长期施肥下黄泥田水稻土团聚体稳定性及生物学特性研究

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中文摘要：黄泥田作为南方大面积分布的低产水稻土，其贫瘠的养分含量和较差的土壤结构是影响水稻生长的重要因子。目前有关于低产黄泥田的大多数研究关注点多为长期培肥后作物产量及土壤肥力变化，对于在水稻生育期内黄泥田水稻土团聚体稳定性及碳氮分布的规律还不清楚，同时还未有关于黄泥田水稻土有机碳稳定性及生物学特性的研究报道。以不同施肥模式下黄泥田连续8年(2011-2018年)的定位培肥试验土壤为研究对象，系统研究分析了水稻种植期间黄泥田水稻土团聚体稳定性特征、团聚体碳氮分布转化特性及其与土壤生物学特性之间的相关性，为黄泥田培肥及土壤养分调控措施提供科学依据。试验共设计单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(NPK+RS)、一次性基施控释BB肥配施牛粪(CRF+CM)3个不同施肥处理。主要研究结果如下: 1.有机培肥可以显著提高黄泥田土壤＞0.25mm团聚体占比，长期不同施肥方式下黄泥田水稻土团聚体平均重量直径(MWD)及几何平均直径(GMD)呈现:CRF+CM＞NPK+RS＞NPK。非根际土壤团聚体MWD及GMD值要大于根际土壤，在水稻种植期内团聚体MWD和GMD值变化趋势为先上升后下降。 2.研究结果显示:CRF+CM处理下各粒径团聚体上有机碳及全氮含量最高，NPK+RS次之，NPK最低。同一施肥处理条件下＞2mm粒径团聚体上碳氮浓度最高，随着粒径的减小，碳氮浓度随之下降。0.25-2mm团聚体是黄泥田水稻土壤碳氮养分最重要的贡献者。根际土壤＞0.25mm团聚体碳氮浓度要较非根际土壤丰富，而＜0.25mm团聚体上碳氮浓度则低于非根际土壤。 3.CRF+CM施肥模式下显著提高了α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖甘酶、β-木糖苷酶活性、β-纤维二糖苷酶，脲酶、氨酞基酶、土壤磷酸酶等有关土壤养分转化的酶活性。随着团聚体粒径的减小，土壤酶活性逐渐下降。施肥效应与团聚体粒径效应均是影响土壤酶活性的重要因素，施肥效应对于土壤酶活性的影响强度要高于粒径效应。 4.黄泥田水稻土壤共分析测得14种优势细菌种群（相对丰度＞1％），其中变形菌门(Proteobacteria)细菌是最主要的优势细菌种群。施肥显著影响了黄泥田水稻土细菌群落组成，NPK+RS与CRF+CM施肥处理均显著提高了土壤相关细菌群落丰度。RDA及Spearman分析结果显示:土壤各项养分指标及相关土壤酶活性均是影响黄泥田水稻土壤细菌群落组成的重要因素，其中土壤速效钾与土壤硫酸脂酶活性的影响效应最强。 5.与NPK相比，NPK+RS及CRF+CM施肥模式显著提高了矿化培养时间段内有机碳矿化速率、有机碳累积矿化量及潜在有机碳矿化量，降低了有机碳累积矿化速率。不同粒径团聚体矿化规律存在差异，培养时间段＞2mm粒径团聚体有机碳累积矿化量及潜在矿化量最高，有机碳累积矿化速率最低，而＜0.25mm微团聚体粒径有机碳矿化量最低，有机碳累积矿化速率最高。土壤团聚体有机碳的矿化过程受到土壤理化性质及土壤酶活性的影响，其中有机碳和全氮含量及土壤α-葡萄糖苷酶(α-G)、β-葡萄糖苷酶(β-G)、β-木糖苷酶(β-X)、过氧化物酶(POD)活性是影响有机碳矿化的重要因子。

作者：

高强

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关键词：

黄泥田水稻土施肥处理养分调控团聚体稳定性碳氮分布生物学特性

授予学位：

硕士

学科专业：

农业资源与环境

导师：

赵海涛；宓文海

学位年度：

2020

学位授予单位：

扬州大学

语种：

中文

中图分类号：