客土比例对土壤及油菜砷有效性的影响

为探究客土修复砷污染土壤的长期效果,在农业农村部岳阳农业环境野外科学观测实验站设计了客土与污染土壤不同混合比例的微区试验,研究了混合比例对土壤砷含量及油菜生长、吸收砷等的影响。结果表明:客土降低了污染土壤的砷含量,且土壤有效砷含量的降幅与客土比例显著相关,油菜各部位对砷的吸收量随客土比例的提高而降低。客土比例为40%时,油菜茎叶和籽粒的生物量最高,分别比污染土中增加了7.8%和12.8%,且根、茎叶和籽粒的砷含量分别比污染土中降低了67.4%、68.4%和82.2%。随客土比例的提高,土壤团聚体平均质量直径呈增加趋势,土壤pH和阳离子交换量则呈降低趋势。根据本研究结果,客土比例对土壤有效砷及pH、团聚体平均质量直径和阳离子交换量等理化指标具有显著影响,合适比例的客土能促进油菜生长并大幅度降低油菜的含砷量。

西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍及对土壤微生物区系的影响

【目的】探讨西瓜与旱作水稻间作减缓西瓜连作障碍的可行性,并从微生物多样性与连作障碍关系角度阐释该方法的作用机理。【方法】盆栽方法研究西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍的效果,传统微生物计数及磷脂脂肪酸(PLFA)法研究西瓜根际土壤微生物区系。【结果】西瓜连作土壤上单作西瓜其枯萎病发病率为66.7%,死亡率为44.4%,与旱作水稻间作后西瓜生长正常。西瓜定植30d后,间作处理西瓜根际的尖孢镰刀菌数量显著低于单作;50d后,间作西瓜根际土中的真菌数量显著低于单作,而细菌、放线菌及总微生物数量均显著高于单作。磷脂脂肪酸(PLFA)法分析土壤微生物多样性发现,单作处理的西瓜根际土壤中真菌数量较多,细菌数量较少,而且主要是革兰氏阳性菌,而间作西瓜根际则含有较多的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌。间作处理西瓜体内的丙二醛(MDA)含量及保护性酶类如根系及叶片中的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和根系中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均显著低于单作西瓜。【结论】西瓜与旱作水稻间作条件下西瓜根际尖孢镰刀菌数量显著降低,根际微生物区系向细菌与放线菌占主导的趋势发展,有效防止了西瓜枯萎病的发生,改善了西瓜连作障碍。

西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth′s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp. niveum)。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1.5 mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37.8%和41.0%;当加入20 mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96.3%和76.4%。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用主要发生在孢子萌发阶段和孢子在尖孢镰刀菌瓶状小梗上的生成阶段,而对菌丝营养生长没有影响。西瓜与旱作水稻间作的盆栽试验表明,间作系统中西瓜苗的鲜重和株高分别提高了186.0%和80.5%。单作西瓜枯萎病发病率为66.7%,死亡率为44.4%,而间作处理中西瓜均生长正常。间作条件下,西瓜根际土壤中的尖孢镰刀菌数量显著降低,与单作根际土壤相比减少了91%。表明:水稻根系分泌物能显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌生长,采用旱作水稻与西瓜间作能有效缓解西瓜枯萎病的发生。

