长期不同施肥处理对红壤稻田土壤肥力、细菌群落特征及水稻产量与品质的影响研究
发布时间：2022-08-07 22:50
为了揭示施肥与土壤肥力、化学性质、细菌群落特征及水稻产量品质与养分吸收积累的内在关系,为中南红壤区优质高效栽培及基于可持续生产的稻田快速培肥提供理论依据和技术支撑。本论文依托设于中国农业科学院衡阳红壤实验站始于1982年的有机肥和化肥不同组合施用长期定位试验,共设7个处理:（1）单施有机肥（M）、（2）氮磷钾配施有机肥（NPKM）、（3）氮磷钾（NPK）、（4）氮钾配施有机肥（NKM）、（5）氮磷配施有机肥（NPM）、（6）磷钾配施有机肥（PKM）、（7）不施肥（NF）,研究了连续35年长期不同施肥处理对稻田土壤养分、化学性质、细菌群落特征及水稻产量品质与植株地上部氮磷钾吸收积累特性的影响。主要结果如下:（1）施肥不同程度提高了土壤有机碳、溶解性有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和速效钾含量,以有NPKM处理各项指标均最高,分别达到24.65 g/kg,1.31 g/kg,2.26 g/kg,213.01 mg/kg,1.25 g/kg,43.63 mg/kg和178.6 mg/kg,且该处理SOC/TN（10.92）显著高于其它所有处理。等氮磷钾投入下,M处理的土壤有机碳、溶解性有机...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 本研究的意义
1.2 国内外研究现状与发展动态
1.2.1 长期不同施肥对土壤肥力质量的影响
1.2.2 长期不同施肥对土壤理化性质的影响
1.2.3 长期施肥对土壤微生物的影响
1.2.4 长期施肥对作物生长的影响
1.3 主要研究内容与技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 试验点概况
2.2 供试土壤与试验设计
2.3 样品采集
2.3.1 土壤样品采集
2.3.2 植株样品采集
2.4 指标测定
2.4.1 土壤养分与基本理化性质测定
2.4.2 土壤酶活力测定
2.4.3 土壤细菌高通量测序
2.4.4 水稻植株及籽粒氮磷钾含量测定
2.4.5 稻米品质测定
2.5 数据处理与分析
2.5.1 基本统计分析
2.5.2 测序数据质量控制与处理
2.5.3 土壤细菌群落特征生物信息学分析
第三章 长期不同施肥处理对土壤肥力与化学性质的影响
3.1 长期不同施肥处理对耕层土壤养分含量影响
3.1.1 全氮和碱解氮变化
3.1.2 全磷与有效磷变化
3.1.3 全钾和速效钾变化
3.2 长期不同施肥处理对土壤化学性质影响
3.2.1 土壤pH
3.2.2 土壤有机碳
3.2.3 土壤碳氮比
3.2.4 土壤酶活性
3.2.5 土壤阳离子交换能力
3.3 土壤养分与化学性质的相关性分析
3.4 本章讨论
3.5 本章结论
第四章 长期不同施肥处理对根际土壤细菌群落特征的影响
4.1 测序数据概况
4.1.1 下机数据及其质量控制
4.1.2 有效数据的OTUs注释
4.1.3 长期定位不同施肥处理的OTUs比较
4.2 土壤细菌的丰富度与多样性分析
4.2.1 测序样品获取的物种信息
4.2.2 样品OTUs稀释曲线
4.2.3 土壤细菌α多样性
4.3 长期不同施肥对土壤细菌群落结构的影响
4.3.1 细菌群落结构聚类分析
4.3.2 细菌群落结构PCoA分析
4.4 长期不同施肥对土壤细菌群落构成的影响
4.4.1 门水平的土壤细菌群落构成
4.4.2 门水平的细菌丰度分析
4.4.3 LEfSe分析
4.5 细菌群落结构及其对环境因子的响应特征
4.5.1 CCA分析
4.5.2 Mantel test分析
4.6 本章讨论
4.7 本章结论
第五章 长期不同施肥处理对晚稻产量构成与养分吸收积累及品质特性的影响
5.1 长期不同施肥对晚稻产量及其构成的影响
