秸秆还田下氮肥管理对土壤微生物学特性的影响

论文摘要

秸秆还田是培肥土壤的重要途径,也是作物高产稳产的重要保证。然而秸秆还田下C/N过高,微生物与作物争氮,造成减产。因而研究秸秆还田下的氮肥管理对于调节土壤C/N,改善土壤氮素供应,提高作物产量及氮肥利用率均具有重要意义。本文以江西水稻和河南玉米田间定位试验为基础,分别在水稻秸秆和小麦秸秆还田下设置不同氮肥基追比（水稻季分别为4:6,6:4,8:2,玉米季分别为1:1,1:1.5,1:2）,研究了其对作物产量、氮肥利用率、土壤理化性状、土壤酶活性及微生物群落结构的影响。论文取得主要进展如下:1.秸秆还田下氮肥管理对作物产量及氮肥利用率的影响。秸秆还田各氮肥基追比下水稻产量以6:4处理最高,较单施化肥处理增产20.08%,氮肥利用率提高8.23个百分点;玉米产量以1:1处理最高,较单施化肥处理增产9.98%,氮肥利用率提高5.75个百分点。2.秸秆还田下氮肥管理对土壤理化性质的影响。与单施化肥处理比较,定位试验条件下秸秆还田各氮肥基追比均显著提高了土壤有机质含量和全氮含量,调节了土壤pH值,土壤硝态氮、铵态氮、速效钾和速效磷含量均有不同幅度的提升,其中水稻和玉米试验中分别以氮肥基追比6:4和1:1处理提升幅度最大。3.秸秆还田下氮肥管理对土壤胞外酶活性的影响。与单施化肥处理比较,定位试验条件下秸秆还田各氮肥基追比下β-葡萄糖苷酶、纤维二糖甘酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、氨肽基酶、酚氧化酶和过氧化物酶活性明显提高。除磷酸酯酶外,其余胞外酶玉米季以氮肥基追比1:1处理最高,水稻季以氮肥基追比6:4处理最高。4.秸秆还田下氮肥管理对土壤微生物群落结构的影响。与单施化肥处理比较,秸秆还田下氮肥管理能够提高土壤细菌的丰富度和多样性,水稻季以氮肥基追比6:4处理,玉米季以氮肥基追比1:1处理增加最为明显。水稻田间试验的土壤优势菌群为变形菌门、酸杆菌门、硝化螺旋菌门和放线菌门,而玉米田间试验的土壤优势菌群为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门。LeFSe结果显示,水稻田间试验中差异性菌群判别LDA值最大为放线菌门,而玉米田间试验中LDA值最大为变形菌门;典范对应分析表明,水稻试验分蘖期土壤pH（P=0.028）、有机质（P=0.042）、全氮（P=0.038）和收获期有机质（P=0.02）、全氮（P=0.046）、速效钾（P=0.019）含量对土壤群落结构产生了显著影响,而玉米试验抽丝期土壤pH（P=0.002）、有机质（P=0.004）含量和收获期土壤pH（P=0.03）、硝态氮（P=0.036）、速效钾（P=0.044）含量对细菌群落结构产生了显著影响。总之,秸秆还田下合理的氮肥基追比能够显著提高作物产量和氮肥利用率,提高有机质和全氮含量,调节土壤pH,增强土壤碳氮水解酶及氧化酶活性,改善土壤微生物群落结构。水稻季以水稻秸秆还田氮肥基追比6:4为最佳氮肥运筹模式,而玉米季以小麦秸秆还田氮肥基追比1:1为最佳氮肥运筹模式。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张鑫

导师: 周卫

关键词: 秸秆还田,氮肥管理,土壤酶活性,细菌群落,测序

来源: 中国农业科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学,农艺学

单位: 中国农业科学院

基金: 国家重点研发计划课题(2016YFD0200109),国家自然科学基金项目(31772392)

分类号: S154.3;S141.4

总页数: 59

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