不同施肥类型对杨树人工林土壤微生物功能多样性的影响

【摘要】：土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分;土壤微生物功能多样性表征了土壤微生物群落的生态功能。本研究以江苏省沿海东台林场的5年生杨树人工林为研究对象,于2012年6月和2013年6月连续两年,采用翻耕机翻耕施肥方式(深度约为20cm),研究不同施肥处理对杨树人工林土壤微生物功能多样性的影响。六种施肥处理分别是:CK(对照);T1(NPK复合肥);T2(有机肥);T3(生物炭);T4(NPK复合肥+生物炭);T5(有机肥+生物炭)。施肥量为NPK肥:1040kg·ha-1,有机肥:2080kg·ha-1,生物炭:2080kg·ha-1。取样时间分别在2014年8月、10月、12月、2015年3月,结果表明:(1)T1、T3处理没有改变土壤p H,T2处理降低了p H,T4、T5增加了p H;所有施肥处理都增加了土壤溶解有机碳(DOC)含量,除了T2处理,其余施肥都增加了土壤总炭(TC),只有T4、T5处理增加了TC/TN(土壤总氮)的比值。(2)土壤微生物生物量与土壤p H、TC、DOC变化密切相关;T4、T5的土壤微生物生物量显著高于其它处理;同时,各种施肥处理都降低了SMBC/SMBN比值;T1降低了微生物丰富度和微生物常见种优势度,T5处理显著增加了微生物物种多样性,T4处理增加了微生物常见种优势度。说明各种施肥处理都不同程度促进了土壤微生物的生长,增加了土壤微生物生物量而且改变了土壤微生物群落结构。T1、T3、T4改变了SMBC的季节变化;除T3外,其余施肥改变了SMBN季节变化,只有T2改变了SMBC/SMBN比值的季节变化趋势。(3)土壤微生物的碳源利用能力与含水率、SMBC/SMBN比值、TN变化密切相关,T5处理增加了土壤微生物整体活性和碳源利用能力;其中,T5处理碳源利用能力显著高于其他处理,尤其对碳水化合物类、酚酸类、多聚物类的利用能力显著提高。(4)土壤微生物对碳源的利用能力存在季节差异,春夏季显著高于秋冬季。T5处理改变了碳源利用的季节变化趋势,对一些碳源的利用表现为春季显著最高。综上所述,所有施肥处理不同程度地改变了土壤理化性质,并促进了微生物生长,增加了微生物生物量,只有T5处理提高了微生物碳源利用能力。T1、T3、T4、T5改变了土壤微生物的功能多样性,而T5处理对土壤微生物的功能多样性影响最大。生物炭与有机肥、NPK肥配施时因生物炭的特殊结构和性质增加了水分、养分固持能力。有机肥配施生物炭对土壤理化性质和养分、对微生物生物量、碳源利用能力和功能多样性影响最显著。