長(zhǎng)期不同施肥制度土壤微生物學(xué)特性及其季節(jié)變化.pdf

1、土壤質(zhì)量或土壤健康是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)涵，而土壤微生物學(xué)特性是土壤質(zhì)量的重要表征。本論文以“北京昌平國(guó)家褐潮土土壤肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)基地”的長(zhǎng)期肥料試驗(yàn)(15年)為平臺(tái)，選擇7個(gè)處理：(1)對(duì)照(CK)，不施肥；(2)氮磷鉀(NPK)；(3)氮磷鉀+小麥秸稈還田(NPKW)；(4)氮磷鉀+增量小麥秸稈還田(NPKW+)；(5)氮磷鉀+豬廄肥(NPKM)；(6)氮磷鉀+增量豬廄肥(NPKM+)；(7)氮磷鉀+玉米秸稈還田(NPKS)，

2、并于小麥拔節(jié)期、小麥?zhǔn)斋@期、玉米抽雄期和玉米收獲期采集耕層(0～20cm)土壤樣品，系統(tǒng)研究了長(zhǎng)期不同施肥制度的土壤微生物學(xué)特性及其季節(jié)變化，主要研究結(jié)果如下： (1)長(zhǎng)期(15年)施用化肥(NPK)處理，耕層(0-20cm)土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)、全氮(STN)、全磷(STP)等養(yǎng)分含暈顯著高于長(zhǎng)期不施肥的處理(CK)，小麥產(chǎn)量比CK增加307.4％。在施用化肥(NPK)的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥(豬廄肥或作物秸稈)，其培肥增產(chǎn)的效果更

3、為明顯。施用化肥(NPK)顯著降低了土壤C/N與pH值，化肥與有機(jī)肥配合施用土壤C/N與pH值又低于單施化肥處理。 (2)小麥拔節(jié)期，長(zhǎng)期施用化肥(NPK)比不施肥(CK)顯著提高了土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物商(qMB)、微生物量碳/氮(SMBC/SMBN)、土壤基礎(chǔ)呼吸以及土壤脲酶(Urease)、轉(zhuǎn)化酶(Invertase)、堿性磷酸酶(Alkalinephosphatase)的活性，降低了土

4、壤的代謝商(qCO2)。長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)配施的處理對(duì)上述土壤微生物學(xué)特性指標(biāo)的影響更為明顯，并且相同性質(zhì)的有機(jī)物料投入下，投入數(shù)量增加，效果愈加明顯，配施豬廄肥的效果又好于配施秸稈的效果。相關(guān)分析表明，上述土壤微生物學(xué)特性指標(biāo)與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷等肥力因子密切相關(guān)；土壤微生物學(xué)特性指標(biāo)較土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷等肥力因子與作物產(chǎn)量的相關(guān)性更強(qiáng)，且達(dá)到了顯著或極顯著水平。 (3)稀釋平板法測(cè)試結(jié)果表明，長(zhǎng)期施NPK的處理，土壤細(xì)菌數(shù)

5、量與長(zhǎng)期不施肥的CK相當(dāng)，但顯著增加了真菌、放線菌和自生固氮菌的數(shù)量；有機(jī)無(wú)機(jī)配施顯著增加了細(xì)菌、真菌、放線菌和自生固氮菌的數(shù)量，其中配施豬廄肥的效果又好于配施秸稈處理。 (4)小麥拔節(jié)期，應(yīng)用PCR-DGGE與BIOLOG相結(jié)合的方法，研究不同施肥制度對(duì)土壤微生物多樣性的影響。與CK相比，長(zhǎng)期施用化肥(NPK)以及化肥(NPK)與有機(jī)肥配施不僅提高了土壤細(xì)菌群落多樣性組成，而且增強(qiáng)了土壤微生物代謝活性，顯著增加了微生物代謝功能

6、多樣性指數(shù)，土壤微生物利用碳源的能力升高，其中，有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合的處理效果更明顯。不同施肥處理土壤微生物利用的碳源成分也不相同。與單施化肥相比，長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配施改變了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成，增強(qiáng)土壤微生物代謝活性及提高了微生物的代謝功能多樣性。其中，長(zhǎng)期NPK配施豬廄肥的效果要優(yōu)于長(zhǎng)期NPK配施作物秸稈的效果。聚類分析(UPGMA)表明，配施相同性質(zhì)有機(jī)物料的處理土壤細(xì)菌群落組成相似性較高，NPK配施玉米秸稈處理與NPK配施豬廄肥處理七壤

7、細(xì)菌群落組成相近，NPK與NPK配施麥秸處理土壤細(xì)菌群落組成相近，CK與施肥處理間土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)相似性最低。 (5)長(zhǎng)期不同施肥制度土壤微生物量碳、微生物量氮、酶活性均表現(xiàn)出一定的季節(jié)變化，一般在6月到8月份的值較高。其中，土壤微生物量碳、氮變幅較大，SMBC變化介于96.49mg·kg-1～567.36mg·kg-1之間，SMBN介于35.89mg·kg-1～132.41mg·kg-1之間。雖然各施肥處理的SMBC、SMBN