收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响

孔德杰  
【摘要】:秸秆还田和优化施肥措施是减少化肥施用、提升土壤质量、增强土壤碳汇功能的有效途径,对于提高土壤氮素高效利用和保持农业绿色循环高质量发展具有重要意义。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤中碳氮元素组分变化规律以及对土壤细菌、真菌微生物群落多样性季节性变化的影响,目前已成为亟待解决的科学问题。本研究以西北农林科技大学北校区科研试验基地农作制度长期定位试验为依托,试验处理设置为:秸秆还田(NS:秸秆不还田、HS:秸秆半量还田、TS:秸秆全还田处理)和施肥处理(NF:不施肥、0.8TF:优化施肥、TF:传统施肥)的两因素三水平随机区组试验。采用高通量测序和冗余分析(RDA)等技术方法,研究了秸秆还田和施肥对小麦、大豆不同生育时期的麦豆轮作系统土壤中氮素、碳素不同组分和土壤细菌、真菌群落结构多样性等指标的季节性动态变化规律的影响。为筛选节本高效、地力提升的秸秆还田模式提供理论依据和技术支撑。取得了如下结论:1、秸秆还田和施肥促进了长期麦豆轮作种植模式下土壤氮素含量的增加秸秆还田和施肥促进了麦豆轮作种植模式下土壤中的全氮、铵态氮、硝态氮含量提升,土壤硝态氮含量在秋季、冬季含量较高,而春季3~5月份小麦生长旺盛期含量较低。优化施肥增加了土壤微生物氮含量,常规施肥抑制了土壤微生物氮含量。在秸秆腐解初期全量还田处理土壤中铵态氮含量低于半还田处理。土壤中硝态氮含量、微生物氮含量及硝态氮占总氮的比例、微生物氮占土壤总氮的比值都随着秸秆还田量的增加而增加,不同秸秆还田处理间土壤微生物氮含量有显著性差异,并且表层土壤微生物量氮大于下层土壤微生物量。9个处理组合中,0.8TF+TS处理的全氮、微生物量氮平均含量最高,分别为1.06 g/kg、36.59 mg/kg,TF+TS处理铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为2.37、15.93mg/kg。2、秸秆还田和施肥提升了麦豆轮作种植模式下土壤碳素含量秸秆还田和施肥增加了麦豆轮作种植模式下土壤中的有机碳、溶解性全碳、溶解性有机碳、无机碳和微生物碳含量。土壤无机碳占溶解性总碳的比值随着施肥量的增加呈先降低后增加的趋势。微生物碳、溶解性有机碳含量占土壤有机碳比值随着秸秆还田量的增加而增加,土壤溶解性总碳占土壤有机碳比值、溶解性无机碳含量占土壤有机碳比值随着还田量的增加而随着减少,土壤微生物量碳占土壤有机碳含量随着还田量的增加有先增加后减少的趋势。土壤中的碳氮比随着施肥量的增加随着减少,土壤中微生物碳氮比随着施肥量的增加而增加。与施肥处理变化趋势相反,增施秸秆导致土壤碳氮比增加,微生物碳氮比减少。9个处理组合中,TF+TS处理的土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物碳平均含量最高分别为12.14 g/kg、95.70mg/kg,345.53mg/kg,溶解性全碳平均含量0.8TF+TS处理最高为198.90 mg/kg,溶解性无机碳平均含量0.8TF+NS处理最高为119.73 mg/kg。3、秸秆还田和施肥措施改变了长期麦豆轮作土壤微生物群落结构多样性土壤中细菌、真菌菌群多样性chao1指数、ACE指数、Shannon指数随着施肥量增加有减少的趋势。Simpson指数随着秸秆还田量的增加而减少。不同处理门水平上菌群数量年内动态变化表现为冬季数量最高,在小麦收获后大豆播种前最低。不同处理下土壤细菌中的变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门是土壤中的优势菌种,平均相对丰度分别为28.06%、24.05%、13.90%、10.68%。