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《甘肃农业大学》 2020年
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旱地小麦根际土壤微生物特性对覆盖方式的响应

宿兵兵  
【摘要】:农业覆盖技术是西北半干旱地区重要的栽培措施之一。覆盖具有明显的蓄水保墒、调节地温等作用,覆盖对农田小气候的影响必然引起土壤微生物特性的改变,进而影响生态系统的物质循环和能量流动。本研究设置了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖(PM)、露地(CK)3种覆盖方式,比较研究了秸秆带状覆盖种植带(SM)、覆盖带(SD)、PM和CK对拔节~蜡熟阶段根际土壤微生物群落结构、微生物活性,以及土壤水分、温度等非生物因素的影响。主要结论如下:1.覆盖较露地显著提高土壤微生物菌群丰度和多样性,对细菌丰度的影响更明显。与CK相比,菌群丰度的增加幅度以秸秆带状覆盖大于地膜覆盖,覆盖带的增幅大于种植带。2.细菌中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门是主要的核心菌群,真菌中子囊菌门、担子菌门、被孢菌门是主要核心菌群。SD对核心菌群的影响较大,较CK显著提高了细菌中变形菌门、酸杆菌门、消化螺旋菌门和真菌中担子菌门的相对丰度,却显著降低了真菌中子囊菌门和被孢菌门的相对丰度。3.覆盖对土壤酶活性的影响因覆盖方式、酶的种类不同而差异较大;年际间,以2018年处理间差异较大。SD较CK显著降低土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性;SM较CK显著提高蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性,对脲酶的影响具有年际间差异,2018年SM较CK降低脲酶活性15.5%,2019年则提高9.6%;PM提高过氧化氢酶、蔗糖酶活性,对碱性磷酸酶和脲酶活性影响具有年际间差异,在2018年较CK提高碱性磷酸酶活性6.71%、降低脲酶活性3.04%,在2019年对两种酶活性的影响较小。4.覆盖栽培有利于提高土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量,以SD的增幅最大。覆盖总体较CK提高了MBC/MBN,以SD和PM的增幅较大,分别较CK提高16.67%和34.10%。5.覆盖对0-20cm耕层土壤具有显著的降温增墒效应,降温和增墒的幅度均以SD最大;覆盖均较CK小幅提高pH。覆盖处理对0-20cm土壤养分状况影响的差异较大,SD总体提高了土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾含量,分别高于CK 2.8%、17.8%、14.8%、21.0%,SM各养分含量与CK相近,PM则总体降低各养分的含量。6.土壤水分和温度的变化是驱动微生物活性变化的关键因素。覆盖的增墒效应可提高碱性磷酸酶活性,增加MBC、MBN含量;土壤生物因素和非生物因素的改变共同驱动了微生物核心菌群的变化。酸杆菌门、消化螺旋菌门和担子菌门的相对丰度与土壤含水量显著或极显著正相关,与温度显著或极显著负相关。7.土壤微生物活性、数量和种类的变化显著影响土壤养分状况。土壤有机质与土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性显著负相关,与酸杆菌门、消化螺旋菌门相对丰度显著正相关;硝态氮与酸杆菌门相对丰度显著正相关,与放线菌门、子囊菌门相对丰度高度负相关;变形菌门和被孢菌门相对丰度与速效磷、铵态氮含量高度正相关。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2020
【分类号】:S512.1;S154.3

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