5.1.1 产量及其构成因子
5.1.2 产量及其构成因子与土壤养分相关性分析
5.1.3 产量及其构成因子与土壤酶活的相关性分析
5.1.4 产量及其构成因子与土壤阳离子交换能力相关性分析
5.1.5 产量及其构成因子与门水平细菌丰度的相关性分析
5.2 长期不同施肥处理的水稻地上部养分吸收积累与分布特征
5.2.1 水稻地上部生物产量及其分配特征
5.2.2 水稻地上部各器官养分含量
5.2.3 地上部氮素吸收积累与分布特征
5.2.4 地上部磷素吸收积累与分布特征
5.2.5 地上部钾素吸收积累与分布特征
5.3 长期不同施肥处理对稻米品质的影响
5.3.1 精米率与整精米率
5.3.2 垩白粒率与垩白度
5.3.3 胶稠度与直链淀粉含量
5.3.4 蛋白质含量
5.4 本章讨论
5.5 本章结论
第六章 结论与展望
6.1 全文结论
6.2 创新点
6.3 本研究的不足之处
6.4 研究展望
参考文献
附录 全文缩写及其中、英文对照
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Long-term inorganic plus organic fertilization increases yield and yield stability of winter wheat[J]. Huan Chen,Aixing Deng,Weijian Zhang,Wei Li,Yuqiang Qiao,Taiming Yang,Chenyan Zheng,Chenfu Cao,Fu Chen. The Crop Journal. 2018(06)
[2]长期施肥下我国灌淤土粮食产量和土壤养分的变化[J]. 段英华,卢昌艾,杨洪波,马常宝,刘亚男,徐明岗. 植物营养与肥料学报. 2018(06)
[3]施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析[J]. 肖琼,王齐齐,邬磊,蔡岸冬,王传杰,张文菊,徐明岗. 植物营养与肥料学报. 2018(06)
[4]有机肥替代化肥对双季稻产量和土壤养分的影响[J]. 刘增兵,束爱萍,刘光荣,李祖章,张文学,袁福生,胡启锋. 江西农业学报. 2018(11)
[5]长期施肥条件下黄土高原黑垆土作物产量与土壤碳氮的关系[J]. 俄胜哲,丁宁平,李利利,袁金华,车宗贤,周海燕,尚来贵. 应用生态学报. 2018(12)
[6]秸秆直接还田及炭化还田对土壤酸度和交换性能的影响[J]. 郭春雷,李娜,彭靖,高天一,马凌云,韩晓日. 植物营养与肥料学报. 2018(05)
[7]不同类型籼粳杂交稻产量和品质性状差异及其与灌浆结实期气候因素间的相关性[J]. 徐栋,朱盈,周磊,韩超,郑雷鸣,张洪程,魏海燕,王珏,廖桉桦,蔡仕博. 作物学报. 2018(10)
[8]东北阔叶红松林腐殖质层土壤阳离子交换性能及其主要影响因素[J]. 田圣贤,冯盼,杨山,刘贺永,叶吉,李慧,姜勇,张玉革. 生态学杂志. 2018(09)
[9]沼液替代化肥氮对水稻生长发育及稻米品质的影响[J]. 王桂良,寇祥明,张家宏,王守红,徐荣,韩光明,唐鹤军,朱凌宇,毕建花,吴雷明. 生态学杂志. 2018(09)
[10]施肥方式对水稻‘花优14’干物质积累、产量及肥料利用率的影响[J]. 沙之敏,陈侠桦,赵峥,史超超,袁永坤,曹林奎. 中国生态农业学报. 2018(06)
博士论文
[1]生物炭对酸化土壤的改良效应与生物化学机理研究[D]. 戴中民.浙江大学 2017
[2]施肥及轮作对红壤稻田微生物特性的影响研究[D]. 董春华.湖南农业大学 2014
[3]长期施肥对水稻土和旱地红壤的肥力质量、有机碳库与团聚体形成机制的影响[D]. 颜雄.湖南农业大学 2013
[4]长期不同施肥对土壤酸化作用的影响研究[D]. 张永春.南京农业大学 2012
[5]长期定位施肥对石灰性紫色土微生物学特性的影响[D]. 辜运富.四川农业大学 2009
