東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作對土壤微生物多樣性和作物生長發(fā)育的影響.pdf

1、保護(hù)性耕作是以保護(hù)環(huán)境、提高土壤質(zhì)量為目的，實行免耕、少耕或秸稈覆蓋的一種農(nóng)田管理措施，其能夠緩解土壤侵蝕、保持農(nóng)田水分、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、增強(qiáng)土壤肥力、改善土壤物理、化學(xué)及生物性狀，進(jìn)而增加土壤微生物活性、多樣性和生物質(zhì)量保持力，最終改善土壤質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境。保護(hù)性耕作的效益通過作物的生長發(fā)育過程最終在產(chǎn)量上得到體現(xiàn)。為了評價在我國東北黑土區(qū)保護(hù)性耕作對作物生長發(fā)育及土壤微生物多樣性的影響，以中國科學(xué)院海倫農(nóng)田生態(tài)實驗站耕作定位試驗區(qū)

2、為研究對象，設(shè)置了免耕(NT)、少耕（RT）和旋松(ROT)3種耕作方式，作物種植采用大豆-玉米輪作系統(tǒng)。采用平板稀釋計數(shù)和熒光定量PCR技術(shù)(Real-time PCR)分析了土壤細(xì)菌、鐮孢菌和腐霉菌等真菌種群密度變化特征，通過變性梯度凝膠電泳(DGGE)方法分析了土壤微生物遺傳多樣性變化，應(yīng)用BIOLOG技術(shù)研究了土壤微生物功能多樣性差異，同時分析大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量情況。旨在綜合評價保護(hù)性耕作的對土壤微生態(tài)與作物生長發(fā)育的影響，為保

3、護(hù)性耕作技術(shù)利用提供依據(jù)，研究結(jié)果對黑土生態(tài)學(xué)研究具有一定的學(xué)術(shù)價值和意義。
　　研究結(jié)果顯示，在大豆生育期前期，免耕和少耕延緩大豆生長發(fā)育，但在后期生長優(yōu)勢明顯，大豆產(chǎn)量顯著提高，其中少耕最高，達(dá)到2507.3 kg·hm-2，比旋松增產(chǎn)3.9％。保護(hù)性耕作可增加土壤微生物數(shù)量，其中鐮孢菌和腐霉菌增加比較明顯，玉米田土壤少耕數(shù)量最高，其總真菌數(shù)、鐮孢菌和腐霉菌數(shù)量比旋松分別增加70.1％、45.3％和32.3％。在大豆田中，土壤

4、微生物數(shù)量隨大豆生育期的推進(jìn)成規(guī)律性變化，其中免耕數(shù)量相對較高，在苗期細(xì)菌和真菌數(shù)量為2.71×107CFU·g-1和2.28×105CFU·g-1，分別比旋松增加8.0％和32％;熒光定量PCR結(jié)果表明，免耕真菌增加最為明顯，在成熟期最高，其DNA質(zhì)量達(dá)到527ng/g，比少耕和旋松分別增加22.2％和17.8％。不同耕作區(qū)DGGE電泳結(jié)果表明，土壤細(xì)菌和真菌遺傳多樣性都隨大豆生育期的推進(jìn)而增加，3種耕作間土壤細(xì)菌多樣性差異不明顯(P

5、＞0.05)，其中免耕和少耕細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)較為接近;少耕和免耕有利于提高真菌多樣性，少耕最高，達(dá)到3.61，比旋松增加4.3％，真菌群落結(jié)構(gòu)與旋松存在明顯差異。土壤微生物功能多樣性研究表明，免耕能明顯提高土壤微生物對C源的利用能力，土壤微生物多樣性和C源利用率明顯高于少耕和旋松。
　　保護(hù)性耕作增加土壤微生物數(shù)量，提高微生物群落多樣性，改善土壤微生物環(huán)境，此外對作物前期生長發(fā)育有一定的抑制作用，但能顯著提高其產(chǎn)量，同時減少投入成本。