秸秆还田对干旱区滴灌玉米生产及土壤微生物的影响

【目的】研究新疆北疆干旱区长期连作滴灌玉米不同秸秆还田量对玉米生产及土壤微生物多样性的影响,为该地区玉米秸秆高效还田提供科学依据。【方法】设计还田量为18、9、0 t/hm²的秸秆还田3个处理,利用自动微生物鉴定系统(Biolog-Eco),研究干旱区滴灌条件下玉米秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性及对玉米生长、产量和品质的影响。【结果】秸秆还田能够显著提高土壤微生物对碳源的利用程度,增加土壤微生物物种的多样性和群落物种的均匀度;秸秆还田造成的土壤微生物群落功能多样性的差异主要表现在对碳水化合物类、多聚物类、氨基酸类碳源的利用程度上;秸秆还田可在生育期的中后期显著增加玉米干物质积累量,玉米秸秆还田量为18和9 t/hm²较秸秆不还田分别增产13.56%和5.48%;与秸秆不还田相比18 t/hm²秸秆还田可显著增加玉米籽粒蛋白质含量和脂肪含量,分别增加0.43%和0.39%。【结论】秸秆还田可改善土壤微生物功能多样性,提高玉米产量、品质。     

大球盖菇菌渣还田对水稻生长和稻田土壤环境的影响

【目的】探究大球盖菇菌渣全量还田对水稻产量、土壤肥力和微生物多样性的影响，为评价菌渣对土壤环境质量的改良提供重要参考。【方法】在江西吉安开展菌渣原位还田试验，试验设置常规施肥（CK）、菌渣原位还田+常规施肥（JZ）和秸秆全量还田+常规施肥（JG）3个处理，分析不同栽培措施下水稻的生物量、产量和养分吸收量，以及土壤养分含量、菌群丰度和微生物多样性等土壤环境的差异。【结果】与CK处理相比，JZ和JG均显著提高了水稻的生物量和产量，产量增幅分别为9.51%和4.89%。JZ和JG处理促进了水稻对氮（N）、磷（P）、钾（K）养分的吸收，成熟期N、P、K吸收量分别提高了41.44%和31.01%、48.64%和33.13%、28.44%和26.74%。JZ处理土壤pH较CK略有升高，JG处理移栽前期和幼穗分化期则显著降低；JZ和JG处理土壤中有机质和速效养分含量均明显升高；施用菌渣和秸秆显著提高了土壤中细菌的多样性，JZ处理土壤中与有机质降解相关的菌群丰度明显升高。【结论】大球盖菇菌渣原位还田和秸秆全量还田均能提高土壤的养分含量、土壤微生物群落多样性和水稻产量，菌渣原位还田对稻田土壤环境和水稻生...     

冬绿肥联合稻秆还田对水稻产量及稻田土壤肥力的影响

【目的】研究不同品种冬绿肥联合稻秆还田对汉中盆地水稻产量和土壤肥力的影响,为探索适宜汉中水稻生产的绿色栽培技术提供科学依据。【方法】通过连续2年定位试验,设置水稻秸秆不还田（WSN）、水稻秸秆还田（WS）、紫云英和稻秆还田（CS）、油菜秸秆和稻秆还田（RS）、毛苕子和稻秆还田（HS） 5个处理,研究紫云英、毛苕子、油菜、冬闲联合稻秆还田对水稻产量及其构成要素、土壤养分含量、微生物数量和酶活性的影响,并对各因子与水稻产量的关系进行相关性分析。【结果】与WSN处理相比,冬绿肥联合稻秆还田显著提高了水稻产量,CS、HS和RS处理水稻产量2年平均增产14.51%,14.52%和8.49%。稻田土壤速效磷、有机质和全氮含量均以CS处理最高,且均与WSN处理达到差异显著水平。与WSN比较,CS、RS和HS处理稻田土壤微生物总量分别增加70.15%~336.19%,48.57%~183.11%和57.33%~293.55%,其中CS处理显著提高了土壤微生物数量,细菌数量比例上调,而真菌和放线菌数量比例下调,细菌与真菌数量的比值（B/F）升高,有效改善了稻田土壤微生物群落结构。CS处理土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶活性显著高于其他处理,较WSN处理分别增加17.69%,3.85%,35.36%和62.32%。相关性分析表明,水稻产量与土壤速效磷、全氮含量,土壤细菌、放线菌数量及土壤脲酶、过氧化氢酶活性之间呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关。【结论】冬季种植紫云英联合稻秆还田有利于提高水稻产量和土壤养分含量,改善土壤微生物群落结构,增强土壤酶活性,是适宜汉中水稻生产的绿色高效栽培种植模式。     

