冬季绿色作物覆盖对双季稻产量和土壤养分含量的影响

为探索冬季绿色作物覆盖对水稻生长和土壤养分变化的影响,采用田间小区试验研究了冬季种植紫云英和黑麦草对双季稻田水稻产量和土壤养分含量的影响。结果表明:冬季种植紫云英和黑麦草能促进水稻增产,比冬闲全年水稻产量分别增产5.3%和6.3%。一个生产周期之后,冬季种植紫云英和黑麦草处理的土壤有机质、全氮、速效氮磷钾含量均有一定提高,有较好的培肥土壤效果。     

长期施肥对大麦-双季稻种植方式中大麦根际土壤微生物群落功能多样性的影响

【目的】微生物群落功能多样性是土壤质量变化的敏感指标,施肥措施与土壤微生物群落功能多样性关系密切。本文的目的在于探明不同施肥措施对土壤微生物群落功能多样性的影响。【方法】以双季稻主产区肥料长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(LOM)、60%有机肥+40%化肥(HOM)、无肥对照(CK)不同施肥处理对大麦成熟期双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。【结果】MF、LOM和HOM处理大麦根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而RF处理大麦根际土壤微生物对碳源的利用程度低于CK处理。在大麦成熟期,Richness和Shannon指数大小顺序均表现为:HOMLOMRFCKMF,Mc Intosh指数均以HOM和LOM处理为最高,其次为RF和CK处理,MF处理最低。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各施肥处理大麦根际土壤微生物群落利用的碳源主要为氨基酸类和糖类,不同施肥处理间碳源利用类型存在明显的差异。【结论】不同施肥处理对大麦根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机无机肥配施有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

不同覆盖作物模式对茶园土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨覆盖作物对土壤微生物群落功能多样性的影响,选择湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为研究对象,以自然留养杂草为对照（CK）,设置黑麦草+白三叶2种作物混播（EZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶4种作物混播（SZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草8种作物混播（BZ）三种覆盖作物模式,研究了不同覆盖作物模式对茶园0~15、15~30 cm两个土层土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明：SZ处理0~15 cm土层的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,15~30 cm土层土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,而蔗糖酶活性低于其他覆盖作物处理。与CK处理相比,覆盖作物增加了0~15 cm土层土壤微生物群落碳源平均颜色变化率（AWCD）,且覆盖作物可改善0~15 cm土层土壤微生物丰富度指数、均匀度指数和优势度指数,而对15~30 cm土层影响较小。研究表明,覆盖作物可提升茶园土壤微生物群落功能多样性,且4种作物混播处理0~15 cm土层效果最优。     

覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对水稻生物学特性和产量的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后水稻生物学特性和产量经济性状的变化,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用田间小区试验方法,研究冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、免耕直播油菜-双季稻、免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)残茬还田对水稻生物学特性和产量经济性状的影响。结果表明:冬季覆盖作物残茬还田后,早、晚稻分蘖期至成熟期,各处理植株根系、茎、叶干质量均高于对照,但与对照均无显著差异;早稻齐穗期和成熟期,免耕直播紫云英-双季稻处理穗干质量均显著高于对照和其它处理;晚稻齐穗期和成熟期,免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理穗干质量显著高于对照和其它处理。早稻有效穗分别比对照增加31.45,37.30,15.25,28.60万/hm2,结实率分别增加4.83%、12.29%、11.35%和8.39%,千粒质量分别增加0.87,0.31,0.54,0.93 g,产量分别增加420.70,424.72,282.76,317.25 kg/hm2;晚稻有效穗分别比对照增加30.20,33.55,13.45,36.90万/hm2,结实率分别增加2.38%、5.03%、1.56%和6.05%,千粒质量分别增加0.63,0.72,0.38,0.78 g,产量分别增加248.28,427.60,179.32,455.18 kg/hm2。在双季稻田种植冬季覆盖作物,采用冬季覆盖作物残茬还田可促进水稻生长发育和干物质积累,改善水稻产量构成因素,有利于水稻产量的增加。     