子囊菌门是土壤真菌中的优势菌门,优化施肥降低了子囊菌门、担子菌门、接合菌门的平均相对丰度,增加了壶菌门相对丰度;常规施肥增加了子囊菌门、接合菌门、壶菌门的相对丰度,降低了担子菌门的相对丰度。秸秆还田处理降低了子囊菌门、接合菌门的相对丰度,增加了担子菌门相对丰度。4、土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化的响应RDA分析显示:土壤细菌、真菌的Simpson指数、shannon指数、ACE指数、Chao1指数之间具有很好的相关性,并且与无机碳含量呈正相关关系,与土壤水分含量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量、土壤p H值、可溶性总有机碳含量及土壤有机碳呈负相关关系。变形菌门是土壤细菌相对丰度最高的菌群,与土壤p H值极显著负相关,芽单胞菌门与土壤环境中微生物碳、氮含量呈正相关。土壤真菌中子囊菌门相对丰度最高,担子菌门与土壤有机碳含量呈正相关关系。分析显示:碳氮元素化学计量比、是否种植作物是影响土壤中土壤细菌、真菌门水平上的菌群结构差异的主要因素。综上所述:长期秸秆还田配合施肥处理对麦豆轮作下土壤碳氮含量与农田肥力提升有明显的促进作用。0.8TF+TS组合处理全氮、微生物氮、溶解性碳含量最高,虽然产量比TF+TS组合处理减产了0.55%,化肥施用量却减少了20%,是一种节本增效的秸秆还田模式。本研究发现土壤细菌群落结构季节性变化影响不大,真菌受温度影响较大,该变化是由土壤p H值、碳氮各组分之间的比值以及地上作物长势等诸多因素相互影响造成的。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作种植模式下土壤碳氮含量和土壤细菌、真菌群落多样性及在门水平上相对丰度的季节动态变化及两者之间的响应关系是本研究的创新点。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 邓巧玲;何俊峰;李继福;吴启侠;邹家龙;胡义涛;黄帅;;长期秸秆还田对水旱轮作土壤结构及微生物多样性的影响[J];长江大学学报(自科版);2018年02期
2 杨丹丹;王睿;宋晓;赵国建;金建猛;要世瑾;吴欣;;不同施肥处理对小麦生长的影响[J];农业科技通讯;2016年11期
3 陈晶培;刘树堂;辛励;陈延玲;南镇武;刘锦涛;袁铭章;;长期定位秸秆还田不同施肥处理对土壤腐殖质组分含量的影响[J];华北农学报;2016年05期
4 徐祖祥;;不同施肥对麦稻产量与品质的影响[J];上海农业学报;2009年03期
5 代红翠;张慧;薛艳芳;高英波;钱欣;赵海军;成浩;李宗新;刘开昌;;不同耕作和秸秆还田下褐土真菌群落变化特征[J];中国农业科学;2019年13期
6 张赛;王龙昌;赵琳璐;杜鹃;徐启聪;;温室栽培中秸秆还田方式对作物生长及土壤碳氮的影响[J];中国蔬菜;2013年12期
7 贾伟;周怀平;解文艳;关春林;郜春花;石彦琴;;长期秸秆还田秋施肥对褐土微生物碳、氮量和酶活性的影响[J];华北农学报;2008年02期
8 杨治平,周怀平,李红梅;旱农区秸秆还田秋施肥对春玉米产量及水分利用效率的影响[J];农业工程学报;2001年06期
9 张晓蒙;李德美;金玮鋆;宋涛;张玉红;王姗姗;全莉;闫寅卓;薛洁;;西藏青稞酒酿造小曲微生物多样性分析[J];中国酿造;2018年09期
10 张星;颜廷武;;劳动力转移背景下农业技术服务对农户秸秆还田行为的影响分析——以湖北省为例[J];中国农业大学学报;2021年01期
11 毛新平;孙征权;;秸秆还田耕种农机标准化技术示范[J];农机科技推广;2020年08期
12 张建学;;小麦秸秆还田对玉米苗生长期和成熟的影响[J];农业开发与装备;2020年01期
13 王明俊;;破解牡丹江秸秆还田难题的建议[J];农机科技推广;2019年11期