不同施肥模式对设施菜地细菌群落结构及丰度的影响

【目的】研究设施菜地不同施肥处理下细菌群落结构和丰度的变化。【方法】利用16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)技术与实时荧光定量(Real-time)PCR相结合的方法,研究了不施肥(CK)、1/2量氮磷钾化肥+1/2量有机肥(1/2 MNPK)、氮磷钾化肥+有机肥(MNPK)、有机肥(M)、氮磷钾化肥(NPK)5种不同施肥处理对土壤中细菌群落结构和丰度的影响。【结果】147个阳性质粒测序结果显示设施菜地土壤中细菌主要包括厚壁菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、蓝藻门、硝化螺旋菌门及浮霉菌门10个门。其中变形细菌(26.53%)、拟杆菌(14.97%)和放线细菌(10.88%)是优势菌,共52.38%。Shannon-Wiener、Simpson’s diversity、Margalef指数均是在1/2 MNPK处理下0—20 cm表层土壤中达到最高,分别为3.14、0.945、4.31,Evenness指数则以NPK处理0—20 cm土层最高,为0.941。不同施肥处理细菌的主要类群种类及丰度明显不同。RDA分析显示pH(P=0.002)和有机质含量(P=0.006)是造成群落结构差异的主要原因。定量PCR结果显示1/2 MNPK处理下0—20 cm和20—40 cm土层中细菌的16S rRNA基因丰度最高达5.26×109和4.96×109拷贝数/g,比CK处理增加90.8%和197.5%。【结论】施用有机肥处理的土壤中细菌的优势种群明显不同于单施化肥和不施肥,适量化肥和有机肥配合施用(1/2 MNPK)可以显著增加土壤中细菌的丰度。

山东寿光不同种植年限设施土壤的酸化与盐渍化

以山东寿光不同种植年限设施菜地为对象,研究并分析了土壤的酸化与盐渍化状况,结果表明:设施菜地土壤pH值平均为6.86,全盐含量为2.47g.kg-1,与露天菜地、自然土相比有较明显的酸化与盐渍化现象;设施菜地在连续种植0-12.7a间,土壤pH值随种植年限增加而降低,12.7a后则出现随种植年限增加而升高的现象,土壤全盐含量则表现出与pH值相反的变化趋势,其发生变化的转折年限约为8.4a;设施土壤中的Na+,Mg2+,Cl-,SO24-含量随种植年限的变化均表现出与土壤全盐量相同的趋势,且与种植年限的相关性均达到显著水平,这4种离子含量的变化可能是导致土壤全盐量随种植年限变化的重要原因;从土壤盐分离子组成来看,设施菜地土壤主要以SO42-、Cl-、Ca2+为主,分别占全盐量的62.4%、10.6%、9.3%,设施菜地中SO24-、Cl-、Mg2+、Na+含量与全盐量均呈极显著相关,其中相关性程度最大的为SO24-(r=0.9291)和Mg2+(r=0.7224)。设施菜地中SO24-含量与pH值变化存在极显著相关(r=-0.5508),其大量累积可能是造成调查区域设施土壤酸化的重要原因。

山东寿光不同利用方式下农田土壤有机质和氮磷钾状况及其变化

通过对山东省寿光市不同利用方式下土壤相关性质的比较,探讨了农田土壤有机质和氮磷钾含量状况,并分析了设施菜地种植年限与有机质、全量氮磷含量的相互关系。研究结果表明:山东寿光农田土壤有机质和全量氮磷含量与第二次土壤普查时比较均有较大幅度增加,其中以设施菜地增加幅度最大,分别达120%、160%和364%,但全钾含量的增加幅度很小、仅为17.5%;不同利用方式比较,设施菜地土壤有机质、全氮、全磷含量均明显高于露天菜地、小麦/玉米地及棉花地,而全钾含量则低于小麦/玉米地和棉花地;从养分含量的分级结果看,设施菜地有机质、全量氮磷钾含量主要分布于>20g.kg-1、>1.2g.kg-1、>1.0g.kg-1、20～25g.kg-1的级别中;设施菜地种植年限与土壤有机质、全量氮磷含量变化间有显著相关性,且均可用Y=a+bX+cX2的形式来表示,即随种植年限增加,有机质与氮磷含量首先呈逐步增加的趋势,并分别在第9.6年、8.9年和11.4年时达到最高值,之后则有随种植年限延长而下降的趋势。

