不同施肥方式對黑土肥力與微生物的影響及演變趨勢.pdf

1、黑土區(qū)作為我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，其土壤肥力下降將直接威脅到國家的糧食安全。通過長期定位試驗(yàn)可以全面了解影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和土地生產(chǎn)力的各種因子，以及在人為作用下土壤肥力演變趨勢。本文采用GPS定位取樣、田間試驗(yàn)、室內(nèi)培養(yǎng)和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，以黑長期定位試驗(yàn)為基礎(chǔ)，開展了黑土肥力質(zhì)量評價(jià)與黑土有機(jī)碳庫演變趨勢、黑土長期定位施肥土壤肥力演變趨勢、不同施肥方式對黑土微生物的影響以及黑土肥力與微生物學(xué)特性的關(guān)系的研究，這項(xiàng)研究對揭示黑土退

2、化機(jī)理，提高黑土綜合生產(chǎn)能力具有重要的意義。結(jié)果如下：
　?。?）應(yīng)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對東北區(qū)域黑土肥力質(zhì)量進(jìn)行了科學(xué)評價(jià)；以東北四個(gè)長期定位施肥點(diǎn)為平臺(tái)，研究明確了土壤有機(jī)碳密度和儲(chǔ)量變化規(guī)律及影響因子以及典型黑土區(qū)肥力評價(jià)單項(xiàng)指標(biāo)(pH、有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、粘粒)。20年來土壤肥力綜合指數(shù)從一、二級退化到二、三級。水熱條件、施肥以及開墾年限是土壤有機(jī)碳的影響因子。黑土區(qū)土壤有機(jī)碳平均含量呈現(xiàn)南低北高的趨勢，平均值為14.7±1

3、.54g/kg。隨著開墾年限的增加，黑土表層土壤有機(jī)碳數(shù)量呈明顯下降趨勢。土壤有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量分別與年降雨量(p)、年均溫(t)、有效積溫(s)以及水溫比(p/t)呈顯著相關(guān)，交互作用呈非線性。土壤有機(jī)碳變化達(dá)到平衡時(shí)表層土壤有機(jī)碳含量為7.27g/kg，有機(jī)碳分解半衰期為40年。20～40cm土層土壤有機(jī)碳含量在開墾后的22年內(nèi)呈增加趨勢。這些結(jié)果為黑土地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)提升選擇提供了科學(xué)依據(jù)。
　?。?）以哈爾濱薄層黑土長期定位施

4、肥試驗(yàn)為平臺(tái)，明確了黑土長期不同施肥制度下土壤肥力演變趨勢。長期不施肥，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、速效鉀均有不同程度的下降；單施氮磷鉀化肥土壤有機(jī)質(zhì)、全氮基本保持平衡；單施有機(jī)肥土壤有機(jī)質(zhì)基本保持平衡，而全氮、全磷、速效磷含量變化較??；有機(jī)肥配施化肥處理增加了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量及磷的有效性，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了2.8g/kg。全氮含量增加了8.84％，同時(shí)增加有效性高的Ca2-P、Ca8-P和Al-P含量；長期施肥條件下土壤有機(jī)

5、硫的礦化勢以施用有機(jī)肥為最大，施用有機(jī)肥對于提高黑土的供硫能力、延長供硫時(shí)間具有積極作用。長期施化肥會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，pH值下降了1.21個(gè)單位。有機(jī)肥有緩沖作用，可有效緩解土壤酸化。研究結(jié)果為合理施肥及探索黑土的質(zhì)量演變規(guī)律奠定理論基礎(chǔ)
　　（3）采用BIOLOG、PCR-DGGE技術(shù)及傳統(tǒng)平板法，分析了長期定位施肥黑土微生物多樣性，細(xì)菌群落功能和結(jié)構(gòu)多樣性。黑土中細(xì)菌的總數(shù)量在土壤三大類微生物中處于絕對優(yōu)勢的地位占微生物總數(shù)的8

6、2.9%～98.9%；施用有機(jī)肥使微生物總數(shù)顯著增加。有機(jī)肥與無機(jī)肥配施處理中細(xì)菌對碳源的代謝能力最強(qiáng)，為對照的1.096倍。各處理間細(xì)菌的代謝功能多樣性差異較顯著。長期施肥各處理土壤微生物的分布是均勻和穩(wěn)定的。單施無機(jī)肥處理的土壤微生物多樣性指數(shù)最高，微生物種類多，群落結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，與不施肥處理土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)組成存在顯著差異。有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用可使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成接近于不施肥處理土壤。這一研究結(jié)果為研究黑土生物肥力指標(biāo)，維持土

7、壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定提供理論依據(jù)。
　?。?）通過點(diǎn)面結(jié)合的方法，明確了區(qū)域黑土土壤養(yǎng)分與微生物的空間分布趨勢，對東北黑土微生物空間分布進(jìn)行了評價(jià)，分析了土壤微生物與土壤肥力的關(guān)系。在黑龍江省松嫩平原的典型黑土主要耕地土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量與土壤pH、速效氮、速效磷和速效鉀的相關(guān)關(guān)系不顯著。土壤酶活性、土壤微生物量碳與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量關(guān)系達(dá)到顯著水平，細(xì)菌總數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（P﹤0.01），回歸方程為y=54