新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥（BC+CK）和常规NPK施肥（CK）两种,生物炭施用量22.5 t·hm^-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥（BC1+CK）、高量生物炭+常规NPK施肥（BC2+CK）和常规NPK施肥（CK）3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm^-2,高量生物炭施用量45 t·hm^-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。     

长期秸秆还田和施用有机肥对连作棉田土壤化学性质及微生物数量的影响

为探究棉花秸秆还田和施用有机肥对连作棉田土壤化学性质和微生物数量的影响,采用长期定位试验的方法,设置了氮磷化肥+秸秆清茬(NP)、氮磷化肥+秸秆还田(NPS)、氮磷化肥+有机肥(NPM)及氮磷化肥+秸秆还田+有机肥(NPSM)等4个处理,对不同处理在棉花不同生育期对土壤的化学性质和微生物数量的影响,并对两者之间的关系进行了探究。结果表明: 棉花秸秆还田和施用有机肥均可降低土壤pH,其中NPSM 相比NP在各生育期分别显著降低了3.41%、1.86%、3.19%、2.60%;棉花秸秆还田和施用有机肥均可提高土壤的养分含量,其中NPSM比 NP在各生育期对土壤中碱解氮含量显著增加140.63%~229.17%,速效钾含量显著增加35.86%~60.54%,有效磷含量显著增加146.92%~483.34%,有机质含量显著增加28.06%~63.07%。秸秆还田和施用有机肥均可增加土壤细菌、真菌、放线菌、固氮菌和氨化细菌的数量,NPSM相比NP明显增加了土壤中细菌、真菌、放线菌、氨化细菌和固氮菌的数量,其中细菌的数量在不同时期增加了119.28%~177.21%;真菌数量增加了156.64%~233.42%;放线菌数量增加了107.40%~158.66%;固氮菌数量增加了95.23%~155.53%;氨化细菌数量增加了279.39%~357.29%,均达到显著性差异水平(P<0.05)。因此,秸秆还田配施有机肥后可显著改善土壤性质,增加土壤养分含量及微生物数量,从而达到优化土壤结构、提升土壤肥力的目的。     

短期不同秸秆还田与耕作方式对土壤养分与稻麦周年产量的影响

【目的】明确秸秆还田与耕作方式短期内对稻麦周年产量与土壤肥力的影响。【方法】在典型稻麦轮作区设置了2种耕作方式(旋耕与耕翻)和4种秸秆还田模式(稻秸还田、麦秸还田、稻麦秸双季还田与双季秸秆皆不还田)的裂区试验。【结果】短期内2种耕作方式对土壤养分含量都没有显著影响,旋耕处理有大于耕翻处理的趋势,但达不到显著水平。所有秸秆还田处理都可不同程度地提高0~20 cm土壤养分含量。在土壤全氮含量、总磷、碱解氮、速效磷、速效钾及有机质方面,都以秸秆双季还田处理最高,显著高于秸秆不还田处理,其中以全氮含量增加最多,达19.5%。秸秆单季还田处理在土壤总磷、碱解氮、速效钾、有机质含量与秸秆不还田处理间没有显著差异,而土壤全氮含量显著高于秸秆不还田处理。稻秸单季还田处理除了土壤速效磷显著高于麦秸还田处理外,在其它土壤养分含量间没有差异。稻麦周年总产以耕翻处理略高于旋耕处理,秸秆还田处理比不还田处理略减,各处理间产量均达不到显著差异。在短期内,秸秆还田有利于提高土壤养分含量,而2种耕作方式对土壤养分含量基本没有影响,秸秆还田与耕作方式皆不会显著影响稻麦周年产量。【结论】稻麦轮作区推广秸秆还田有利于培肥土壤,配合适当的耕作方式可以稳定稻麦周年产量。     