施肥对设施菜地氨氧化细菌群落和丰度的影响

以甘肃武威设施菜地为对象,采用amoA基因末端限制性片段多态性分析（PCR-TRFLP）技术与实时荧光定量PCR（Real-time PCR）相结合的方法,研究了不同施肥处理下土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化。结果表明：设施菜地中氨氧化细菌的优势种群均为Nitrosospira cluster 3属,亦含有少量Nitrosomanas cluster 7属。定量PCR分析发现在当地农民习惯施肥用量一半的处理下（1/2MNPK）,0~20cm和20~40cm土层中氨氧化细菌的丰度最大值分别为每克干土9.95×107、6.65×107拷贝数,比不施肥处理增加了105.0%和315.3%。施肥类型、土壤层次均是导致氨氧化细菌群落结构和丰度变化的重要因素。研究结果对进一步探讨设施栽培条件下氨氧化细菌的功能、环境适应机理及其在土壤氮素循环中的作用等,均具有较大的参考意义。

外源砷在土壤中的老化及环境条件的影响

砷及重金属元素从环境进入土壤后,其可浸提性、可交换性、生物有效性或毒性均会随时间的延长而缓慢变化,即发生所谓的"老化"。本文对外源砷进入土壤后老化的过程、影响因素、机理等进行了较系统探讨,可为相关研究提供参考。

不同品种苋菜对砷的吸收能力及植株磷砷关系研究

利用水培试验方法,研究了不同品种苋菜对As(Ⅴ)的耐性、富集能力及其植株中P、As含量间的关系。结果表明,当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L^(-1)时,As(Ⅴ)促进了花红柳叶、红柳叶苋菜的生长,但对其他品种苋菜的生长有抑制作用;当营养液中As(Ⅴ)浓度达到4 mg·L^(-1)时,As(Ⅴ)对所有品种苋菜的生长都有明显的抑制作用。两种As(Ⅴ)浓度处理下,苋菜不同品种地上部砷含量均为白圆叶苋菜≈红柳叶苋菜>花红柳叶苋菜>花红苋菜>严选红圆叶苋菜。当营养液中As(Ⅴ)浓度为2 mg·L^(-1)时,苋菜地上部P含量与As含量有显著相关性(r=0.881),当营养液中As(Ⅴ)浓度为4 mg·L^(-1)时地上部P、As含量间的相关性不显著,但相关系数达到0.816。苋菜种子中P含量与两种As(Ⅴ)浓度处理下地上部As含量呈显著或极显著相关性(r=0.937,0.971)。

氮肥形态及用量对土壤砷生物有效性的影响研究

通过盆栽试验,探讨了高砷红壤中施用碳酸氢铵、尿素和硝酸钙3种不同形态氮肥对土壤砷生物有效性及小白菜吸收砷的影响。结果表明:在175、350mg·kg-1两种施氮水平下,不同形态氮肥的施用均显著(P<0.05)促进了小白菜(Brassica chinensis)植株的生长,生物量的增加幅度为104.5%～224.3%;氮肥施用显著增加了土壤中有效态砷含量和植物对砷的吸收(P<0.05),与对照相比,不同形态氮肥处理下土壤有效态砷含量增加了30.5～49.4倍,其中,以施氮量为350mg·kg-1Ca(NO3)2处理增幅最大,NH4HCO3的350mg·kg-1施氮处理的增幅较小;在3种氮肥形态的2种施氮量处理下,植物地上部砷吸收量比对照增加0.75～4.32倍,且以175mg·kg-1NH4HCO3和350mg·kg-1Ca(NO3)2的施氮处理较高,而350mg·kg-1CO(NH2)2和175mg·kg-1Ca(NO3)2施氮处理的植物砷浓度及吸收量均相对较低。随着化学氮肥的施用,发生了土壤残渣态的砷向易溶态等其他形态砷的转化和释放,导致作物吸收砷及相应的环境风险增加。