14 穆心愿;赵霞;谷利敏;冀保毅;丁勇;张凤启;张君;齐建双;马智艳;夏来坤;唐保军;;秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响[J];中国农业科学;2020年01期
15 卢秋桂;;浅谈水稻秸秆还田机械化技术应用及发展趋势[J];南方农机;2020年05期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 顾泽海;王保君;胡乃娟;张政文;徐蒋来;朱利群;;周年不同秸秆还田方式对农田温室气体排放及产量的影响[A];中国农学会耕作制度分会2016年学术年会论文摘要集[C];2016年
2 陈荣树;;四川丘陵地区秸秆还田存在的主要问题及对策措施——以江油市为例[A];面向未来的土壤科学(下册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年
3 陈卫明;肖泽海;施兰芳;徐同云;;小麦秸秆还田量数学模型的研究[A];青年学者论土壤与植物营养科学——第七届全国青年土壤暨第二届全国青年植物营养科学工作者学术讨论会论文集[C];2000年
4 王小芬;杨洪岩;马静静;李培培;崔宗均;;连年秸秆还田地土壤理化性状及微生物群特性[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
5 王维钰;冯永忠;任广鑫;杨改河;;秸秆还田与施氮条件对不同轮作模式下土壤养分资源利用与碳排放的影响[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
6 江瑜;钱浩宇;张卫建;;秸秆还田年限对稻田甲烷排放的影响研究[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
7 侯贤清;李荣;吴鹏年;李培富;王西娜;;秸秆还田配施氮肥下土壤性质及其玉米产量的响应特征[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
8 高磊;李余良;李高科;李武;李春艳;卢文佳;胡建广;;秸秆还田条件下适量施氮对南方甜玉米氮素利用及产量的影响[A];第十五届全国玉米栽培学术研讨会会议论文集[C];2017年
9 李金磊;曹东京;;农作物秸秆还田综合利用技术的推广应用[A];第二届中国农业机械化发展论坛农业机械化关键技术与装备研讨会论文集[C];2007年
10 马林杰;孔凡轩;王智;罗颖;吕晓兵;周治国;孟亚利;;麦棉轮作制度下不同秸秆还田方式对棉花生长与产量的影响[A];2019年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2019年
11 吴鹏年;王艳丽;侯贤清;李培富;;秸秆还田配施氮肥对滴灌玉米产量及土壤物理性状的影响[A];2018中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2018年
12 高杰;马春梅;;秸秆还田与施氮对玉米氮素吸收及土壤速效氮的影响[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
13 李雨泽;胡迎春;宋端朴;温晓霞;秦晓梁;廖允成;;地膜覆盖和秸秆还田对黄土高原土壤细菌群落结构的影响[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
14 徐演鹏;林英华;吴建平;;秸秆还田对中小型土壤节肢动物群落的影响[A];第三届中国西部动物学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
15 马守田;濮超;阚正荣;刘鹏;祁剑英;王兴;赵鑫;张海林;;不同秸秆还田量对华北平原夏玉米光合特性及产量的影响[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
