酶活性呈显著性正相关。2.全量秸秆集中沟埋还田对土壤球囊霉素含量的影响全量秸秆集中沟埋还田能够增加土壤中总球囊蛋白和易提取球囊蛋白的含量,两季土壤中各土层都有显著增加,其中10-20cm土层最为明显,20-30cm土层次之,同时发现该耕作模式下总球囊酶素的含量同土壤中酸性磷酸单酯酶的活性呈显著性正相关。3.全量秸秆集中沟埋还田对土壤微生物呼吸速率的影响全量秸秆集中沟埋还田对表层0-10cm 土壤的影响无法确定,增加了 10-20cm 土层中除稻季土壤第九季和麦季土壤第八季外其他还田时间土壤的土壤微生物呼吸,增加了 20-30cm 土层土壤的呼吸速率,同时在10-20cm 土层稻麦两季土壤和20-30cm 土层麦季土壤中发现,土壤微生物呼吸速率同秸秆还田时间长短存在显著性正相关。4.全量秸秆集中沟埋还田对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响全量秸秆集中沟埋还田能够增加土壤微生物的丰富度和多样性,能增加土壤微生物对碳源的利用程度和宽度,秸秆还田与不还田对微生物利用碳源的差异随着土层的加深而加大。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141.4;S154.3
【图文】：

示意图,过程,示意图,水稻秸秆

水稻秸秆１００００邋ｋｇｉｈｎｆ１为参照还田量，折算后为６邋ｋｇ／沟，即每条埋草沟平均还入６邋ｋｇ逡逑水稻秸秆，小麦秸秆以５０００邋ｌ＾ｈｎ＾１为标准还田，折算后秸秆还田量为３邋ｋｇ／沟，其余逡逑半量、１．５倍量和两倍量按照比例折算，开沟埋草过程如图２－１所示。逡逑定位逦开沟逦填草逦镇压逦覆土逦镇压逡逑ＢＭＷ邋ＨｈｎＷ邋ＭＢ邋ＩＷ逦ＷＷ逡逑图２－１埋草过程示意图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｓｔｒａｗ邋ｄｉｔｃｈ－ｂｕｒｉｅｄ邋ｒｅｔｕｒｎ逡逑１２逡逑

示意图,草沟,水稻品种,小麦品种

逡逑如图２－２所示，第１条沟还入２００８年１０月收获的水稻秸秆，位于图中右侧。第逡逑２条埋还入２００９年６月份收获的小麦秸秆，位于第１条沟间隔ｌｍ的位置，第３条沟逡逑（还入水稻秸秆）位于第１条沟间隔４０邋ｃｍ的位置，第４条沟（还入小麦秸秆）位于逡逑第２条沟间隔４０邋ｃｍ的位置，以此类推，单数表示的沟埋入水稻秸秆（绿色部分）双逡逑数表示的沟埋入小麦秸杆（黄色部分）。当小区被全部埋完时，再从第１条埋草沟开逡逑始，即５年为一个循环，可将所有土地覆盖，试验沟覆土完毕后采用免耕机３－５ｃｍ浅逡逑旋。逡逑小麦秸秆（黄色）逦水稻秸秆（绿色）逡逑＿逡逑＇邋＾邋＇逡逑图２－２小区埋草沟示意图逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｄｉｔｃｈ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｐｌｏｔ逡逑试验采用稻麦两熟制，水稻品种为南粳５０５５，小麦品种为扬麦１３。水稻全生育逡逑期总施氮量为３００ｋｇ＿ｈｍ＇分基肥、分蘖肥和拔节肥施入，各占６０％、３０％和１０°／0。逡逑小麦全生育期总施氮量为１８０邋ｋｇ

芳香基,秸杆,全量,硫酸

３４．９２％－４６．３５％和邋３４．６０％－５６．９４％邋（Ｐ＜０．０５），其中邋０－１０ｃｍ邋和邋１０－２０ｃｍ邋土层随着还田时逡逑间的临近，土壤芳香基硫酸酯酶活性也随之上升，其中０－１０邋土层递增趋势明显。逡逑麦季结束后采集的小麦秸秆还田土样与ＣＫ相较，增加了邋０－２０ｃｍ邋土壤芳香基硫逡逑酸酯酶的活性。其中0－ｌ0ｃｍ所有还田时间均显著高于ＣＫ，增幅１５．６０％－１９．８４％逡逑（Ｐ＜０．０５），随还田时间临近，呈现递增趋势。１０－２０ｃｍ邋土层中，各还田时间均增加了逡逑芳香基硫酸酯酶活性，增幅１２．６５％－１８．６９％，但并未存在显著性差异。２０－３０ｃｍ邋土层逡逑中，秸秆还田对其影响较为不确定，部分还田时间出现增加，部分减少，且都不存在逡逑显著性差异。麦季结束后采集的水稻秸秆还田土样与ＣＫ相较除１０－２0Ｃｍ邋土层第五季逡逑外都增加了该酶活性，各土层与ＣＫ相较增幅较小，０－１０ｃｍ、１０－２０ｃｍ和２０－３０ｃｍ增逡逑幅分别为邋９．１１％－１８．４８％、６．４０－３３．５０％和邋１４．９６％－３０．１８％，除邋１０－２０ｃｍ邋土层第九季外逡逑（Ｐ＜０．０５），差异均不显著。逡逑综合两季土壤来看，大部分土层都是随着秸秆还入田间时间的增长，香基硫酸酯逡逑酶的活性呈现一个递减的趋势，其中Ｏ－ｌＯｃｍ邋土层趋势较为明显，并且麦季采集的土逡逑样同稻季相比（同层比较），该酶的活性也较高，上中下三层分别平均高出５２．５６％、逡逑６７．０６％和邋１７１．９６。逡逑，２＇

【参考文献】