双金属氧化物和改性赤泥对潮褐土中外源砷的调控研究

选取双金属氧化物(LDO)和两种改性赤泥(RM1和RM2)为钝化剂,应用室内模拟培养和盆栽试验的方法,研究了潮褐土中外源砷(As)添加量为10mg·kg-1和50mg·kg-1时,培养时间和钝化剂添加量对土壤砷有效性、小油菜吸收砷的调控效果。结果表明,添加钝化剂后,随着培养时间延长,土壤有效砷的含量均呈下降趋势,其中以LDO的调控效果最佳,培养12周时土壤有效砷含量分别降至1.06mg·kg-1(添加10mg·kg-1时)和5.77mg·kg-1(添加50mg·kg-1时);随着钝化剂添加量的增加,土壤中易溶态砷(AE-As)的含量逐渐降低,钙结合态砷(Ca-As)的含量则逐渐增加。3种钝化剂比较,添加LDO时铁结合态砷(Fe-As)含量降低,而添加RM2时铝结合态砷(Al-As)含量降低、Fe-As含量增加。盆栽实验结果表明,RM2能显著降低小油菜地上部分的砷含量,且对小油菜生长没有明显影响,在外源砷添加量为50mg·kg-1时,添加RM2后小油菜地上部分砷含量比CK降低了33.7%;LDO也可显著降低小油菜地上部分的砷含量,但同时抑制了小油菜生长,导致其产量显著低于CK。相对改性赤泥而言,采用LDO并不是调控潮褐土中砷有效性的较好选择。

施肥与填闲种植籽粒苋对油麦菜Cd和土壤Cd的影响

为了分析评价农艺措施在叶菜类蔬菜生产过程中对阻控Cd污染方面的作用,于2017年3月至2018年10月以油麦菜为试材,在高含量Cd设施土壤上,采用随机区组田间试验,连续2年研究不同施肥及填闲种植籽粒苋对油麦菜产量、Cd吸收及土壤Cd的影响。结果表明:有机肥料和无机肥料按照1∶1的比例配施,可以显著提高油麦菜的产量;单施化肥不会导致土壤中总Cd的增加,但可促进植株对Cd的吸收。有机肥的大量施入存在土壤Cd累积的风险,而填闲种植籽粒苋可以有效防控这种风险。通过连续2年种植籽粒苋,试验各处理土壤Cd被带出11668.81~15800.39 mg·hm^-2。各施肥处理,土壤Cd净减少量从高到低依次为:单施化肥处理(16219.03 mg·hm^-2)>鸡粪加化肥处理(10800.72 mg·hm^-2)>羊粪加化肥处理(8684.25 mg·hm-^2)>单施鸡粪处理(6423.05 mg·hm^-2)>单施羊粪处理(-3400.11 mg·hm^-2)。研究表明,综合考量产量、植株Cd含量及土壤Cd累积等因素,在油麦菜种植过程中采用鸡粪与化肥按照1∶1的比例配施并结合填闲种植籽粒苋是推荐的农艺种植措施,可实现土壤中的Cd负增长。

不同施肥处理对油麦菜镉吸收、硝酸盐含量及产量的影响

以油麦菜品种"香油麦"为试材,采用随机区组田间试验,在施肥量相同的情况下,研究不同施肥处理对油麦菜产量、硝酸盐及镉含量的影响,以期为从源头阻控镉污染风险,为叶菜类蔬菜合理施肥提供科学依据。结果表明:有机肥料和无机肥料按照1∶1的比例配施,可以显著提高油麦菜的产量;单施化肥可显著提高植株体内的硝酸盐含量;合理施肥可以降低植株体内的镉含量。在油麦菜种植过程中,采用有机无机肥料配合施用,可以实现增产,降低植株中硝酸盐和镉含量,确保食品安全的目的。

有机酸对As(Ⅴ)在土壤中老化的影响

为了明确不同类型有机酸对土壤中砷释放及迁移转化等行为的影响,应用模拟试验方法,研究了添加乙酸、草酸、柠檬酸和腐植酸对砷在第四纪红壤中老化的影响。研究结果表明,在温度为25℃、湿度为最大田间持水量70%条件下,有机酸类型对砷在第四纪红壤中老化过程的影响不显著,但有机酸添加量对培养期间土壤有效态和结合态砷的含量具有显著影响。当乙酸的添加量为50、100 mg·kg^(-1)时,对As(Ⅴ)在土壤中的老化均有抑制作用;添加量达到200 mg·kg^(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用。而草酸和柠檬酸的添加量为50 mg·kg^(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用;添加量为100、200 mg·kg^(-1)时均抑制As(Ⅴ)的老化。腐植酸对外源砷在土壤中的老化具有抑制作用,且其对砷老化的影响远大于其他类型有机酸。当添加量在50~200 mg·kg^(-1)时,乙酸和草酸对土壤中专性吸附态砷含量有显著影响;添加量为50、100 mg·kg^(-1)时,柠檬酸和腐植酸对弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷均有显著影响;添加量为200 mg·kg^(-1)时,乙酸、柠檬酸和腐植酸对结晶水合铁铝氧化物态砷影响显著。综上,在本试验条件下,As(Ⅴ)在第四纪红壤上老化不受有机酸类型的影响,而受有机酸添加量的影响。