16 高飞;董树亭;刘鹏;赵斌;张吉旺;;不同秸秆还田量对夏玉米根系特性及产量的影响[A];第十五届全国玉米栽培学术研讨会会议论文集[C];2017年
17 曹启光;陈怀谷;赖志兵;杨爱国;林玲;于汉寿;;秸秆还田对小麦根围土壤微生物数量与纹枯病害发生的影响[A];中国植物病理学会2004年学术年会论文集[C];2004年
18 李文静;吕亮;黄益勤;万鹏;;秸秆还田方式对夏玉米田地下害虫发生的影响[A];绿色植保与乡村振兴——中国植物保护学会2018年学术年会论文集[C];2018年
19 陈代杰;戈梅;李继安;;微生物多样性与新药发现[A];2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集[C];2008年
20 张健;何玮;蒋安;王琳;徐远东;;不同施肥处理对扁穗牛鞭草鲜草产量和营养品质的影响研究[A];2012第二届中国草业大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 孔德杰;秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响[D];西北农林科技大学;2020年
2 余坤;预处理秸秆还田的土壤改良培肥与增产效应及机制研究[D];西北农林科技大学;2017年
3 侯朋福;秸秆还田对稻麦生产力和农田温室气体排放的影响[D];南京农业大学;2014年
4 黄春;成都平原不同秸秆还田模式下农田系统运行效益研究[D];四川农业大学;2014年
5 李继福;秸秆还田供钾效果与调控土壤供钾的机制研究[D];华中农业大学;2015年
6 王麒;秸秆还田和施氮量对寒地水稻生长及土壤养分的影响[D];沈阳农业大学;2015年
7 王金洲;秸秆还田的土壤有机碳周转特征[D];中国农业大学;2015年
8 王真;麦棉周年秸秆还田与施氮量对棉花产量形成和土壤有机碳稳定性的影响[D];南京农业大学;2018年
9 于树;长期不同施肥处理及地膜覆盖对棕壤有机碳组分及微生物多样性的影响[D];沈阳农业大学;2009年
10 Hagos,Medhn Berhane(孟笑语);长期秸秆还田和化肥施用配合对小麦和玉米田土壤有机碳储量和碳足迹的影响[D];西北农林科技大学;2020年
11 段盛文;红麻韧皮脱胶微生物多样性及其蛋白质差异表达[D];中国农业科学院;2018年
12 闫超;水稻秸秆还田腐解规律及土壤养分特性的研究[D];东北农业大学;2015年
13 黄界颍;秸秆还田对铜陵矿区土壤Cd形态及生物有效性的影响机理[D];合肥工业大学;2013年
14 李硕;秸秆还田与减量施氮对土壤固碳、培肥和农田可持续生产的影响[D];西北农林科技大学;2017年
15 王丙文;保护性耕作农田碳循环规律和调控研究[D];山东农业大学;2013年
16 赵绪生;秸秆还田条件下土壤微生物区系和化感物质对小麦纹枯病发生的影响[D];河北农业大学;2020年
17 吴洁;不同秸秆还田方式与秸秆生物炭施用对农田温室气体排放和土壤固碳的影响[D];南京农业大学;2014年
18 陈粲;不同秸秆还田处理下农田温室气体排放的DNDC模型模拟及模型适应性研究[D];南京农业大学;2014年
19 尉广飞;三七品质生态学研究[D];山东中医药大学;2019年
20 张贵友;几种生境土壤(铁锰结核)中微生物多样性的研究[D];华中农业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘彦杰;干旱区施肥和秸秆还田对农田土壤微生物多样性的影响[D];石河子大学;2016年
2 颜双双;秸秆还田对寒地稻田甲烷排放及产甲烷菌的影响[D];东北农业大学;2016年
3 程燕;秸秆还田及化肥配施对土壤性状及氮磷流失的影响[D];安徽农业大学;2013年
4 李威;秸秆还田对稻虾连作模式水质和土壤环境的动态影响[D];上海海洋大学;2020年
