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水旱轮作条件下免耕土壤微生物学特性研究

熊鸿焰  
【摘要】: 免耕是一种省时、省工、保持水土、节约能源的新型耕作法,在现代农业生产中占有十分重要的地位。本研究选取免耕时间长、规模大、影响广,在四川丘陵平坝区具有一定典型性和代表性的名山县黑竹镇作为研究区域。通过野外调查和室内分析,研究了水旱轮作条件下,免耕土壤微生物数量、微生物量和微生物商等在土层中的分布及其随免耕年限的变化特点。并采用主成分分析法,对水作和旱作后,不同免耕年限土壤微生物活性进行了综合评价。取得的主要研究结果如下: 1.旱作和水作后免耕土壤耕层细菌、真菌和放线菌数量的变化不完全一致。旱作后,免耕土壤耕层细菌数量较常规耕作显著降低,降幅为9.08%~66.37%;真菌数量是常规耕作的3.06~5.09倍;放线菌数量较常规耕作增加42.65%~151.80%。随着免耕年限的延长,土壤细菌、真菌和放线菌数量均呈先降低再增加的趋势,细菌数量在免耕5~6年时最低,真菌和放线菌数量在免耕7~8年时最低。水作后,免耕土壤耕层细菌、真菌和放线菌数量均较常规耕作显著降低,降幅分别为7.57%~42.25%、27%~70%和27%~61.11%。随着免耕年限延长,不同免耕年限间,土壤细菌数量没有显著差异,土壤真菌数量在免耕5~6年最低,土壤放线菌数量在免耕7~8年最低。 2.旱作和水作后,免耕土壤耕层微生物量碳、氮均显著高于常规耕作,微生物量磷显著低于常规耕作。微生物量碳和氮呈极显著正相关,其变化趋势一致。旱作后,免耕土壤耕层微生物量碳和氮分别比常规耕作增加36.37%~86.35%、20.13%~69.74%。随着免耕年限延长,土壤微生物量碳、氮均呈逐渐降低的趋势,免耕10年以上土壤微生物量碳最低,微生物量氮在免耕7~8年时最低。水作后,免耕土壤耕层微生物量碳和氮分别比常规耕作增加7.58%~77.10%、4.88%~29.54%。随着免耕年限延长,土壤微生物量碳、氮呈先增加再降低的趋势。旱作和水作后免耕土壤耕层微生物量磷的降低幅度分别为33.87%~45.62%和10.54%~22.72%,不同免耕年限间无显著差异。 3.旱作和水作后,免耕土壤耕层微生物商分别在2.64%~3.99%和1.13%~1.64%范围内变化。旱作后,免耕2~3年、5~6年和7~8年土壤微生物商显著高于常规耕作。随着免耕年限延长,土壤微生物商呈先增加再降低的趋势,免耕10年以上土壤微生物商最低。水作后,免耕7~8年土壤微生物商较常规耕作及其他免耕年限土壤显著降低,而免耕2~3年、免耕5~6年和免耕10年以上土壤微生物商与常规耕作无显著差异。 4.旱作和水作后,免耕土壤微生物数量、微生物量和微生物商在土层中的变化较为一致。免耕~5cm土层细菌、放线菌数量,微生物量碳、氮、磷及微生物商显著高于5~10cm,而常规耕作0~5cm与5~10cm土层无显著差异。旱作后,免耕0~5cm土层细菌、放线菌、微生物量碳、氮、磷比5~10cm分别高29.70%~331.74%、64.72~275.84%、41.49%~141.20%、20.96%~68.00%、15.60~49.73%,免耕0~5cm土层微生物商是5~10cm的1.18~1.77倍。水作后土壤微生物学特性在土层中的变化与旱作基本一致。 5.主成分分析表明,旱作后免耕土壤微生物活性高于常规耕作,水作后则相反。随着免耕年限延长,旱作后免耕土壤微生物活性呈先降低再增加的趋势,免耕7~8年土壤微生物活性最低,免耕10年以上土壤微生物活性又有所增加;水作后,免耕土壤微生物活性也呈先降低再增加的趋势,免耕5~6年土壤微生物活性最低,免耕7~8年土壤微生物活性又有所上升。


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