应用水培方法筛选砷低吸收生菜的比较研究

为准确、快速比较作物对砷吸收能力的差异,建立适合砷低吸收作物筛选的方法,以5个生菜品种为对象,以土培法为基准,对旺盛生长期水培、全生育期水培和短期胁迫培养等方法下生菜砷吸收能力等进行了比较。结果表明:旺盛生长期水培、全生育期水培所得出的不同品种生菜对砷吸收能力与土培法基本一致,各品种间差异显著,且旺盛生长期以后生菜地上部砷含量不再随时间和生物量的变化而出现显著变化;短期胁迫培养下各品种生菜地上部砷含量尽管有一定差异,且其获得的不同品种生菜对砷吸收能力的顺序与其他方法基本一致,但相互间差异不显著。5个生菜品种中紫罗马生菜对砷吸收的能力最弱,在轻微和中度砷污染土壤中地上部砷含量分别为0.42 mg·kg-1和0.77 mg·kg-1,仅为其他品种生菜的49.8%~72.4%,各品种生菜砷吸收能力的大小排列顺序为耐抽薹生菜>绿萝>美国大速生>罗沙绿>紫罗马。综合本研究结果,旺盛生长期水培可以作为砷低吸收生菜筛选的优选方法。

不同地点和复垦方式煤矸石山土壤中丛枝菌根真菌群落变化

以山西省大同市晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山以及忻州窑自然恢复煤矸石山为研究对象,采用IlluminaMiSeq高通量测序技术对三座煤矸石山土壤AM真菌群落组成进行分析,并测定其土壤理化性质,以探究不同地点煤矸石山不同复垦方式下土壤中丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)群落组成的差异及其土壤影响因子。结果表明:晋华宫人工复垦煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山AM真菌多样性指数(Chao指数和香农-威纳指数)存在显著差异,但晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山AM真菌群落的多样性指数差异不显著。试验共检测到67个AM真菌OTUs,可鉴定到3个AM真菌属级分类单元,其中球囊霉属(Glomus)在晋华宫人工复垦煤矸石山、晋华宫自然恢复煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山中均为最优势菌,多样孢囊霉属(Diversispora)、类球囊霉属(Paraglomus)仅出现在晋华宫自然恢复煤矸石山。多元置换方差分析和多维尺度分析结果表明,晋华宫两种恢复方式的煤矸石山之间AM真菌群落组成差异不显著,而晋华宫与忻州窑两个地点的煤矸石山AM真菌群落组成差异显著。AM真菌群落差异与土壤全氮、有机碳含量和AM真菌孢子密度相关。综上,晋华宫人工复垦(10~20a)煤矸石山土壤AM真菌群落可达到与自然恢复(50~60a)煤矸石山较为一致的效果。两个地点煤矸石山土壤AM真菌群落差异较大,土壤全氮、有机碳含量和AM真菌孢子密度是驱动AM真菌群落组成差异的主要因子。

我国农田中砷污染现状及微生物修复机理的研究与展望

综述了我国农田中砷的累积现状,并简要阐述了目前砷污染土壤修复或调控的常用技术手段。在此基础上,重点介绍了微生物对环境中砷的作用能力以及相关机理的研究进展,并对今后研究的重点问题进行了展望。