秸秆还田对水稻产量土壤养分及经济效益的影响

【目的】为研究秸秆还田对水稻产量、土壤养分和经济效益的影响。【方法】以常规施肥无秸秆还田为对照,设置秸秆还田+常规施肥,秸秆还田+优化施肥,秸秆促腐还田+常规施肥,秸秆促腐还田+优化施肥4种秸秆还田方式,研究了水稻产量及产量构成因素、土壤物理性状和养分含量、经济效益的变化特征。【结果】表明,秸秆还田能够显著提高水稻有效穗数、穗粒数和产量,其中秸秆促腐还田+优化施肥处理的效果最好,产量最高,比对照高出19.20％。秸秆还田能够降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤有机质、速效磷和速效含量,秸秆促腐还田+优化施肥处理的土壤容重最低、孔隙度最高、养分含量最高,经济效益最好,【结论】因此,秸秆促腐还田+优化施肥处理能够改善土壤理化性质,提高水稻产量和经济效益,是适合当地的秸秆还田方式。     

施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性与土壤理化性质及黄萎病的相关性

【目的】研究施用棉秆炭,连作棉花根际土壤真菌群落多样性与土壤理化性质及黄萎病病害的关系,为棉秆的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用常规分析和454高通量测序技术,研究棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t/hm²,NPKB1)和增量棉秆炭(45.00 t/hm²,NPKB2)条件下,新疆棉花根际土壤真菌群落多样性、理化性质和黄萎病病害发生的相关性。【结果】施用棉秆炭连作棉花根际土壤真菌多样性和理化性质有显著相关性。经过2年的2%棉秆炭的施用显著降低了真菌多样性。真菌NPKS和NPKB2处理OTU丰度分别显著降低了15.63%和46.25%(P<0.05),Shannon多样性指数分别显著降低了11.81%和65.40%。不同用量棉秆炭对子囊菌门和接合菌门真菌数量的影响较大,但菌根真菌数量降低。NPKB2处理土壤中Gibberella、Fusarium和Verticillium等病原真菌数量较NPK处理显著降低。施用棉秆炭显著增加了棉花根际土壤中有机质、速效钾和速效氮的含量,而速效磷的含量则降低;对pH的影响不显著,但显著提高了土壤的电导率。RDA分析中,土壤有机质和速效氮是影响棉花根际土壤真菌群落结构的重要环境因素。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。Verticillium数量与黄萎病发病率和病情指数呈极显著正相关。施用棉秆炭降低了棉花黄萎病病原菌数量,与NPK处理相比,增量棉秆炭Verticillium数量显著降低了63.83%。与NPK处理和NPKS处理相比,NPKB1处理增加了黄萎病病害发病率和病情指数,NPKB2处理黄萎病病害发病率下降不显著,病情指数分别降低了2.2%和15.0%。【结论】施用棉秆炭降低了连作棉花根际土壤真菌多样性,减少了黄萎病病原菌数量,增加了连作棉花根际土壤养分含量。虽然没有显著降低棉花黄萎病发病率,但有缓解病害发病程度的趋势。     

不同水稻栽培模式下小麦秸秆腐解特征及对土壤生物学特性和养分状况的影响

采用尼龙网袋法于2007-2008年连续2a在水稻常规栽培和节水灌溉栽培模式下,研究小麦秸秆腐解特征、养分释放规律及对土壤微生物数量、酶活性和养分状况的影响.结果表明:秸秆还田后,在0-30d腐解较快,后期腐解速率逐渐变慢.90d时累计腐解率达到了48.9％-61.3％.秸秆中养分释放速率表现为K＞P＞N≈C.节水栽培模式下小麦秸秆还田腐解率和养分释放率均显著高于常规栽培.秸秆还田后,土壤微生物数量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均呈现“前期迅速增加,中期急剧减少,后期缓慢减少”的变化特征,而纤维素酶活性呈现“前期剧升、中期缓增、后期骤降”的变化趋势.小麦秸秆在节水栽培模式下还田土壤微生物数量和酶活性均显著高于常规栽培.适当增加秸秆用量可以提高微生物数量和酶活性,用量过高对细菌和放线菌数量有负效应.秸秆还田可显著提高土壤有机碳和养分含量.土壤有机碳、全氮、碱解氮和速效磷含量在整个试验期间均呈增加趋势.速效钾含量在秸秆还田30 d时达到最高,而后则逐渐降低.节水栽培模式下秸秆还田后土壤有机碳和养分含量的提高效应显著高于常规栽培.提高秸秆用量对土壤养分含量有显著的正效应.     

