黄土高原半干旱区轮作休耕模式对土壤真菌的影响

通过田间试验,研究休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕、施有机肥、秸秆还田和绿肥还田对土壤微生物量碳氮、酶活性及真菌群落的影响。结果表明,除过氧化氢酶外,不同处理对土壤微生物量碳氮、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、pH及有机质均有显著影响。从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和被孢霉门构成。其中伏天深耕、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理的子囊菌相对丰度分别为43.23%和69.38%,显著高于CK(33.71%);从纲水平上看,座囊菌纲、粪壳菌纲、伞菌纲和被孢霉纲为优势菌纲,其中玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以座囊菌纲为主(60.69%),其余处理以粪壳菌纲为主(4.11%—24.79%);真菌多样性指数施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植豌豆(拌根瘤菌粉8.5 g/kg种子)并在盛花期翻压还田、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植箭筈豌豆并在盛花期翻压还田处理显著低于CK和其他处理,丰富度指数玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植毛苕子并在盛花期翻压还田处理显著高于CK和其他处理;真菌营养类型玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以腐生营养型为主(62.9%),其他处理以病理营养型和腐生营养型为主。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤微生物量碳、微生物量氮、pH和有机质含量对土壤真菌群落结构影响显著(P<0.05)。与休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕相比,施有机肥、秸秆还田、绿肥还田结合深耕均降低了土壤中病理营养型真菌的相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。

轮作休耕模式对土壤细菌群落的影响

以黄土高原半干旱区9种轮作休耕模式土壤为研究对象,分别设残膜覆盖(T1)、伏天深耕(T2)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T3)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续种植豌豆3 a并在盛花期翻压还田(T4)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植豌豆(每kg豌豆种子拌根瘤菌粉8.5 g)并在盛花期翻压还田(T5)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T6)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田(T7)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田(T8)等8个处理,以连续休耕3 a为对照(CK),采用16S rRNA扩增子测序技术对土壤细菌群落组成、丰度和多样性等特征进行研究,分析了土壤养分与细菌种群多样性的相关关系。结果表明,9种休耕轮作模式下,土壤细菌群落中相对丰度较高的前5位菌门依次为变形菌门(Proteobacteria)(26.33%~37.33%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(17.93%~21.43%)、放线菌门(Actinobacteria)(12.42%~19.41%)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(6.98%~10.99%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(6.48%~10.50%)。其中T1、T5处理显著升高了硝化螺旋菌门的相对丰度(分别为50.04%和42.44%),T2处理显著提高了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度(分别为31.51%和159.96%),T6、T7处理显著增加了芽单胞菌门的相对丰度(分别为28.36%和28.33%),T8处理显著增高了奇古菌门的相对丰度(519.79%)。不同轮作休耕模式的土壤全氮含量均高于CK。细菌群落丰富度指数除T7处理外,其余处理均高于CK。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤全氮、全钾、速效氮含量对土壤细菌群落结构影响显著(P<0.05)。

轮作绿肥对黄土高原半干旱区土壤微生物数量及酶活性的影响

为明确种植和翻压绿肥改良和培肥土壤的效果,采用田间试验研究了种植和翻压箭筈豌豆、大豆、沙打旺、红豆草、蚕豆、玉米、毛苕子、紫花苜蓿、豌豆9种绿肥作物对黄土高原半干旱区土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:除硝酸还原酶和放线菌外,2018年土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性及细菌、真菌数量均较2017年高;与对照(休闲)相比,种植箭筈豌豆显著升高脲酶活性,种植大豆显著提升碱性磷酸酶活性,种植红豆草显著提高细菌数量和过氧化氢酶活性,种植蚕豆显著提高真菌数量。经灰色关联度综合评价得出,轮作蚕豆、红豆草、毛苕子,其培肥地力的效果优于休闲,轮作箭筈豌豆、沙打旺、大豆、玉米、紫花苜蓿、豌豆,其培肥地力的效果不如休闲。在黄土高原半干旱区,蚕豆、红豆草、毛苕子是首选推广的优质绿肥作物。

黄土高原半干旱区种植不同绿肥作物对土壤理化性质的影响

【目的】筛选黄土高原半干旱区适宜种植的最佳绿肥品种,为在黄土高原半干旱区合理种植和绿肥利用、科学休耕养地提供理论依据.【方法】采用田间试验,设置了休闲(CK)以及种植箭筈豌豆(T1)、沙打旺(T2)、大豆(T3)、红豆草(T4)、蚕豆(T5)、玉米(T6)、毛苕子(T7)、紫花苜蓿(T8)、豌豆(T9)10个处理,分析了不同处理对土壤理化性质的影响.【结果】除pH值外,各处理2018年土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量均高于2017年,其中种植红豆草pH值降幅最大,速效钾升高显著;种植紫花苜蓿、沙打旺分别显著提高有机质,全氮和全钾;种植箭筈豌豆、毛苕子、豌豆分别显著提高全磷、速效氮、速效磷含量.土壤养分各指标间有一定的相关性.主成分分析表明,种植多年生豆科绿肥红豆草、紫花苜蓿、沙打旺的改土培肥效果优于休闲,种植一年生绿肥作物箭筈豌豆、大豆、蚕豆、玉米、毛苕子及豌豆,其培肥地力的效果均不及休闲.【结论】在黄土高原半干旱区,红豆草、紫花苜蓿和沙打旺是可推广的优质豆科绿肥.

红豆草间作四翅滨藜对土壤微生物数量及酶活性的影响

生物修复盐渍化土壤具有持效、稳定数量及酶活性且利于水土保持和生态平衡等优势。通过盆栽方法研究在甘肃盐渍土红豆草和四翅滨藜间作对土壤微生物的影响,结果表明:(1)1行红豆草间作1行四翅滨藜其土壤细菌、放线菌、速效磷含量均最高,分别为14.75×10~3 cfu/g,11.47×10~2 cfu/g,27.28 mg/kg;(2)2行红豆草间作2行四翅滨藜其土壤脱氢酶和碱性磷酸酶均值最小,分别为0.36μg/(g·24 h),0.80 mg/(g·24 h);(3)单作四翅滨藜其细菌、速效磷、速效钾均值最小,分别为9.76×10~3 cfu/g,19.77 mg/kg,54.42 mg/kg。经灰色关联度法综合评价得出1行红豆草间作1行四翅滨藜改土效果最佳,单作四翅滨藜次之,2行红豆草间作2行四翅滨藜效果最差。