论文部分内容阅读
黄淮海平原是我国重要的粮食产区,潮土是当地分布最广的耕作土壤,不同质地的潮土受到盐碱危害,同时养分含量又比较低,所以加强对潮土的合理利用,提高其中的有机质含量是提高当地作物产量的重要手段。本研究基于"土壤地力提升长期试验"试验平台,以河南省的砂质、壤质和黏质潮土为研究对象,主要的研究目的为:(1)通过对不同质地潮土中速效养分、可溶性碳氮及官能团含量、酶活性和微生物含量的研究,明确不同质地潮土的共性与特性;(2)通过对小麦和玉米秸秆分解后养分含量以及微生物数量、群落变化的研究,明确不同质地的潮土对秸秆组分、微生物学性质的影响;(3)通过对不同位置微生物数量和群落结构的研究,明确距离分解秸秆不同位置的微生物数量以及群落组成是否有差异,从而推断导致秸秆分解的主要微生物群落。主要研究结果如下:(1)试验进行6个月时,不同质地土壤中硝态氮含量没有显著差异,黏土中铵态氮含量比壤土和砂土高46.16~50.94%,速效钾含量比壤土和砂土高104.40~218.37%并且不同质地土壤之间差异显著,有效磷含量表现为砂土>壤土>黏土,砂土中有效磷比壤土中高34.65%,比黏土高70.13%。可溶性有机碳在不同质地土壤中差异不显著,可溶性有机氮在黏土和壤土中显著高于砂土,而芳香性官能团含量显著低于砂土;黏土和壤土中的纤维素分解酶、磷酸酶含量显著高于砂土。(2)细菌、真菌、放线菌与PLFA总量的变化趋势基本一致,基本都表现为黏土中含量最高而砂土中含量最低。革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和环丙基脂肪酸/饱和脂肪酸比值在不同质地之间没有显著差异,真菌/细菌和单不饱和/饱和支链脂肪酸比值在黏土中较高而砂土中较低。主成分分析结果显示,不同质地土壤中的微生物群落沿PC1分开,而这些质地间群落结构的差异主要由与革兰氏阳性菌17:00、i14:0、i15:1 G、i15:0、a15:0、i16:0、i17:0、a17:0、i17:1ω9c,革兰氏阴性菌 2OH-16:0、2OH-16:1、16:1ω7c、cy17:0、17:1ω8c、18:1ω5c、18:1ω7c、18:1ω9c、cy19:0,真菌 18:2ω6,9c,放线菌 10Me17:0、10Me18:0 有关。(3)小麦和玉米秸秆在分解6个月后分解率在42.75~57.92%之间,10个月后分解率在68.80~79.23%之间,在不同质地土壤中分解率没有显著差异。随着分解时间的增加秸秆中全碳含量减少而全氮含量有所增加,秸秆中碳氮比逐渐降低。分解6个月时,秸秆全碳含量在黏土中显著高于砂土,全氮含量差异不显著,但表现出在黏土中富集的趋势。分解10个月后,秸秆中全碳和全氮含量在不同质地土壤中逐渐趋同。(4)小麦和玉米秸秆分解6个月后,秸秆内部微生物PLFA含量在不同质地土壤中差异不显著,分解10个月后,放线菌含量表现出显著差异,表现为黏土>壤土>砂土。秸秆分解6个月时,真菌/细菌比值在黏土中显著高于砂土,10个月后没有差异。单不饱和脂肪酸/饱和支链脂肪酸比值6个月后在不同质地土壤中差异不显著,10个月后砂土中比值显著高于壤土和黏土,说明在砂土中透气条件最好。环丙基脂肪酸/一般饱和脂肪酸比值6个月后在不同质地土壤中差异不显著,10个月后在黏土和壤土中显著高于砂土,说明分解秸秆微生物在黏土中所受环境压迫最高而砂土中最小。秸秆残留物内部微生物群落在不同质地的土壤中没有显著差异。(5)微生物的含量随着距离秸秆残留物远近的改变而变化,大体趋势表现为秸杆残留物内部>网袋附近土>远离网袋的小区土,细菌、真菌、放线菌以及PLFA总量的变化趋势基本一致。真菌/细菌比值表现为秸秆残留物>网袋土>小区土,说明随着距离的改变秸杆的分解促进细菌生物量的增加,而对真菌生物量增加作用较小。土壤中微生物群落与秸秆残留物中微生物群落沿PC1显著分开,主要由革兰氏阳性菌12:0、14:0、16:0、17:0、18:0、20:0、i13:0、i14:0、i15:0、a15:0、i15:0-3OH、i15:1A、i15:1 G、i16:0、a16:0、i16:0-3OH、i16:1 G、i17:0、a17:0、i17:0-3OH,革兰氏阴性菌 3OH-12:0、2OH-16:0、3OH-16:0、16:1ω5c、16:1ω7c、16:1ω9c、cy17:0、cy19:0、17:1co8c、18:1co7c、18:1co9c,真菌 18:2co6,9c、20:2ω6,9c 以及放线菌 10Me17:0、10Me18:0 引起。