基于多样性测序对健康与易感病烟田根际 土壤微生物群落分析

为明确根际土壤微生物群落与根际土壤环境因子的关系,通过多样性测序研究健康烟田与易感病(黑胫病和根结线虫病混合发性)烟田根际土壤微生物群落特征。结果表明,易感病烟田根际土壤微生物群落的Alpha多样性指数显著低于健康烟田;烟田土壤细菌群落在属水平上共检测出687类,其中健康烟田共620类,易感病烟田共560类,而土壤真菌群落在属水平上共检测出123类,其中健康烟田共107类,易感病烟田共103类;病原菌枝孢霉(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)、Boeremia在易感病烟田土壤真菌群落的相对丰度高,拮抗菌链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌(Bacillus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus)在健康烟田微生物群落的相对丰度高;根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量在健康烟田中高。因此,健康烟田根际土壤的微生物多样性、病原菌和生防菌丰度、土壤p H值和养分含量都高于易感病烟田;土壤p H值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾与烟田根际土壤微生物群落的相关性较大。     

冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响

为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明：早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）;各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理（P<0.05）。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。     

覆盖作物对茶园节肢动物群落多样性影响

本研究选取湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为研究对象,探讨几种禾本科、菊科、豆科植物不同配置方式对茶园节肢动物群落个体数、多样性时序特征的影响。试验共设置4个处理：自然留养杂草（CK）、黑麦草+白三叶2种作物混播（EZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶4种作物混播（SZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草8种作物混播（BZ）,采用陷阱法和马氏网收集调查节肢动物群落组成,分析多样性指数、均匀度指数和丰富度指数的时序变化。结果表明,自然留草和覆盖作物下茶园节肢动物群落组成基本一致,均表现为双翅目个体数最多,蜘蛛目个体数最少。与CK相比,不同覆盖作物处理下茶园鳞翅目个体数均显著增加,但3种覆盖作物处理间无显著差异,SZ处理下同翅目昆虫显著增加了92.47%（P<0.05）。不同处理间鞘翅目、膜翅目、双翅目、半翅目、直翅目和蜘蛛目的个体数差异不显著。不同覆盖作物下茶园节肢动物群落多样性、均匀度和丰富度指数动态变化趋势基本一致,各处理的丰富度指数均在8月26日达到最高值,9月30日3种覆盖作物处理的节肢动物群落丰富度均高于CK。与CK相比,EZ处理可显著增加茶园节肢动物群落的多样性指数,SZ处理可显著增加茶园节肢动物群落的多样性、丰富度和均匀度指数,BZ处理可显著增加茶园节肢动物群落的多样性和均匀度指数。     

吡虫啉对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响

采用Biolog方法研究吡虫啉对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,吡虫啉3 000倍稀释液在施用后1d对土壤微生物群落功能多样性影响显著;在施用后3d对土壤微生物群落功能多样性的影响仍然十分明显,施用后5d开始减弱;即使极低浓度30 000倍稀释液的吡虫啉对枸杞土壤微生物群落多样性仍然会产生影响。施用吡虫啉后不同时间对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响大小为:施用后第1天第3天第5天第7天。施用吡虫啉后物种数量呈现增加趋势,个体数减少,Simpson指数无变化,Shannon指数、均匀度和Brillouin降低,未施药土壤和30 000倍稀释液处理的土壤McIntosh指数相同,3 000倍稀释液处理的McIntosh指数较低。     

苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

采用BIOLOG碳源底物利用法研究了不同浓度苄嘧磺隆(空白对照0 mg·kg-1、田间最大推荐剂量0.4 mg·kg-1和10倍田间最大推荐剂量4mg·kg-1)对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响。对BIOLOG微平板每孔颜色平均变化率(AWCD值)的分析结果表明,低浓度苄嘧磺隆会提高微生物的碳源利用能力,高浓度苄嘧磺隆表现抑制作用,且随着时间延长,苄嘧磺隆对微生物的促进和抑制作用逐渐消失。施药后96 h水稻田土壤微生物群落功能多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数)的数据分析结果表明,苄嘧磺隆会导致水稻田土壤微生物群落的碳源利用能力集中、可利用碳源种类数减少以及碳源利用程度下降。对水稻田土壤微生物群落主成分分析结果表明,苄嘧磺隆改变了水稻田土壤微生物的群落结构,但随着时间延长,苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落结构的影响逐渐消失。     

不同的秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响

研究了不同的作物秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响。结果表明,秸秆还田对土壤物理性质的影响明显,与单施化肥的对照相比,秸秆还田处理的土壤容重下降。添加了秸秆的处理都比单施化肥的对照稻谷产量高,最多增产500.00 kg/hm~2,增产率为7.62%;添加了秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理均比不添加秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理的稻谷产量高,最多增产438.34 kg/hm~2,增产率为6.62%。化肥+麦秸+腐熟菌剂与化肥+油菜秸+腐熟菌剂的稻谷产量最高。不同的秸秆还田处理都比单施化肥处理的有效穗多。秸秆还田能够改善土壤的物理性质,增加水稻的产量。     

秸秆还田对百农矮抗58根际土壤微生物数量及产量的影响

为华北平原冬小麦高产简化栽培提供理论依据,以黄淮海区域推广面积最大的冬小麦品种百农矮抗58为材料,在大田条件下,研究了秸秆还田对其根际土壤微生物数量及产量的影响。结果表明,随着生育进程的推进,根际土壤微生物数量呈先升高后降低的趋势,其中在开花期较高。根际土壤微生物数量和产量表现为玉米秸秆还田翻耕>玉米秸秆还田旋耕>玉米秸秆清除旋耕。建议,要进一步推广秸秆还田并结合深耕,增加产量,促进农业的可持续发展。     

秸秆连续还田对水稻产量和氮素利用的影响

为明确秸秆还田比例对水稻产量和氮素利用的影响,于2019—2021年生长季在贵州省思南县塘头镇进行了田间小区定位试验。试验设6个处理：CK为不施肥,S₀为常规施肥,S₁（常规施肥+秸秆还田5 t/hm²）、S₂（常规施肥+秸秆还田10 t/hm²）、S₃（常规施肥+秸秆还田15 t/hm²）、S₄（常规施肥+秸秆还田20 t/hm²）。结果表明：2019—2021年秸秆还田均以S₃处理产量最高,分别比S₀处理增加20.16%、8.66%、14.40%,2019年产量增幅最高。造成产量差异的原因是秸秆还田提高了水稻有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率,进而显著提高产量。秸秆还田与水稻籽粒产量的拟合分析表明,在籽粒产量最高处秸秆还田量为15.43 t/hm²。秸秆还田均能提高年份间氮肥偏生产力和氮素收获指数,在2019年,氮肥偏生产力以S₃处理最高,而氮素收获指数以S₄处理最高,分别比S₀增加42.81%和24.30%;在2020年以S₃处理最高,分别比S₀增加55.98%和22.61%;在2021年以S₃处理最高,分别比S₀增加21.75%和15.88%。秸秆还田增加了年份间氮素生理利用率,均以S₃处理最高,比S₀处理分别增加72.97%、76.14%和52.98%,且年份和秸秆还田处理这2个因素对氮素生理利用率和氮素农学效率有极显著的提高。因此,综合水稻产量、秸秆还田拟合结果以及氮素利用率,秸秆还田量以S₃处理较为适宜。     

