稻鳝种养模式对土壤氨氧化微生物群落多样性和结构的影响

为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理(常规稻田处理和稻鳝种养处理),分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即:常规稻田中心区域(CCS)、常规稻田沟渠边缘区域(CMS)、稻鳝种养处理中心区域(ICS)和稻鳝种养处理沟渠边缘区域(IMS)。结果表明:与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了AOA的群落多样性,但降低了AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子(P<0.05);AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。

崇明岛农林土壤养分分布特征及其影响因素研究

科学评价崇明岛农林土壤养分储存状况,阐述其空间分布特征,对于崇明岛农林生态可持续发展具有重要意义。针对上海崇明岛4种主要农林种植方式(粮田、菜田、果园和生态林)及3种代表性土壤类型(水稻土、潮土和滨海盐土),采集0~20 cm土壤样点100个,分析崇明岛农林土壤养分分布特征及其影响因素。结果表明:崇明岛农林土壤pH均值为7.99,电导率(EC)均值为0.56 mS/cm;有机质平均含量为17.29 g/kg,属于中下水平;全氮平均含量为1.91 g/kg,属于丰富水平;全磷平均含量为1.33g/kg,属于中上水平。崇明岛的农林土壤基本呈碱性,中部的EC较低;土壤有机质含量在南部和中部较高,在东部偏低;全氮含量整体处于较高水平,中部偏高,西部偏低;全磷含量呈现出中部偏高,从南部向东北、东南方向逐步降低的分布格局。不同种植方式下各土壤养分指标均有显著性差异,粮田有机质含量最高,为19.20 g/kg;粮田与菜田全氮含量均较高,分别为2.09、2.17g/kg;土壤EC与全磷含量表现为菜田>果园>粮田>生态林。不同类型土壤的全氮、全磷含量表现为水稻土>潮土>滨海盐土;潮土的有机质含量最高,为18.00 g/kg,EC最低。崇明岛农林土壤养分分布受种植方式的影响显著,选择粮田种植方式有助于崇明岛农林土壤养分提升。

含腐植酸水溶肥对空心菜生长及土壤养分性状的影响

为研究不同含腐植酸水溶肥施用量及施肥方式对空心菜品质、土壤含碳量、养分含量、土壤酶活性的影响,设置8个处理,分别为空白(CK)、常规化肥(CF)、根施腐植酸水溶肥全量替代(RT_(1))、根施腐植酸水溶肥50%替代(RT_(0.5))、根施腐植酸水溶肥25%替代(RT_(0.25))、叶施腐植酸水溶肥全量替代(LT_(1))、叶施腐植酸水溶肥50%替代(LT_(0.5))、叶施腐植酸水溶肥25%替代(LT_(0.25)),测定收获后土壤理化性质以及空心菜产量品质指标,采用主成分分析法对施肥效果进行综合评价。结果表明,RT_(1)较CF产量、土壤有机碳(SOC)含量和可溶性固形物含量分别提升了11.5%、8.7%和8.8%;LT_(1)较CF可溶性固形物、粗蛋白和维生素C含量分别提升了17.6%、15.5%和11.0%,但产量和土壤SOC含量分别下降了2.9%和11.3%。空心菜产量与土壤速效氮和SOC含量呈显著正相关(P<0.05),与pH和速效钾、速效磷含量呈显著负相关(P<0.05),表明速效氮养分和有机质的添加对于促进空心菜的生长和增加产量起重要作用。根据主成分分析结果,施加含腐植酸水溶肥有利于高品质蔬菜生产及提高土壤质量,根部施用全量含腐植酸水溶肥替代化肥(RT_(1))效果最佳。研究结果可为提高作物产量品质和土壤质量,实现化肥减施并增加土壤固碳能力提供参考。

菜鳝种养模式对作物产量和土壤肥力的影响

为探明菜鳝种养模式和肥料类型对作物产量、土壤养分含量的影响,分别设置菜鳝种养模式与传统种植模式,对比分析了不同时期(花菜收获期和芋艿收获期)的作物产量、不同区域(菜田中心表层、沟渠侧面、沟渠底部)的土壤养分含量。结果表明:在花菜、芋艿收获期,与普通菜田常规施肥处理相比,在菜鳝种养模式中施用有机肥或混施有机肥和无机肥有助于提高作物产量、土壤有机质和全磷含量;在花菜收获期,普通菜田常规施肥处理的中心表层、沟渠侧面土壤的速效磷含量较高,而在芋艿收获期,种养菜田有机肥-无机肥混施处理的中心表层、沟渠侧面土壤的速效磷含量较高;单独施用无机肥可能会增加土壤速效氮流失的风险。综上所述,在菜鳝种养模式中混施有机肥和无机肥更有助于作物增产和土壤养分储存。

秸秆促腐菌剂对稻麦轮作土壤养分变化特征的影响

采用大田小区的试验方式,通过分析常规施肥+秸秆还田(CK)和常规施肥+秸秆还田+秸秆促腐菌剂(IT)两个处理土壤团聚体、理化性质和酶活性以及phoD微生物群落结构和多样性,研究稻麦轮作秸秆还田条件下秸秆促腐菌剂配施对土壤养分变化特征及解磷菌微生物多样性的影响。结果表明,促腐菌剂处理秸秆腐解率显著提升42.1%,土壤团聚体水稳定性显著增加,土壤平均重量直径(MWD)显著提升46.7%,大团聚体数量(R0.25)和几何平均直径(GMD)分别增加62.5%和22.2%,但无显著差异。促腐菌处理土壤有机质、速效氮和速效磷含量以及土壤碱性磷酸酶活性分别提高11.8%、59.8%、62.6%和33.8%,但土壤pH、EC以及腐殖酸、全量氮磷钾和速效钾含量等无显著差异。促腐菌处理小麦产量增加不显著,而籽粒全磷含量较CK显著提升28.1%。基于phoD基因的微生物群落对比分析,IT处理显著增加了phoD微生物群落物种数量,同时显著改变phoD微生物群落结构,但两个处理phoD微生物群落多样性指数无显著差异。冗余分析(RDA)结果显示,phoD微生物群落结构与pH、速效氮和MWD均呈显著相关。添加秸秆促腐菌剂有助于改善土壤结构,增加土壤有效磷含量和优化土壤phoD微生物群落结构,从而有效改善农田土壤磷养分的供应效率。