不同有机物料对灌漠土重金属累积特征及作物效应的影响

【目的】探讨长期施用有机物料对灌漠土中重金属含量、形态赋存特征及作物重金属含量的影响,为有机物料农业安全利用及土壤有机培肥中重金属累积控制提供理论依据和技术支持。【方法】利用田间长期定位试验,研究鸡粪、牛粪、猪粪、菌渣、污泥和沼渣对灌漠土几种典型重金属元素含量、赋存形态及小麦植株中重金属含量的影响。【结果】长期(7年)施用鸡粪、猪粪、污泥的处理显著增加了灌漠土中Cu、Zn含量,增加量为猪粪>鸡粪>污泥,其中Cu含量分别增加了62.20%、20.10%和10.26%,Zn含量分别增加了79.98%、39.24%和18.31%,并与施用年限呈显著正相关关系。3种有机物料施用下Cu平均每年累积速率为4.16、1.25和0.97mg·kg^-1·a^-1,Zn平均每年累积速率为11.04、4.86和2.59 mg·kg^-1·a^-1。但施用上述3种有机物料对Cd、Cr、Pb和Ni含量没有显著影响。施用牛粪、菌渣和沼渣对灌漠土中重金属含量亦无显著影响。施用鸡粪、猪粪、污泥还显著影响了土壤中Cu、Zn赋存形态,增加了土壤中Cu、Zn各有效赋存形态的含量和占总量的比例,显著提高了灌漠土中Cu、Zn有效态的含量,显著增加了小麦根和秸秆中Cu、Zn的含量,其中猪粪影响最大。【结论】猪粪、鸡粪、污泥长期施用可导致灌漠土中Cu、Zn快速累积并提高Cu、Zn的生物有效性,其中猪粪的作用尤为明显。在施用有机物料培肥土壤时,要特别关注其中Cu、Zn的含量,以确保土壤健康和可持续利用。

猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响

为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm^-2猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm^-2时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm^-2,土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg^-1,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg^-1,但与猪粪施用量为15和30t·hm^-2时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm^-2时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关系。研究结果显示,第四纪红壤旱地在本试验猪粪施用量范围内,土壤有机质和养分含量、酶活性等指标均随施用量的增加而相应提高,作物地上部生物量亦呈线性增加,但同时须注意土壤速效态养分含量过高可能带来的氮磷流失加剧等问题。

绿肥压青对粉垄稻田土壤微生物量碳和有机碳累积矿化量的影响

绿肥压青还田是调控现代集约化稻田土壤逆境的重要手段,为评估绿肥压青下粉垄耕作对稻田土壤微生物量碳和土壤有机碳累积矿化量的影响,设置早稻粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,不施肥和同等肥力条件下施化肥、单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥4种施肥处理,晚稻免耕常规施用化肥,开展双季稻周年大田应用试验。结果表明:单倍绿肥压青下,粉垄耕作能提高稻田土壤微生物量碳含量,可达常规耕作的2倍,能有效增加微生物对土壤碳素的利用率。增加绿肥压青量会提高粉垄耕作稻田土壤有机碳累积矿化量和矿化潜力,与施用化肥相比,单倍绿肥压青下早晚稻分别增加1.6%~32.8%和0.6%~16.6%,双倍绿肥压青下分别增加58.6%~70.9%和29.6%~38.4%。粉垄单倍绿肥压青会降低免耕晚稻齐穗期、收获期土壤呼吸强度,较常规耕作分别降低33.4%和38.7%,较粉垄耕作其他处理降低8.5%~31.4%。单倍绿肥压青下粉垄稻田土壤代谢商较常规耕作累积降低65.5%,与常耕相比,粉垄双倍绿肥压青和粉垄单一化肥的土壤代谢商分别累积增加20.3%和159.2%,粉垄双倍绿肥压青可有效缓解土壤代谢商的提升。微生物量碳含量与有机碳矿化激发效应呈负相关,绿肥压青还田下相关系数达0.44;累积矿化量和代谢商呈极显著正相关,粉垄耕作下相关系数达0.59。可见,绿肥粉垄耦合的模式可作为一种增加稻田土壤微生物量碳含量、减少部分生育时期土壤呼吸强度,增强土壤碳库稳定性及碳固持的重要调控技术措施。