硕士论文
[1]长期施肥对红壤性水稻土微生物多样性及甲烷排放相关功能微生物的影响[D]. 陆海飞.南京农业大学 2014
[2]长期施肥对塿土钾素状况和钾素利用效率的影响[D]. 葛玮健.西北农林科技大学 2012
[3]不同给水和施肥条件对土壤微生物多样性的影响[D]. 张雷.东北林业大学 2009
[4]长期定位施肥棕壤及西藏高原土土壤微生物特性研究[D]. 郭隽馥.东北大学 2008
[5]长期肥料定位试验下稻米品质形成机理的研究[D]. 龚丽萍.扬州大学 2007
本文编号：3671186
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 本研究的意义
1.2 国内外研究现状与发展动态
1.2.1 长期不同施肥对土壤肥力质量的影响
1.2.2 长期不同施肥对土壤理化性质的影响
1.2.3 长期施肥对土壤微生物的影响
1.2.4 长期施肥对作物生长的影响
1.3 主要研究内容与技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 试验点概况
2.2 供试土壤与试验设计
2.3 样品采集
2.3.1 土壤样品采集
2.3.2 植株样品采集
2.4 指标测定
2.4.1 土壤养分与基本理化性质测定
2.4.2 土壤酶活力测定
2.4.3 土壤细菌高通量测序
2.4.4 水稻植株及籽粒氮磷钾含量测定
2.4.5 稻米品质测定
2.5 数据处理与分析
2.5.1 基本统计分析
2.5.2 测序数据质量控制与处理
2.5.3 土壤细菌群落特征生物信息学分析
第三章 长期不同施肥处理对土壤肥力与化学性质的影响
3.1 长期不同施肥处理对耕层土壤养分含量影响
3.1.1 全氮和碱解氮变化
3.1.2 全磷与有效磷变化
3.1.3 全钾和速效钾变化
3.2 长期不同施肥处理对土壤化学性质影响
3.2.1 土壤pH
3.2.2 土壤有机碳
3.2.3 土壤碳氮比
3.2.4 土壤酶活性
3.2.5 土壤阳离子交换能力
3.3 土壤养分与化学性质的相关性分析
3.4 本章讨论
3.5 本章结论
第四章 长期不同施肥处理对根际土壤细菌群落特征的影响
4.1 测序数据概况
4.1.1 下机数据及其质量控制
4.1.2 有效数据的OTUs注释
4.1.3 长期定位不同施肥处理的OTUs比较
4.2 土壤细菌的丰富度与多样性分析
4.2.1 测序样品获取的物种信息
4.2.2 样品OTUs稀释曲线
4.2.3 土壤细菌α多样性
4.3 长期不同施肥对土壤细菌群落结构的影响
4.3.1 细菌群落结构聚类分析
4.3.2 细菌群落结构PCoA分析
4.4 长期不同施肥对土壤细菌群落构成的影响
4.4.1 门水平的土壤细菌群落构成
4.4.2 门水平的细菌丰度分析
4.4.3 LEfSe分析
4.5 细菌群落结构及其对环境因子的响应特征
4.5.1 CCA分析
4.5.2 Mantel test分析
4.6 本章讨论
4.7 本章结论
第五章 长期不同施肥处理对晚稻产量构成与养分吸收积累及品质特性的影响
5.1 长期不同施肥对晚稻产量及其构成的影响
5.1.1 产量及其构成因子
5.1.2 产量及其构成因子与土壤养分相关性分析
5.1.3 产量及其构成因子与土壤酶活的相关性分析
5.1.4 产量及其构成因子与土壤阳离子交换能力相关性分析
5.1.5 产量及其构成因子与门水平细菌丰度的相关性分析
5.2 长期不同施肥处理的水稻地上部养分吸收积累与分布特征
5.2.1 水稻地上部生物产量及其分配特征
5.2.2 水稻地上部各器官养分含量
5.2.3 地上部氮素吸收积累与分布特征
5.2.4 地上部磷素吸收积累与分布特征
5.2.5 地上部钾素吸收积累与分布特征
5.3 长期不同施肥处理对稻米品质的影响
5.3.1 精米率与整精米率
5.3.2 垩白粒率与垩白度
5.3.3 胶稠度与直链淀粉含量
5.3.4 蛋白质含量
