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。

田间条件下不同促腐菌对水稻秸秆腐解及胞外酶活性的影响

【目的】田间环境的复杂性影响促腐菌种的实际促腐效果。研究3个经鉴定的促腐菌种在田间条件下提高秸秆腐解相关酶活性的效果,并比较其和商品菌剂的效果,为秸秆促腐菌剂研发及秸秆高效还田提供科学依据。【方法】田间试验采用秸秆包网袋填埋法,在江西省上高县双季稻种植区晚稻季节进行,设置水稻秸秆接种假单胞菌、芽孢杆菌、青霉、商品菌剂以及不施菌剂(对照) 5个处理,分别于秸秆包填埋于土壤后第7、14、28、56、84天取秸秆样品,测定秸秆剩余量、养分含量及胞外酶活性,并计算秸秆腐解率。【结果】1)不论是否添加促腐菌剂,秸秆的腐解均呈现出先快后慢的趋势。添加假单胞菌处理秸秆腐解率以及C、N、P释放率在0~84天始终显著高于对照,最终分别提高5.6%、9.09%、11.66%和7.87%;添加青霉处理秸秆腐解率(第14天除外)和氮释放率在0~84天也显著高于对照,最终分别提高5.2%和7.46%;添加商品菌剂处理秸秆腐解率仅在第14天显著高于对照;而添加芽孢杆菌处理秸秆腐解率始终与对照无显著差异。2)腐解时间是影响胞外酶活性的最重要因素,添加菌剂也能不同程度地提高秸秆腐解胞外酶活性。胞外酶中,乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性是影响秸秆腐解和养分释放的重要变量,其次是β-纤维二糖苷酶和磷酸酶。添加假单胞菌处理乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶(第14天除外)以及磷酸酶的酶活性在0~84天内显著高于对照,添加青霉、芽孢杆菌以及商品菌剂处理相关胞外酶活性表现并不稳定,添加青霉处理乙酰氨基葡萄糖苷酶活性仅在0~14天显著高于对照。3)添加菌剂处理水稻产量较对照提高1.87%~9.92%,施假单胞菌处理增产最为显著。【结论】胞外酶中乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性与秸秆腐解和养分释放关系最为密切。青霉仅在秸秆腐解的前14天显著提高乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,芽孢杆菌剂对胞外酶活性的提升效果不稳定,因此,其在田间条件下促进秸秆腐解、养分释放的效果也不稳定,最终没有增产效果。假单胞菌剂可在0~84天腐解周期内显著提高乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶(第14天除外)活性,因而在田间条件下,假单胞菌剂可以有效促进秸秆腐解和养分释放,提高晚稻产量。

秸秆还田配施促腐菌剂对稻田土壤理化性质与微生物数量的影响

【目的】本研究通过对一系列物理、化学性质和微生物数量的测定,综合评价秸秆还田配施促腐菌剂对土壤质量的改善效果。【方法】采用大田小区方式,在秸秆还田条件下,设置不同菌剂施用量,考察水稻冬翻系统土壤理化性质及微生物数量变化,并通过灰色关联度分析综合评价得出秸秆配施菌剂最佳施用量。试验设空白处理(CK)、常规施肥+秸秆不还田处理(RT)、常规施肥+秸秆还田+7.5 kg ha^(−1)菌剂处理(M1)、常规施肥+秸秆还田+15 kg ha^(−1)剂处理(M2)、常规施肥+秸秆还田+30 kg ha^(−1)菌剂处理(M3)和常规施肥+秸秆还田处理(ST)。【结果】秸秆还田配施菌剂有效提高了秸秆腐解率,秸秆腐解率比ST平均提升了53.49%。配施促腐菌剂改善了土壤理化性质、提高了土壤细菌真菌数量。但是菌剂处理对不同指标提升效果仍有差异。对比ST,仅M1显著提升0~20 cm土壤有效钾含量和20~40 cm土壤全磷、碱解氮、有效钾含量,分别提升了49.45%、19.80%、19.34%和25.65%。仅M3显著提升了0~20 cm土壤R_(0.25)(水稳性大团聚体数量)和真菌拷贝数,分别提升了16.34%和89.06%。M2和M3均显著增加了0~20 cm土壤MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径),且以M3数值最高。M2和M3处理均显著提升了20~40 cm土壤R_(0.25)、MWD、GMD、有效磷和细菌基因拷贝数,除有效磷含量外,M3数值均为最高。采用灰色关联度分析,综合评价秸秆还田配施菌剂浓度的土壤改良效果,结果表明以M3处理效果最好。【结论】秸秆还田配施菌剂改善土壤质量的效果更好,且菌剂用量不同其效果各异,其中秸秆还田配施30 kg hm^(−1)微生物菌剂综合改善0~20 cm与20~40 cm土壤质量的效果最佳。