長期連作棉田土壤微生物多樣性及對(duì)耕作措施的響應(yīng).pdf

1、為了研究不同連作年限棉田土壤質(zhì)量的演變趨勢(shì)以及目前生產(chǎn)中采取的耕作措施對(duì)長期連作障礙棉田的調(diào)節(jié)效應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)采用空間替代法，從土壤微生物角度出發(fā)，研究土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能變化，闡明長期連作棉田土壤微生物過程的變化規(guī)律。通過分析不同連作年限（連作1年、5年、15年、20年、30年）和不同耕作措施（長期連作棉田出現(xiàn)障礙后進(jìn)行稻棉輪作和深翻）條件下土壤真菌群落多樣性、微生物區(qū)系、酶活性和基礎(chǔ)呼吸等微生物特征變化及土壤理化特征變化，其結(jié)果顯示

2、：
　　 1．土壤理化性質(zhì)的變化。在0～40cm 土層，短期連作（1～15年）土壤容重和孔隙度沒有變化，而長期連作土壤容重增加，孔隙度降低；隨連作年限的增加，土壤pH 呈先降低后增加再降低的趨勢(shì)，土壤有機(jī)質(zhì)呈逐漸增加的趨勢(shì)。長期連作經(jīng)水旱輪作后，20～40cm 土層土壤容重增加，孔隙度降低，0～40cm 土層土壤pH 升高，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低；長期連作經(jīng)深度翻耕后，不同土層土壤容重和孔隙度沒有變化，土壤pH 升高；土壤有機(jī)質(zhì)含量

3、降低。
　　 2．土壤微生物區(qū)系的變化。在0～40cm 土層，隨連作年限的增加，土壤可培養(yǎng)細(xì)菌呈先增加后減少的趨勢(shì)，0～20cm 土層真菌數(shù)量呈先增加達(dá)到一定數(shù)量后逐漸穩(wěn)定，20～40cm 土層土壤真菌呈先增加后降低的趨勢(shì)；不同土層放線菌呈波動(dòng)狀態(tài)；與連作30年障礙棉田相比，長期連作棉田經(jīng)水旱輪作和深度翻耕均可增加不同土層土壤可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌數(shù)量，降低0～20cm 土層可培養(yǎng)真菌數(shù)量。土壤細(xì)菌、放線菌、真菌與土壤有機(jī)質(zhì)之間呈顯

4、著或極顯著正相關(guān)，土壤pH 與土壤細(xì)菌之間呈極顯著正相關(guān)。
　　 3．土壤酶活性變化。隨著連作年限的增加，不同土層土壤脲酶、磷酸酶呈先增加后降低的趨勢(shì)，土壤蔗糖酶、過氧化氫酶表現(xiàn)為先增加后降低然后再增加的趨勢(shì)；長期連作采取土壤深度翻耕可增加0～40cm 土層土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性；長期連作采取水旱輪作可增加0～20cm土層土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性，降低20～40cm 土層脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過

5、氧化氫酶活性。土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶與土壤容重呈顯著或極顯著正相關(guān)；土壤磷酸酶與放線菌呈極顯著正相關(guān)。土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶與土壤有機(jī)質(zhì)、細(xì)菌、放線菌、真菌呈正相關(guān)。
　　 4．土壤基礎(chǔ)呼吸的變化。隨連作年限的增加，不同土層土壤基礎(chǔ)呼吸呈先增加后減少的趨勢(shì)；與連作30年障礙棉田相比，長期連作后經(jīng)水旱輪作和深度翻耕均可增加土壤基礎(chǔ)呼吸速率。土壤基礎(chǔ)呼吸與土壤pH、細(xì)菌、放線菌呈正相關(guān)，與土壤容重、真菌、有機(jī)質(zhì)呈

6、負(fù)相關(guān)。
　　 5．土壤真菌群落多樣性的變化。隨著連作年限的延長，土壤真菌多樣性由開始基本不變轉(zhuǎn)向急劇減少，土壤真菌群落結(jié)構(gòu)由穩(wěn)定轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定。在連作的20年內(nèi)，土壤真菌豐富度和群落多樣性基本不變，群落結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，而在連作30年表層土壤真菌多樣性降低，群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)波動(dòng)；連作5年與種植1年棉田真菌群落結(jié)構(gòu)相似，而連作20年以上棉田土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。長期連作采取輪作和深翻耕作措施后，深層20～40cm 土壤真菌的多樣性增加

7、。通過棉花和水稻輪作，可以增加土壤真菌豐富度和群落多樣性，與連作30年障礙棉田相比土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變；深翻棉田與連作30年障礙棉田相比，降低表層0～20cm 土壤真菌的多樣性，土壤真菌豐富度和群落多樣性在20～40cm 土層有明顯的升高，而真菌群落結(jié)構(gòu)與連作30年障礙棉田表層相似，深層發(fā)生一定改變。土壤Shannon 指數(shù)與細(xì)菌、放線菌、真菌呈正相關(guān)，與土壤容重、土壤有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。土壤Simpson 指數(shù)與土壤容重、基礎(chǔ)呼吸、

8、真菌、放線菌、土壤pH、呈負(fù)相關(guān)，與細(xì)菌之間呈顯著負(fù)相關(guān)。
　　 隨連作年限的延長，配合秸稈還田，土壤有機(jī)質(zhì)增加，為微生物提供了豐富的碳源和氮源，土壤有機(jī)碳增加，維持了棉田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的基本穩(wěn)定，但連作20年以上棉田土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，棉田土壤微生物存在劇烈波動(dòng)的現(xiàn)象。長期連作出現(xiàn)障礙的棉田經(jīng)過水旱輪作后土壤真菌群落多樣性、可培養(yǎng)微生物數(shù)量增加，棉田土壤微生物多樣性增加，有利于緩解連作障礙，維持棉田土壤質(zhì)量；長期連