长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构和数量的影响

 【目的】通过对土壤细菌数量和多样性的研究,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物生态的影响规律,为中国稻田土壤科学施肥、维护健康土壤微生物生态系统及农业可持续发展等方面提供重要理论和实践依据。【方法】采用末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和实时定量（real-time）PCR方法,研究湖南省望城县施用化肥（NPK）和秸秆还田（NPKS）对水稻土细菌群落结构及其多样性和数量的影响。【结果】T-RFLP分析结果表明红壤性水稻土细菌的优势类群为变形菌（150 bp;相对丰度33%—37%）和放线菌（67 bp;相对丰度20%—25%）,施肥对土壤细菌群落结构及其多样性产生了显著影响。典范对应分析（CCA)表明不同处理间细菌群落结构差异显著,而土壤pH和有机碳是影响土壤细菌群落结构的主要因子。多样性指数分析（香农指数和均匀度指数）显示秸秆还田处理的土壤细菌多样性最高,施肥处理（氮磷钾配施和秸秆还田）的土壤细菌多样性均高于不施肥处理。通过实时PCR技术定量了3种施肥处理的土壤细菌数量（4.34×1010—10.94×1010 个拷贝16S rDNA每克土）,与不施肥相比,施肥后土壤细菌数量增加了50%—100%。【结论】长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构及其多样性和数量均产生了深刻的影响,长期化肥和秸秆还田,土壤质量和土壤肥力提高,土壤细菌种群多样性和数量显著增加。     

长期不同施肥处理对红壤水稻土微生物量氮周转的影响

【目的】土壤微生物生物量是土壤重要的活性养分库。研究长期不同施肥处理下土壤微生物生物量的周转特性,探究施肥对土壤养分转化与供应能力的影响。【方法】对田间长期单施或配施无机氮肥（N）、无机磷肥（P）、无机钾肥（K）、有机质循环（C）及1/2秸秆回田（S）的试验进行采样分析,研究不同施肥处理下土壤微生物生物量、微生物量氮周转及水稻产量变化。【结果】施用磷肥有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率以及作物产量,比未施用磷肥处理平均提高了13.2%、33.1%、31.2%及173.4%。单施有机肥也有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮和作物产量,比对照提高了36.1%、28.1%和68.1%,但微生物量氮周转速率降低了4.3%。有机无机肥配合施用显著提高了土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率及水稻产量,NPKC和NPKS处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物生物量氮周转速率及水稻产量分别比对照高40.1%、26.3%、177.1%、204.1%和36.1%、20.9%、192.9%、203.3%。【结论】有机无机肥配施能够提高土壤活性养分库,增强土壤养分转化和供给能力,提高稻田生产力。     

施用生物炭对灰漠土养分及棉花生长的影响

【目的】 生物炭作为一类富含碳、高度芳香化和稳定性高的有机物质,是改良农业土壤,维持和提高土壤肥力的重要途径。研究施用生物炭对灰漠土养分及棉花生长的影响。【方法】 以 450℃ 炭化 1 h 的棉秆炭为试材,研究添加耕层土重的 0、1.5% (1.5Bc) 、3.0% (3.0Bc) 、6.0% (6.0Bc)棉秆炭对灰漠土土壤养分及棉花生长的影响。【结果】 添加棉秆炭对全量养分影响不明显,但提高了灰漠土碱解氮和速效钾含量,相比对照CK处理增加在31.27%~44.10%和36.4%~98.5% (P<0.05),比NPK处理,速效钾含量增加了29.4%~88.3%;CEC随添加量的增加而增加;棉秆炭的添加,降低了土壤的pH值,1.5Bc添加量降低更明显,降低了0.13个单位;另外添加棉秆炭显著提高了棉花的产量,比对照CK增加7.9%~21.3%,而NPKM比CK增产12.4%;也提高了对棉花茎粗、株高及生物量等的影响,但不显著(P>0.05)。【结论】 棉秆炭的添加提高了阳离子交换性能,增加了土壤肥力,有利于新疆灰漠土土壤生产力的提高。     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

