长期施肥对稻田土壤可溶性有机氮和游离氨基酸剖面分异的影响

为探讨长期不同施肥对稻田土壤可溶性有机氮(SON)和游离氨基酸(FAA)剖面分异的影响,阐明长期施肥稻田土壤SON和FAA的剖面迁移特性。以不施肥(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾配施牛粪(NPKM)和氮磷钾结合秸秆还田(NPKS)4种处理的稻田长期(33年)施肥定位试验小区为研究对象,采用带总氮检测器的总有机碳分析仪(TOC-TN)、连续流动注射和氨基酸自动分析仪测定不同深度(0～20、20～40 cm和40～60 cm)土层SON、FAA及其组分的含量。结果表明:长期不同施肥水稻土SON含量剖面分异较明显,0～20、20～40 cm和40～60 cm土壤SON含量分别为24.14～49.80、11.30～13.86 mg·kg~(-1)和6.35～9.38 mg·kg~(-1);不同处理0～20 cm土壤SON含量表现为NPKSNPKMNPK=CK,NPKS处理较NPK和CK分别提高67.1%和106.3%,NPKM处理较NPK和CK分别提高了28.5%和58.7%;不同土层SON与可溶性总氮(TSN)的比值为40.0%～69.3%。长期不同施肥水稻土FAA含量也存在较明显剖面差异,0～20、20～40 cm和40～60 cm土壤FAA含量分别为8.15～15.91、0.83～2.13 mg·kg~(-1)和0.69～0.99 mg·kg~(-1),FAA/SON比例的均值分别为35.3%、12.6%和11.2%;NPKM和NPKS处理0～20 cm土壤均包含20种FAA,较CK和NPK处理增加了3种易分解的碱性氨基酸(鸟氨酸、赖氨酸和精氨酸);NPK、NPKM和NPKS处理20～40 cm土壤均包含10种FAA,较CK处理增加了3种中性氨基酸(缬氨酸、胱氨酸和苯丙氨酸),而40～60 cm土壤则均包含7种FAA,较CK处理增加了2种中性氨基酸(异亮氨酸和胱氨酸);不同处理不同深度土壤FAA组成均以中性氨基酸占优势。研究表明:土壤SON、FAA含量与组分及其剖面分异和施肥模式密切相关,长期化肥配施牛粪和秸秆能增加0～20 cm土壤SON、FAA含量且丰富FAA种类。     

长期施肥对黄泥田土壤微生物群落结构和多样性的影响

为揭示微生物群落结构特征和多样性对不同施肥的响应机制及与土壤环境因子的关系,以黄泥田水稻土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)3个处理,采用Illumina Miseq高通量测序平台对土壤细菌16S r RNA基因和真菌ITS基因进行测序,分析不同施肥对细菌、真菌群落结构和多样性的影响。结果表明,黄泥田土壤细菌的主要类群为Acidobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria和Firmicutes,而真菌主要由Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota构成。长期施肥导致土壤细菌和真菌群落结构及相对丰度产生显著差异。与CK相比,NPK和NPKS处理黄泥田土壤的Proteobacteria、Actinobacteria和Zygomycota相对丰度分别增加26.58%和45.84%、30.36%和55.45%、86.17%和68.08%。细菌的α多样性方面,不同处理的Shannon和Simpson指数无显著性差异,但NPK处理的Chao1和ACE指数均显著低于CK和NPKS处理。真菌α多样性指数均表现为NPK处理显著低于CK和NPKS处理。RDA分析结果表明,细菌群落结构主要受盐度、孔隙度、总氮、微生物生物量氮、有机质、微生物生物量碳和含水量的影响,而真菌群落结构的关键影响因素是含水量、孔隙度和盐度,其次为总氮、微生物生物量氮、有机质和微生物生物量碳。土壤p H对细菌和真菌的群落结构影响较小。因此,不同施肥影响细菌和真菌的群落结构组成和多样性。有机无机肥配施提高细菌和真菌的多样性,改变细菌和真菌的群落结构组成,为改良土壤质量和维持农田生态系统功能提供理论依据。