5 胡乃娟;秸秆还田量对稻麦轮作农田土壤碳库、微生物及产量的影响[D];南京农业大学;2014年
6 王静;连续免耕与秸秆还田对土壤肥力和小麦产量的影响[D];扬州大学;2014年
7 郑悦;生物炭与秸秆还田对盐碱地水稻土壤理化形状及产量的影响[D];黑龙江八一农垦大学;2015年
8 冷冰涛;定量秸秆还田条件下不同施氮量在玉米上的效应研究[D];山东农业大学;2014年
9 张大伟;连续秸秆还田与耕作方式轮换对土壤理化性状及水稻养分吸收和产量影响[D];南京农业大学;2009年
10 李凤博;不同耕作方式下秸秆还田对直播田生态环境的影响[D];南京农业大学;2008年
11 孙伟红;长期秸秆还田改土培肥综合效应的研究[D];山东农业大学;2004年
12 强学彩;秸秆还田量的农田生态效应研究[D];中国农业大学;2003年
13 王雷;不同油菜秸秆还田方式对稻田温室气体排放和水稻产量的影响[D];华中农业大学;2020年
14 刘龙;种还分离模式秸秆还田对土壤生物学特征的影响[D];吉林农业大学;2017年
15 郑祥楠;耕作深度与秸秆还田对土壤性状及作物生长的影响[D];云南农业大学;2017年
16 孟庆坤;成安县农户秸秆还田意愿及影响因素研究[D];河北工程大学;2018年
17 于舒函;秸秆还田与施氮对春玉米氮素吸收及土壤速效氮的影响[D];东北农业大学;2017年
18 万毅林;稻—菜轮作条件下秸秆还田与化肥减量配施对作物产量及土壤性质的影响[D];西南大学;2015年
19 陈猛;秸秆还田对农田土壤磷钾迁移转化影响的试验研究[D];扬州大学;2011年
20 牛斐;不同种植模式及秸秆还田对旱地农田土壤肥力及土壤有机碳的影响[D];西北农林科技大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 刘玮玮;秸秆还田,粮食增产[N];日照日报;2012年
2 通讯员 李建强;宁县实施秸秆还田5.1万亩[N];陇东报;2018年
3 本报记者 李宝森;呼兰 秸秆还田肥沃土地保蓝天[N];黑龙江日报;2019年
4 兰欣 王静;研究揭示秸秆还田为啥管用[N];中国科学报;2019年
5 李婷婷 农业科技报-中国农科新闻网记者 张小雄;秸秆还田 环保又增肥[N];农业科技报;2019年
6 记者 黄春英;六项举措抓好秸秆还田[N];黑龙江日报;2020年
7 记者 刘伟林;黑龙江:全力推动春季秸秆还田[N];农民日报;2020年
8 记者 黄春英;秸秆还田保护性耕作体系已形成[N];黑龙江日报;2020年
9 黑龙江省政协委员、双鸭山市政协副主席 贾胄;加大秸秆还田力度 为黑土地“疗伤”[N];人民政协报;2020年
10 本报见习记者 李明哲;黑龙江织密禁烧防控网推进秸秆还田[N];中国环境报;2020年
11 记者 代黎黎;秸秆还田离田“有良方”[N];吉林日报;2020年
12 江苏里下河地区农业科学研究所;稻虾共作田水稻秸秆还田方法[N];江苏农业科技报;2020年
13 记者 瞿剑;稻田秸秆还田温室气体排放量被高估50%[N];科技日报;2019年
14 马维维;吉林:秸秆还田,新技术带来新收获[N];科技日报;2018年
15 本报记者 整理 郭铭华;加快推进秸秆还田产业化进程 保护好龙江蓝天净土[N];黑龙江日报;2019年
16 记者 韩玉洁;瑷珲镇抢前抓早推进秸秆还田[N];黑河日报;2019年
17 本报记者 刘伟林;刘海玲代表:进一步提高秸秆还田率[N];农民日报;2019年
18 记者 阮晓莹 通讯员 张远飞;秸秆还田显成效 耕地质量稳提升[N];南宁日报;2019年
19 本报记者 徐佳倩;周闯 秸秆还田实验数据填补我省空白[N];黑龙江日报;2019年
20 记者 王辛娜;秸秆还田离田利用均有补贴[N];哈尔滨日报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978