【目的】研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响。【方法】以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm²)、低氮(N₁: 112.5 kg/hm²、N₂: 225 kg/hm²)、中氮(N₃: 450 kg/hm²)、高氮(N₄: 750 kg/hm²)5种氮处理水平。于2019年10月中旬将棉花秸秆打断为3~5 cm,以中等还田量施入18个小区。在1年的棉秸秆腐解期间,定期测定还田棉秆纤维素、半纤维素、木质素含量,土壤有机碳、全氮含量、pH、电导率。分析随着还田腐解时间的延长,棉秸秆主要成分含量与相应土壤理化性质的演变特征。【结果】添氮处理在腐解前期(第256 d)显著降低了还田棉秆木质素含量,而纤维素、半纤维素则在后期显著降低,木质素在腐解前期对氮肥添加更为敏感;棉秆在腐解前期,所有添氮处理的土壤有机碳含量显著增加,腐解后期降低,低氮处理(N₁、N₂)的有机碳含量最高;各处理间土壤全氮含量差异不显著;氮添加处理显著降低了土壤pH值与盐分;土壤有机碳含量与棉秆的木质素、半纤维含量呈显著负相关关系(P<0.05,P<0.01)。【结论】秸秆还田配施氮肥能加速棉秸秆腐解,而低氮处理(N₁、N₂)在加速秸秆降解的同时,有利于增加土壤有机碳含量,培肥土壤。     

Microbial Transformation Process of Straw-Derived C in Two Typical Paddy Soils

【Objective】 The straw degradation rate, microbial community structure changes and functional microbial community composition involved in straw decomposition in soils were researched, and the research results could provide the theoretical foundation for revealing microbial mechanism of the soil organic matter transformation and accumulation. 【Method】 Two typical subtropical paddy soil in China, including Changshu Wushan soil and Yingtan Red paddy soil, were collected as the research materials. We anaerobically incubated the soils with/without ¹³C-enriched rice straw for 38 days. Gaseous samples were regularly collected to investigate mineralization rate of straw in dynamic changes. The soil samples were collected to analyze the dynamic changes of the microbial community composition related to straw decomposition by using ¹³C-PLFA-SIP technology. 【Result】 At the early stage before day 12 of the anaerobic culture, straw degraded slowly, and straw had positive priming effect on soil organic matter (SOM). At the stage of day 12-18, straw degraded rapidly and then the rate tended to be slow after day 18. At the end of incubation, straw mineralization rate was 24% and 33% in Red paddy soil and Wushan soil, respectively. The contribution of straw C to C efflux increased with incubation time, which was 53%-60% and 54%-57% to CO₂ and CH₄ efflux, respectively. The microbial biomass and activity were improved in the soil with straw, and the microbial activity in Wushan soil was higher than that in Red paddy soil. During straw degradation, 16:0 (general bacteria) was the main groups. i16:0, i15:0 (G ⁺ bacteria) and 18:1ω9c (fungi) were also important microbial groups involved in straw degradation. The relative abundance of straw-derived gram-positive (G ⁺) bacteria and actinomycetes increased and gram-positive (G ^-) bacteria decreased with incubation time. The proportions of straw-derived PLFAs were 27%-32% and 18%-24% in Red paddy soil and Wushan soil PLFAs, respectively. The straw utilization efficiency was higher in fungi and general bacteria, while G ^- bacterial and actinomycetes PLFAs were preferentially linked to extant soil organic matter (SOM) mineralization. The microbial community composition was different between Wushan soil and Red paddy soil with rice straw. The straw-derived microbial community composition was similar in two soils, but the SOM-derived microorganisms were differences. 【Conclusion】 The mineralization of straw C lagged behind extant SOM during anaerobic straw degradation. The microbial activity and diversity in soil were important factors influencing the efficiency of straw mineralization. After adding straw in soil, it’s showed differences from the microbial community composition, which were mainly involved in the differences between SOM-derived microorganisms, and SOM was an important factor leading to these differences.     

