稻田氮素流失特征及土壤微生物多樣性的研究.pdf

1、本文選擇上海市郊區(qū)廣泛種植的水稻作為研究對(duì)象,經(jīng)過測(cè)坑定位試驗(yàn),通過兩年的周期,定量研究了稻田氮素徑流流失和滲漏流失的規(guī)律,同時(shí)探討了不同施肥處理對(duì)稻田土壤微生物多樣性的影響。主要研究結(jié)果如下：(1)稻田坑面水總氮含量基本呈現(xiàn)從最大值急劇下降,然后平穩(wěn)的趨勢(shì),其最大值的大小受施肥種類和施肥量的影響。施肥后,稻田坑面水中的氮素以銨態(tài)氮為主。在各個(gè)施肥期,有機(jī)肥處理均表現(xiàn)為田間坑面較弱的硝化作用。無(wú)機(jī)肥處理下降最為劇烈,施肥第2天銨態(tài)氮含量

2、平均減少了36.03%；有機(jī)肥處理處理最小,為16.48%。無(wú)機(jī)肥處理的氮素在稻田坑面水中減少1/2的時(shí)間約為1.89天。當(dāng)增施有機(jī)肥后,氮素在稻田坑面水中減少1/2的時(shí)間約為6.43天。(2)稻田在施肥后第7天,有機(jī)肥處理的50cm剖面水總氮濃度下降最小,低于無(wú)機(jī)肥處理和混施肥處理。3種處理下降分別為,無(wú)機(jī)肥處理53.01%,混施肥處理52.57%,有機(jī)肥處理44.24%。稻田徑流水中的氮素成分與坑面水氮素成分一致。在水稻生長(zhǎng)期內(nèi),有

3、機(jī)肥處理徑流水總氮流失量最小,2009年為7.70kg/hm~2,2010年為9.34kg/hm~2。施用有機(jī)肥能明顯減少稻田氮素徑流流失。(3)在水稻生長(zhǎng)期內(nèi),3種施肥處理的總氮滲漏量呈現(xiàn)先上升后下降,最后趨于平穩(wěn)的走勢(shì)。研究表明,有機(jī)肥處理的稻田徑流氮素流失比無(wú)機(jī)肥處理減少39.05%~56.49%。3種施肥處理的總氮流失量分別為,無(wú)機(jī)肥處理1.02kg/hm~2,混施肥處理0.87kg/hm~2,有機(jī)肥處理0.11kg/hm~2。

4、施肥后的第1~4天是氮素流失的高峰時(shí)期。施肥后的第3天,各施肥處理的滲漏水硝態(tài)氮達(dá)到最大值,其中有機(jī)肥處理最小,平均為0.13mg/L。(4)稻田上層土壤的土壤容重變化趨勢(shì)因不同的施肥處理而不同。3種施肥處理的變化均較大,均在烤田期降到最低值。施用有機(jī)肥有使土壤耕作層疏松的作用,而長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料易使土壤板結(jié)。不同施肥處理對(duì)稻田下層土壤容重的影響較小。各時(shí)期不同施肥處理的稻田土壤的總孔隙度均介于40.23%~55.14%之間,性質(zhì)接近于

5、粘質(zhì)土,屬于比較理想的種植土壤。本試驗(yàn)證明長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料容易使表面土壤的總孔隙度下降,不利于充足的空氣進(jìn)入和水分的流通。(5)稻田不同施肥處理上下兩層土壤有機(jī)質(zhì)含量均在兩年水稻生長(zhǎng)旺期降到最低值。第一年水稻收獲后顯著上升,第二年水稻收獲后恢復(fù)到種植前水平。水稻種植以后,有機(jī)肥處理的上下兩層土壤的有機(jī)質(zhì)含量均高于無(wú)機(jī)肥處理和混施肥處理。3種施肥處理的上層土壤全氮含量的變化趨勢(shì)相同,兩年均在水稻生長(zhǎng)旺期打到最大值。其中無(wú)機(jī)肥處理的全氮含量

6、最大,兩年分別為1.60g/kg和1.53g/kg,分別比混施肥處理、有機(jī)肥處理多出了43.13%、29.38%和39.59%、27.77%。(6)不同時(shí)期稻田各處理土壤的EC值均不超過0.50mS/cm,屬于正常范圍。上層土壤的EC值明顯高于下層土壤,兩者在不同時(shí)期的變化趨勢(shì)略有不同。不同施肥處理對(duì)稻田土壤pH值的變化影響較大。其中,各處理的上層土壤在每次施肥后pH值都有明顯的下降,有機(jī)肥處理的上層土壤下降最多。(7)采用PCR-DG

7、GE(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳)的生物學(xué)研究手段,得出有機(jī)肥能提高土壤微生物的豐富度和多樣性。施肥后,稻田上層土壤的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變。有機(jī)肥處理的土壤DNA豐富度最大,條帶數(shù)為19；無(wú)機(jī)肥處理的最小,條帶數(shù)為14。3種施肥處理的DNA序列Shannon—Weaver指數(shù)分別為：混施肥處理1.85,有機(jī)肥處理2.30和無(wú)機(jī)肥處理1.60,均勻度指數(shù)分別為：混施肥處理0.73,有機(jī)肥處理0.82和無(wú)機(jī)肥處理0.64