保護(hù)性耕作及秸稈還田對(duì)砂姜黑土養(yǎng)分狀況和細(xì)菌群落的影響.pdf

1、由于砂姜黑土的高強(qiáng)度利用，土壤肥力呈下降的趨勢(shì)，制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。本研究采用多種秸稈還田方式和保護(hù)性耕作措施相結(jié)合以提高土壤肥力，探明土壤細(xì)菌群落變化特征。本論文利用高通量測(cè)序(high-throughput sequencing)技術(shù)，研究秸稈還田(粉碎還田SR、焚燒還田BSR、火糞還田ICR)和保護(hù)性耕作(粉碎還田+減耕RSR、粉碎還田+免耕NSR)在不同作物生育期（玉米大喇叭口期和小麥抽穗期）對(duì)砂姜黑土根際土壤（在處理前

2、加字母R代表）和非根際土壤細(xì)菌群落組成、結(jié)構(gòu)及豐度的影響的差異。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1)秸稈還田和保護(hù)性耕作對(duì)砂姜黑土pH影響不大，減耕、免耕兩種保護(hù)性耕作措施對(duì)土壤堿解氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀影響較大?；鸺S還田處理對(duì)土壤堿解氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀都有顯著提高，焚燒秸稈還田對(duì)非根際土壤堿解氮、根際土壤全氮及有機(jī)質(zhì)都有顯著降低。
　　2)玉米期，保護(hù)性耕作及秸稈還田對(duì)玉米平均產(chǎn)量較CK都有提高，增幅2.15％

3、～10.69％，其中火糞還田處理(ICR)提高產(chǎn)量效果最佳。小麥期，僅火糞秸稈還田平均產(chǎn)量顯著高于其它處理，其余秸稈還田和保護(hù)性耕作處理下的小麥平均產(chǎn)量低于CK，焚燒還田處理下的小麥平均產(chǎn)量顯著高于免耕處理?；鸺S還田處理對(duì)小麥和玉米的產(chǎn)量都有明顯增產(chǎn)效果。
　　3)在玉米大喇叭口期和小麥抽穗期，根際土壤和非根際土壤中保護(hù)性耕作處理(NSR、RSR)生成的OTUs都較其他處理高，焚燒還田(BSR)處理的OTUs較其他處理低。玉米期，

4、保護(hù)性耕作和火糞還田措施能提高砂姜黑土細(xì)菌物種豐富度，而單純的秸稈還田和焚燒還田對(duì)土壤細(xì)菌種群豐富度影響不大;小麥期，秸稈粉碎和火糞還田措施能提高砂姜黑土細(xì)菌物種豐富度;根際和非根際環(huán)境的不同也造成相應(yīng)的土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)的差異。玉米期，秸稈還田和保護(hù)性耕作措施并未能明顯提高土壤細(xì)菌的多樣性，秸稈還田和保護(hù)性耕作措施顯著增加根際土壤細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)度，對(duì)非根際土壤細(xì)菌優(yōu)勢(shì)度無(wú)顯著影響;小麥期，非根際土壤秸稈還田和保護(hù)性耕作措施提高土壤細(xì)菌的多

5、樣性的效果并不十分明顯，根際環(huán)境下，處理R_ICR能明顯提高根際土壤細(xì)菌的Shannon指數(shù)，較最低的R_BSR處理高出19.75％;秸稈還田和保護(hù)性耕作措施影響土壤細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)度，根際和非根際環(huán)境的差異也影響土壤細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)度。
　　4)玉米期，細(xì)菌門(mén)的水平上，Acidobacteria與pH呈正相關(guān)，與堿解氮有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;Actinobacteria與pH、堿解氮、全氮、有機(jī)質(zhì)速效磷和速效鉀有相關(guān)性，其中與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，與

6、速效磷有極顯著正相關(guān)關(guān)系;Bacteroidetes和Candidatus都與速效磷有正相關(guān)性;Chlamydiae與pH有顯著正相關(guān)性，與有機(jī)質(zhì)和速效磷有負(fù)相關(guān)性;Cyanobacteria與速效鉀有負(fù)相關(guān)性。小麥期，細(xì)菌門(mén)的水平上，Acidobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes和Candidate都與速效鉀呈顯著的負(fù)相關(guān);此外Chlamydiae與堿解氮、全氮和有機(jī)質(zhì)有極顯著正相關(guān)關(guān)系;Chlo

7、roflexi與堿解氮呈顯著正相關(guān)，與速效鉀呈極顯著負(fù)相關(guān);Gemmatimonadetes與全氮和有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān);Verrucomicrobia與速效磷呈顯著負(fù)相關(guān);Candidate與堿解氮呈極顯著負(fù)相關(guān)。
　　5)通過(guò)土壤細(xì)菌屬水平相對(duì)豐度分層聚類熱圖分析，玉米期，保護(hù)性耕作RSR和NSR處理在根際和分根際環(huán)境下細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及組成相似度都較高;砂姜黑土根際土壤和非根際土壤在CK和秸稈還田SR、BSR及ICR處理下，細(xì)菌群

8、落結(jié)構(gòu)和組成相似度較高。小麥期，非根際環(huán)境下的CK、SR、RSR和NSR、BSR聚為一大支，其中RSR和NSR聚為一支，CK和SR聚為一支;根際條件下，R_RSR、R_SR和R_ICR聚為一支。保護(hù)性耕作RSR和NSR處理的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及組成相似度較高;砂姜黑土在CK和秸稈還田CK、SR、RSR和NSR、BSR處理下，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和組成相似度較高;根際環(huán)境下R_RSR、R_SR和R_ICR處理有相似的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及組成。
　　砂姜