5.4 本章讨论
5.5 本章结论
第六章 结论与展望
6.1 全文结论
6.2 创新点
6.3 本研究的不足之处
6.4 研究展望
参考文献
附录 全文缩写及其中、英文对照
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Long-term inorganic plus organic fertilization increases yield and yield stability of winter wheat[J]. Huan Chen,Aixing Deng,Weijian Zhang,Wei Li,Yuqiang Qiao,Taiming Yang,Chenyan Zheng,Chenfu Cao,Fu Chen. The Crop Journal. 2018(06)
[2]长期施肥下我国灌淤土粮食产量和土壤养分的变化[J]. 段英华,卢昌艾,杨洪波,马常宝,刘亚男,徐明岗. 植物营养与肥料学报. 2018(06)
[3]施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析[J]. 肖琼,王齐齐,邬磊,蔡岸冬,王传杰,张文菊,徐明岗. 植物营养与肥料学报. 2018(06)
[4]有机肥替代化肥对双季稻产量和土壤养分的影响[J]. 刘增兵,束爱萍,刘光荣,李祖章,张文学,袁福生,胡启锋. 江西农业学报. 2018(11)
[5]长期施肥条件下黄土高原黑垆土作物产量与土壤碳氮的关系[J]. 俄胜哲,丁宁平,李利利,袁金华,车宗贤,周海燕,尚来贵. 应用生态学报. 2018(12)
[6]秸秆直接还田及炭化还田对土壤酸度和交换性能的影响[J]. 郭春雷,李娜,彭靖,高天一,马凌云,韩晓日. 植物营养与肥料学报. 2018(05)
[7]不同类型籼粳杂交稻产量和品质性状差异及其与灌浆结实期气候因素间的相关性[J]. 徐栋,朱盈,周磊,韩超,郑雷鸣,张洪程,魏海燕,王珏,廖桉桦,蔡仕博. 作物学报. 2018(10)
[8]东北阔叶红松林腐殖质层土壤阳离子交换性能及其主要影响因素[J]. 田圣贤,冯盼,杨山,刘贺永,叶吉,李慧,姜勇,张玉革. 生态学杂志. 2018(09)
[9]沼液替代化肥氮对水稻生长发育及稻米品质的影响[J]. 王桂良,寇祥明,张家宏,王守红,徐荣,韩光明,唐鹤军,朱凌宇,毕建花,吴雷明. 生态学杂志. 2018(09)
[10]施肥方式对水稻‘花优14’干物质积累、产量及肥料利用率的影响[J]. 沙之敏,陈侠桦,赵峥,史超超,袁永坤,曹林奎. 中国生态农业学报. 2018(06)
博士论文
[1]生物炭对酸化土壤的改良效应与生物化学机理研究[D]. 戴中民.浙江大学 2017
[2]施肥及轮作对红壤稻田微生物特性的影响研究[D]. 董春华.湖南农业大学 2014
[3]长期施肥对水稻土和旱地红壤的肥力质量、有机碳库与团聚体形成机制的影响[D]. 颜雄.湖南农业大学 2013
[4]长期不同施肥对土壤酸化作用的影响研究[D]. 张永春.南京农业大学 2012
[5]长期定位施肥对石灰性紫色土微生物学特性的影响[D]. 辜运富.四川农业大学 2009
硕士论文
[1]长期施肥对红壤性水稻土微生物多样性及甲烷排放相关功能微生物的影响[D]. 陆海飞.南京农业大学 2014
[2]长期施肥对塿土钾素状况和钾素利用效率的影响[D]. 葛玮健.西北农林科技大学 2012
[3]不同给水和施肥条件对土壤微生物多样性的影响[D]. 张雷.东北林业大学 2009
[4]长期定位施肥棕壤及西藏高原土土壤微生物特性研究[D]. 郭隽馥.东北大学 2008
[5]长期肥料定位试验下稻米品质形成机理的研究[D]. 龚丽萍.扬州大学 2007
本文编号：3671186
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3671186.html
最近更新
教材专著
