施肥措施对华北潮土区小麦-玉米轮作体系土壤微生物群落特征的影响

通过对华北潮土区冬小麦-夏玉米轮作模式中不同施肥处理下农田土壤微生物群落特征的研究,分析不同施肥处理下土壤微生物群落多样性和群落结构的变化规律,为提高华北潮土区土壤肥力和维持农田土壤微生物多样性提供理论依据。在天津市宁河区试验基地设置5个施肥处理大田试验,分别为单施化肥(T1,对照)、50%氮肥与生物有机肥配施(T2)、常量化肥与生物有机肥配施(T3)、常量化肥与秸秆配施(T4)和常量化肥-生物有机肥与秸秆配施(T5),采用Biolog-ECO微平板技术研究不同施肥措施对土壤微生物群落的影响。结果表明,(1)化肥配施生物有机肥和秸秆能够显著提高土壤有机质、速效磷、全氮和全磷的含量,并且配施处理会降低土壤的pH值,其中T5处理的土壤各养分含量最高。(2)各处理土壤微生物的平均颜色变化率(Average well color development,AWCD)为:T5T4T2T1T3。其中,T4和T5处理的AWCD值高于对照。(3)T5处理的5种微生物群落功能多样性指数值均最高,其Shannon指数(H′)显著高于T1和T3,而与T2和T4无显著差异,丰富度指数(S)显著高于其他4个处理。(4)施肥处理改变了土壤微生物对碳源的利用偏好,在6类碳源中糖类的相对利用率最高,占45.34%-47.74%,氨基酸类次之,占18.08%-22.48%,之后依次为羧酸类、聚合物类、胺类和酚酸类,分别占10.83%-17.21%、4.87%-14.35%、4.44%-6.29%和1.41%-3.79%。与对照相比,T5处理显著降低了微生物对氨基酸的相对利用率。(5)土壤微生物群落代谢特征随施肥措施的变化而发生改变。31种碳源中对PC1贡献较大的有9种,对PC2贡献较大的2种,其中糖类为主要影响碳源。T4和T5处理的土壤微生物群落代谢特征较相似,但与其他处理的土壤微生物群落代谢特征差异较大。综上所述,化肥-生物有机肥与秸秆三者配施可以改善华北地区小麦-玉米轮作体系土壤微生物生境,有利于土壤微生物群落结构稳定和功能多样性,是一种维持土壤肥力和保护土壤微生态环境的施肥措施。     

华北潮土线虫群落对玉米秸秆长期还田的响应

为研究华北潮土区玉米秸秆长期还田对土壤线虫群落的影响,2010年开始在农业部环境保护科研监测所武清试验站进行秸秆长期还田定位试验,设置C0(玉米秸秆不还田)、C1(玉米秸秆25%还田)、C2(玉米秸秆50%还田)、C3(玉米秸秆75%还田)及C4(玉米秸秆100%还田)共5个处理,分别于2015年7月、8月和9月采集土壤样品,采用浅盆法分离土壤线虫,分析土壤线虫群落对长期秸秆还田的响应。结果表明:5个处理土壤线虫密度范围为223~1 470ind·100g~-1,表现为C3C2C1C4C0,且C3处理的相对密度显著提高了51.44%。所获得的土壤线虫隶属于32个属,其中C0、C1、C2、C3和C4处理分别鉴定得到21个属、30个属、25个属、24个属和22个属。秸秆还田提高了土壤线虫总数量、食细菌性线虫数量和杂食-捕食性线虫数量,但不随秸秆还田量增加而增加,差异不显著;同时秸秆还田提高了线虫的H指数、J指数、NCR指数和WI指数,降低了PPI指数。总体上,与对照相比,秸秆还田增加了线虫数量,提高了线虫属丰度及各营养类群生态指数(PPI除外)。另外,该研究发现不同秸秆还田量之间线虫数量、组成、群落结构均无显著性差异。可见,秸秆还田在一定程度上能够增加线虫数量及提高种类多样性,并通过增强线虫食物网的稳定性以降低受干扰程度,但秸秆还田量对土壤线虫群落结构无显著性影响。