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黄河源区高寒草地土壤微生物数量动态及其与土壤养分关系研究

齐文娟  
【摘要】: 以青藏高原黄河源区不同退化程度高寒草地(末退化高寒草地、中度退化草地、严重退化的“黑土滩”草地)以及建植于“黑土滩”不同种植年限人工草地(人工2龄草地、人工4龄草地和人工6龄草地)为研究对象,应用土壤微生物学和土壤学原理,采用传统的土壤微生物分离培养方法和土壤农化分析方法,对6个样地的土壤微生物三大类群和土壤养分在不同季节、不同草地和土壤剖面分布进行研究,并结合相关分析和通径分析等统计方法对微生物与土壤养分之间的关系进行分析,研究结果如下: 1.土壤微生物季节分布动态微生物总数量随着季节的变化呈现出递减的趋势,即5月份(牧草返青不久)数量最高,8月份有所下降,11月份的数量最少。细菌数量的季节动态变化与微生物总数量的变化一致。放线菌数量随着月份的增加呈现先降低后升高的变化趋势,最低值出现在8月份。真菌数量随着月份的增加呈上升的趋势,即5月份数量最低,8月份数量略高于5月份,11月份数量最高。 2.土壤微生物不同类型草地间分布动态从微生物数量组成来看,6种草地土壤三大微生物类群的组成比例略有不同,但大体上一致。其中,细菌数量最多,占微生物总数的87%~99%,放线菌数量次之,占总量的1%~11%,真菌数量最少,约占总量的0.01%~0.3%。对于不同退化程度的天然草地而言,土壤细菌和放线菌数量随着草地退化程度的加剧呈现降低的趋势,真菌数量随着退化程度的加剧而升高;人工草地细菌、放线菌数量随着建植年限增加呈先降低后升高趋势变化,且2龄草地细菌、放线菌数量明显的高于“黑土滩”退化草地,人工2龄草地真菌数量虽较未退化高寒草地高,但低于“黑土滩”退化草地。 3.土壤微生物数量剖面分布动态土壤微生物数量的垂直分布呈现随土层的加深数量逐渐降低的趋势:0~10cm土层微生物数量最多,10~20cm土层微生物数量次之,20~30cm土层微生物数量最少。一般0~10cm土层微生物总量是10~20cm土层的2~7倍,是20~30cm土层的2~13倍。 4.土壤养分含量季节分布动态随着草地类型和土壤养分指标不同、土壤养分含量的季节变化表现出多样性。土壤有机质除了人工2龄和4龄草地呈倒“V”型变化外,其余4样地均呈“V”字型规律变化。全磷含量的变化较大,各样地全磷含量均为8月份最高,5月份、11月份较低,呈倒“V”字型规律变化。全氮含量的季节性变化在未退化高寒草地、中度退化草地、“黑土滩”退化草地和人工2龄草地与全磷的变化趋势一致,均是8月份含量最高,只有人工4龄和6龄草地全氮含量在8月份最低,呈先降低后升高的规律变化。土壤碱解氮的季节动态变化规律与全氮基本一致,只有6龄草地的碱解氮含量在8月份最低,呈“V”字型规律变化。未退化高寒草地和中度退化草地的速效钾含量呈先升高后降低的单峰曲线变化,在8月份达到峰值,其余样地速效钾含量呈“V”型规律变化。6个样地土壤均为中性偏碱土壤,其季节变化除人工4龄土壤pH值呈现“V字型变化规律外,其余草地土壤pH值均表现为随着月份的增加呈现先升高后降低的变化趋势,并在8月份达到峰值。6个样地土壤水分含量季节变化均呈现先升高后降低的趋势,在8月份达最大值。 5.土壤养分含量不同类型草地间分布动态不同月份、不同草地类型土壤养分、水分含量不同,但其在6个样地中分布规律基本一致,即随着退化程度的增加,土壤养分、水分含量均呈现降低的趋势,人工2龄草地土壤养分较“黑土滩”退化草地高,但随着建植年限的增加有降低的趋势,4龄草地土壤养分含量最低,随着建植期的继续延长,6龄草地的各项养分含量又有所回升。对土壤pH值而言,未退化草地各土层pH值最低,中度退化草地表层土壤pH值较“黑土滩”退化草地低,中下层较高。人工草地之间土壤pH值变化不明显,只是在8月份人工4龄草地土壤pH值较2龄和6龄草地低,但其较未退化草地的高。在垂直分布上均表现为,土壤养分随着土层深度增加而降低的趋势,即土壤养分各项指标含量在0-10cm土层最高,10-20cm土层其次,20-30cm土层养分含量最低。各样地土壤pH值均表现表层最低,并且随深度增加而逐渐增加。 6.土壤微生物数量与土壤养分的关系除真菌数量与pH值呈负相关外,其余土壤营养因子与细菌、放线菌和真菌数量均呈正相关关系。其中,细菌数量与有机质、全氮、全磷、碱解氮和速效钾之间呈极显著正相关关系,与土壤含水量呈显著正相关关系,与pH值呈正相关关系,但相关性不显著。放线菌数量与有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量和土壤含水量呈极显著的正相关关系,与pH值呈显著的正相关关系,与全磷呈正相关关系,但相关性不显著。真菌数量与有机质、全氮和速效钾含量呈极显著的正相关关系,与碱解氮含量、全磷和土壤含水量呈正相关关系,与p H值负相关关系,但相关性均不显著。经通径分析表明:碱解氮、全磷、速效钾是影响细菌数量的主要因子,有机质、全氮、碱解氮、速效钾是影响放线菌数量的主要因子,全氮和速效钾是影响真菌数量的主要因子。


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