紫云英配施化肥对不同肥力水稻土细菌群落及可溶性有机碳氮动态的影响

论文摘要

紫云英是我国南方最常见的绿肥,紫云英翻压回田对水田土壤培肥和水稻持续稳产起着重要的作用。土壤碳氮转化是一系列复杂的微生物过程,然而紫云英配施化肥对不同肥力水稻土可溶性有机碳氮动态以及细菌群落动态的影响尚不清晰,本研究以亚热带三种不同肥力水稻土（红土田、灰黄泥田和灰泥田）为研究对象,设置单施化肥与紫云英配施化肥两个处理,借助高通量测序技术、实时荧光定量技术、总有机碳分析仪和连续流动注射分析仪等现代分析手段,研究紫云英配施化肥后水稻生育期内耕层土壤细菌群落的动态变化、土壤可溶性有机碳氮动态变化及淋失,为完善稻田土壤碳氮循环理论,评估稻田溶解性有机碳氮淋失风险和加强田间水分管理提供科学依据。研究结果表明:（1）供试的红土田、灰黄泥田和灰泥田三种水稻土在土壤物理性质、化学性质和生化性质上存在显著差异,且表现出较明显的层次分异。（2）供试三种不同肥力水稻土的优势菌群均为变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、酸杆菌门、硝化螺旋菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门和浮霉菌门,各门的相对丰度均超过1%,累计相对丰度占85%以上。细菌丰度介于2.78×109-5.40×109个g-1拷贝数,随水稻生育期推移呈现“增加-降低-增加”的变化趋势。细菌多样性指数随水稻生育期的推移呈较明显的动态变化,在成熟期最高。相似性分析和多元方差分析结果表明土壤类型和水稻物候期是导致供试土壤细菌群落差异的主要因素,不同施肥处理在短期田间试验中对供试土壤细菌群落差异影响不显著,土壤类型、水稻物候期和施肥处理分别可以解释土壤细菌群落结构27.6%、13.0%和2.5%的变异。置换性检验分析结果表明土壤可溶性有机碳氮比、土壤全碳、全氮和pH是影响供试土壤细菌群落的重要环境因子。（3）供试三种不同肥力水稻土耕层可溶性有机碳含量介于29.16-171.04 mg kg-1,随水稻生育期的推移,耕层可溶性有机碳含量呈现“增加-下降-增加”的动态变化规律,其中红土田的动态变化范围较小,而灰黄泥田和灰泥田的动态变化幅度较大。耕层土壤可溶性有机氮含量介于2.00-25.71 mg kg-1,随水稻生育期的延长而呈“增加-下降-波动升高”的动态变化规律。土壤类型和水稻物候期是导致土壤可溶性有机碳氮含量差异的主要因素,而不同施肥处理对土壤可溶性有机碳氮含量无显著影响。灰色关联分析结果表明土壤有机质、可溶性有机氮、Shannon指数、ACE指数和粘粒含量是影响土壤可溶性有机碳含量的主要因子;土壤可溶性总氮、细菌丰度、土壤可溶性有机碳和ACE指数是影响土壤可溶性有机氮的主要因子。（4）不同土壤类型、施肥处理和水稻物候期对供试土壤淹水层和渗滤液的溶解性有机碳氮浓度具有显著影响,且存在交互作用影响。土壤类型显著影响溶解性有机物的潜在淋失量,其中以红土田的溶解性有机碳潜在淋失量最小（0.3 t C ha-1茬-1）,而灰泥田的溶解性有机氮潜在淋失量最小（10.68 kg N ha-1茬-1）。不同施肥处理仅影响溶解性有机氮的淋失,施用紫云英可以减少可溶性有机氮的潜在淋失量,减少量介于2.49-8.02 kg N ha-1茬-1,但不会减少可溶性有机碳的潜在淋失量。供试土壤淹水层溶解性有机碳氮均在施肥后显著升高,施肥后7天内要注意田间水分管理,尤其是红土田和灰黄泥田,以防止溶解性有机碳氮应排水而流失。

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摘要

ABSTRACT

第一章概述

1.1 国内外研究综述

1.1.1 施肥和植物生长对农田土壤细菌群落的影响

1.1.2 农田土壤可溶性有机碳氮含量及动态变化

1.1.3 土壤溶解性有机碳、氮的淋失

1.2 研究内容与技术路线

1.2.1 研究内容

1.2.2 技术路线

第二章水稻土相关理化与生化性质的差异分析

2.1 材料与方法

2.1.1 研究区概况

2.1.2 土壤样品采集

2.1.3 测定方法

2.1.4 数据统计与分析

2.2 结果与分析

2.2.1 不同肥力水稻土相关物理性质差异

2.2.2 不同肥力水稻土相关化学性质差异

2.2.3 不同肥力水稻土相关生化性质差异

2.3 讨论

2.4 小结

第三章紫云英配施化肥对水稻土细菌群落动态的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 研究区概况

3.1.2 试验小区与施肥

3.1.3 土壤样品采集

3.1.4 土壤细菌测定方法

3.1.5 数据统计与分析

3.2 结果与分析

3.2.1 水稻土细菌丰度动态及其差异

3.2.2 水稻土细菌群落组成和结构动态及其差异

3.2.3 水稻土细菌群落多样性动态

3.2.4 水稻土表层土壤细菌群落动态变化的影响因素

3.3 讨论

3.4 小结

第四章紫云英配施化肥对水稻土可溶性有机碳氮动态的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 研究区概况

4.1.2 试验小区建立与施肥

4.1.3 样品采集与分析

4.1.4 数据统计与分析

4.2 结果与分析

4.2.1 水稻土可溶性有机碳氮动态变化及其差异

4.2.2 水稻土表层土壤可溶性碳氮动态变化的影响因素

4.3 讨论

4.4 小结

第五章紫云英配施化肥水稻土溶解性有机碳氮动态与潜在淋失

5.1 材料与方法

5.1.1 研究区概况

5.1.2 试验小区建立与施肥

5.1.3 砂滤管布设、样品采集

5.1.4 分析方法

5.1.5 数据统计与分析

5.2 结果与分析

5.2.1 水稻土溶解性有机碳动态变化

5.2.2 水稻土溶解性有机氮动态变化

5.2.3 水稻土淹水层和渗滤液溶解性碳、氮浓度的影响因素

5.3 讨论

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间的学术论文与研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王祎

导师: 邢世和

关键词: 水稻土,紫云英,土壤细菌群落,可溶性有机碳氮,潜在淋失

来源: 福建农林大学

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: 福建农林大学

基金: 国家自然基金面上项目(41671490),福建农林大学科技创新基金项目(KF2015074)

分类号: S154.3;S153.6

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紫云英配施化肥对不同肥力水稻土细菌群落及可溶性有机碳氮动态的影响

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