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20 ℃条件下,在装有127.5 g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆（0.961,0 g/盆）和微生物制剂（2.88,0.961,0 mg/盆）,后培养75 d,测定秸秆腐解期间CO₂释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75 d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15 ℃下秸秆CO₂-C的净累积释放量较20 ℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15 ℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20 ℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落结构的差异

【目的】研究不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落多样性变化规律,探索高度集约利用下土壤质量退化的根本原因和机理,为设施菜地土壤可持续利用提供理论参考。【方法】采集江苏省常熟市由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a、6 a和10 a等3个不同年限0-20 cm表层土壤,以周围种植水稻/小麦的农田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质、微生物量和微生物群落多样性等指标。【结果】由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a的土壤微生物活性较强,养分含量较高;种植6 a后微生物活性明显降低,速效养分含量积累。种植年限从3 a到10 a,速效氮含量升高66.1%,速效磷含量升高97.2%。种植3 a以内pH接近中性,而种植6 a以上pH降低至酸性。土壤微生物量碳和微生物商在种植3 a均最高,种植6 a和10 a后显著降低。微生物群落的碳源利用指纹（BIOLOG）分析表明,种植3 a平均吸光值（AWCD）和微生物多样性指数（Shannon、Simpson和McIntosh）均最大,对碳源的利用能力最强,种植6 a和10 a明显降低,其中AWCD和Shannon指数分别比种植3 a降低了96.1%、15.4%和89.7%、17.6%。磷脂脂肪酸（PLFA）分析表明,种植3 a PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量均最大,而种植6 a和10 a以上指标均明显降低,其中,种植10 a土壤的PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量分别比种植3 a降低27.4%、21.8%、42.7%、49.4%（P＜0.05）。【结论】随着设施菜地种植年限增加,土壤微生物量和群落结构发生了明显变化,设施菜地种植3 a土壤微生物活性和群落结构稳定性明显增强,而种植6 a以上土壤微生物活性和群落结构稳定性明显降低,土壤生物质量显著退化。     

两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程

【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆（CK）和添加 ¹³C标记的水稻秸秆（RS）处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用 ¹³C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质（SOM）产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO₂和CH₄贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0（一般细菌）是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0（G ⁺细菌）和18:1ω9c（真菌）也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G ⁺细菌和放线菌的相对丰度增加,G ^-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质（SOM）矿化主要与G ^-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。     

棉秆腐熟过程中相关指标及可培养微生物数量的变化

【目的】 研究不同添加物配方对棉秸秆腐熟过程中相关指标和微生物数量的变化。【方法】 以棉秸秆为原料,设置不同的添加物配方,进行棉秸秆堆肥腐熟发酵。对其发酵相关指标(温度、pH、电导率、速效氮、磷、钾浓度)及主要微生物变化进行测定分析。【结果】 3种处理的温度、pH、电导率、速效氮磷钾的变化趋势基本相同,但相对含量不同,不同处理下的微生物数量也均不同。【结论】 处理3(基础配方+磷酸二氢钾2%)堆肥发酵效果最优,pH值为8.59~8.89,EC值为4 ms/cm左右,更适宜堆肥发酵。     

棉秆炭化还田对棉花生长及土壤理化特性的影响

【目的】研究西北连作棉田秸秆炭化还田对棉花生长和土壤性质的影响,提炼适宜的秸秆还田技术,为西北棉花秸秆还田提供技术支撑。【方法】试验设置为田间试验,6个处理,分别为:1、秸秆移除(CK);2、秸秆还田(S);3、有机肥还田(M);4、炭化还田(1.5Bc);5、有机肥+棉秆炭(MBc);6、炭化还田(3.0Bc)。在棉花生长后期测定棉花的生长指标、生物量、产量,并采集土样,分析相关指标。【结果】与秸秆移除(CK)相比, 棉花植株的株高、茎粗、叶长和叶宽均以有机肥还田及其与炭化还田的配合施用最大,分别增加了8.89%、11.86%、11.82%、11.39%。产量则以有机肥还田、有机肥还田与炭化还田的结合两个处理对产量的提高幅度最大, 分别为43.06%、37.01%,其次是1.5Bc和3.0Bc两个处理,均显著增加了棉花产量,分别达到了18.15%、30.25%;地上部干物质积累以3.0 t炭化还田处理提高幅度最大, 达到了34.94%,地下部以秸秆直接粉碎还田提高幅度最大,为62.92%;土壤性质则以3.0tBc处理对土壤饱和含水量和田间持水量的增加幅度以及对土壤容重的降低幅度最大, 分别达到了11.03%、10.02%、4.77%。【结论】有机肥还田、炭化还田及其配施能够有效的促进棉花生长,增加棉花干物质积累,提高产量,改善土壤性质。