不同施肥制度土壤團聚體微生物學特性及其與土壤肥力的關系.pdf

1、土壤生物是土壤養(yǎng)分轉化和循環(huán)的驅動力,生物肥力是土壤肥力的核心.團聚體作為土壤結構的基本單位,是土壤養(yǎng)分轉化循環(huán)的重要場所,與土壤肥力密切相關.本論文以"北京昌平國家褐潮土土壤肥力與肥料效益監(jiān)測基地"的長期肥料試驗為平臺,選擇以下六個長期肥料試驗處理: 1)對照(CK,不施肥種植作物); 2)氮磷鉀(NPK); 3)氮磷鉀+有機肥(NPKM);4)氮磷鉀+秸稈(NPKS); 5)氮磷鉀肥+種植方式Ⅱ(NPKF); 6)撂荒(CK0).采

2、用干篩法獲得: >5mm、2-5mm、1-2mm、0.5-1mm、0.25-0.5mm、<0.25mm六種不同級別的團聚體;采用濕篩法獲得: >2mm、0.25-2mm、0.053-0.25mm、<0.053mm四個不同級別的水穩(wěn)性團聚體,研究長期定位不同施肥制度土壤團聚體微生物學特性及其與土壤肥力的關系,為土壤生物肥力的培育與建設提供理論依據.研究取得的主要結果: (1)長期(16年)不施肥(CK)農田土壤養(yǎng)分含量和作物產量水

3、平低;長期施肥(NPK、NPKM、NPKS和NPKF)比不施肥(CK)土壤的理化性質改善,作物增產.在不同施肥制度中,長期NPK化肥配施有機肥處理(NPKM)處理,有機質、全氮、全磷和速效磷含量最高,在pH為8左右的北京褐潮土條件下長期配施有機肥料有使土壤pH值稍有下降的趨勢,容重稍也有降低.復種輪作(NPKF)和秸稈還田處理(NPKS)處理與NPK處理相比,可明顯提高養(yǎng)分含量,pH值和容重也稍有降低.在褐潮土上增施磷肥和有機肥對提高玉

4、米產量具有重要的作用. (2)長期撂荒(16年),土壤微生物量碳和氮,土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性都高于種植作物的農田土壤,而其代謝商、pH和容重值低于農田土壤.長期施肥的農田(NPK、NPKM、NPKS和NPKF),其土壤微生物量碳和氮以及土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性均高于不施肥的農田(CK);小麥-玉米/小麥.大豆復種輪作(NPKF)的農田上述土壤微生物量和酶活性又高于長期復種連作(NPK)的農田.在施肥處理中,長期氮磷鉀化

5、肥與有機肥配合施用的處理(NPKM)的土壤的微生物量碳和氮以及土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性高于其它施肥處理(NPK、NPKS和NPKF),但其土壤的代謝商低、土壤pn和容重值稍有降低. (3)PCR-DGGE方法分析結果表明,長期氮磷鉀化肥配施有機肥(NPKM)處理土壤微生物豐度最高,細菌物種最多,其次為長期撂荒(CKO)土壤,CK處理細菌物種最少.UPGMC聚類分析表明NPK和NPKF處理細菌的群落結構相似,CK和CKO處理細

6、菌的群落結構相似,而NPKM和NPKS處理細菌的群落結構相似. (4)干篩法取得土壤團聚體試驗表明:長期施肥對增加耕層土壤粒徑2-5mm、1-2mm、0.5-1mm、0.25-0.5mm團聚體含量具有重要作用,特別是在化肥配施有機肥的條件下,這四個級別團聚體含量增加較大,說明化肥與有機肥長期配施有利于土壤較大粒徑團聚體的形成.在不同水平的土壤團聚體中,0.25-0.5mm團聚體的微生物量碳、氮,土壤有機碳、全氮和全磷含量最高,而

7、<0.25mm團聚體各種養(yǎng)分含量最低.長期施肥可以提高各級團聚體的養(yǎng)分含量、微生物量碳、氮以及酶活性,并且可顯著提高土壤2.5m、1-2mm、0.5-1mm、0.25-0.5mm團聚體的養(yǎng)分儲量和貢獻率.長期施用化肥(NPK)比長期不施肥(CK)能提高團聚體養(yǎng)分含量和儲量,長期NPK與有機肥配施(NPKM)處理各級團聚體養(yǎng)分含量和儲量顯著高于長期施化肥(NPK)處理,在相同的施肥條件下,長期復種輪作(NPKF)比復種連作(NPK)能更有

8、效地提高各級團聚體養(yǎng)分含量和儲量.土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤脲酶和土壤蔗糖酶的活性與土壤基本肥力因子之間關系密切,因此土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤脲酶和土壤蔗糖酶的活性也可表征土壤肥力水平. (5)濕篩法取得土壤水穩(wěn)性團聚體試驗結果表明:長期施肥對濕篩分組方法獲得的水穩(wěn)性團聚體數量分布和穩(wěn)定性指數MWD等有顯著影響,其中對>2mm和0.25-2mm水穩(wěn)性大團聚體的促進作用最明顯;與CK相比,施肥特別是NPK化肥與有機肥

9、配施(NPKM)提高了團聚體的穩(wěn)定性和土壤有機碳水平,并且改變了土壤養(yǎng)分在不同團聚體上的分布.在不同水平水穩(wěn)性團聚體中,>2mm和0.25-2mm兩個級別的水穩(wěn)性大團聚體微生物量碳、氮的含量顯著高于0.053-0.25mm和<0.053mm水穩(wěn)性小團聚體.長期施化肥(NPK)與長期不施肥(CK)相比,長期NPK配施有機肥(NPKM)與長期施化肥(NPK)相比,長期復種輪作(NPKF)與長期復種連作(NPK)相比,各處理耕層土壤養(yǎng)分儲量的

10、增加主要是因為施肥或輪作后提高了>2mm和0.25-2mm兩個級別的水穩(wěn)性大團聚體養(yǎng)分儲量,從而說明,施肥增加的養(yǎng)分主要向>2mm和0.25-2mm兩個級別的團聚體富集.土壤有機碳、微生物量碳與水穩(wěn)性大團聚體呈顯著的正相關關系,而與水穩(wěn)性小團聚體呈顯著的負相關關系.土壤全氮、微生物量氮與水穩(wěn)性小團聚體呈顯著的負相關關系. (6)在長期定位肥料試驗平臺上,用干篩法和濕篩法分組所獲得的團聚體,其各級團聚體含量、養(yǎng)分含量,微生物量碳、