不同施肥及秸秆还田方式对稻田土壤微生物区系的影响

不同施肥及秸秆还田方式对土壤微生物数量及分布有很大影响。从微生物总数看,秸秆翻埋处理JH3>常规处理JH1>秸秆全层还田处理JH2;分层施肥秸秆表面覆盖处理BH3>分层施肥保护性耕作处理BH1>干混施肥保护性耕作处理BH2。秸秆还田有利于土壤微生物数量的增加,其中秸秆全层还田对于微生物总数的增加不明显,但有利于耕作层土壤中放线菌数量的增加。保护性耕作和秸秆表面覆盖只进行土壤表层耕作造成了土层的"上富下贫",保护性耕作有利于土壤0～10cm土层内微生物数量的提高。     

秸秆还田对棉田土壤养分和微生物多样性的影响

【目的】研究秸杆还田对棉田土壤的养分和微生物多样性的影响。【方法】通过棉秆粉碎还田后的重量变化计算棉秆降解率,测定土壤中有机质等养分和理化性质,采用平板培养法测量可培养微生物数量,运用高通量测序研究秸秆还田对土壤微生物多样性的影响。【结果】棉花秸秆还田180 d的降解率可达5.01%;可培养微生物总量提高9.8%,其中细菌数量提高64.6%,放线菌数量提高39.3%;秸秆还田后土壤速效氮和速效钾含量显著增加,分别提高7.40%和32.77%;秸秆还田对土壤微生物多样性有显著影响,微生物菌群结构变化明显。【结论】秸秆还田能够增加棉田土壤养分和可培养微生物的数量,提高土壤微生物多样性。     

转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。     

延边地区水稻秸秆全量还田对土壤养分变化及水稻产量的影响

为探索秸秆全量还田及配施秸秆发酵剂对土壤养分变化及水稻产量的影响,开展了水稻秸秆全量还田试验。结果表明,水稻秸秆全量还田10～20 cm土层土壤养分含量较常规栽培对照高,而且水稻秸秆全量还田并配施秸秆发酵剂处理的产量最高,增产9.4%。     

有机物料腐熟剂对玉米和水稻秸秆还田效应的影响

通过网袋法模拟秸秆还田(设置玉米秸秆、水稻秸秆单独还田,玉米秸秆、水稻秸秆+有机物料腐熟剂还田4个试验处理)研究有机物料腐熟剂对玉米秸秆和水稻秸秆还田后秸秆腐解率和腐解残余物有机碳及腐殖质组分的影响;通过秸秆还田盆栽试验(设置无秸秆还田,玉米秸秆、水稻秸秆单独还田,玉米秸秆、水稻秸秆+有机物料腐熟剂还田5个试验处理)研究有机物料腐熟剂对玉米秸秆、水稻秸秆还田后土壤基本性质以及生菜生物量和养分质量分数的影响。结果表明:有机物料腐熟剂促进秸秆腐解效果明显,与秸秆单独还田相比,玉米秸和水稻秸+有机物料腐熟剂还田的秸秆腐解率分别提高32.36%和29.76%,有机物料腐熟剂有促进腐解残余物有机碳质量分数下降的趋势,腐殖酸质量分数分别提高29.17%和20.71%,胡敏酸质量分数分别提高55.60%和48.84%,胡敏酸/富里酸比值分别提高54.17%和29.73%;且以玉米秸+有机物料腐熟剂的腐解效果更好;秸秆+有机物料腐熟剂还田显著增加土壤活性有机质、碱解氮和有效磷的质量分数以及生菜生物量,同时促进生菜对养分的吸收。与秸秆单独还田相比,玉米秸和水稻秸添加有机物料腐熟剂还田的土壤活性有机质质量分数分别增加12.74%、9.01%,生物量分别提高25.85%、18.07%,且以玉米秸+有机物料腐熟剂的腐解效果更好。可以看出,玉米秸和水稻秸添加有机物料腐熟剂还田均可促进秸秆的腐解和有机物质转化,改善土壤理化性质、提高作物产量。