秸秆直接还田与炭化还田对潮土硝化微生物的影响

论文摘要

为比较秸秆直接还田和炭化还田对黄淮海平原小麦/玉米轮作体系典型潮土硝化作用及硝化微生物群落的影响,设置4个处理:全量小麦秸秆还田（S）、全量秸秆炭化还田（B）、半量秸秆半量生物质炭还田（SB）和不进行秸秆或生物质炭还田的对照（CK）,连续进行3 a田间试验。对小麦、玉米两个生长季土壤理化性质进行分析,用末端限制性片段长度多态性（Terminal-restriction length polymorphism,T-RFLP）技术和克隆文库技术对氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea,AOA）和氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）群落结构和多样性进行分析。结果表明,在小麦季,与S处理相比,B处理显著降低了土壤容重,提高了土壤pH、有机碳（SOC）和速效钾（AK）含量（P<0.05）,但并未显著影响土壤水分、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量;B和SB处理的硝化潜势（Potential nitrification rate,PNR）分别为0.58、0.49μg·h-1·g-1（以NO2-计,下同）,显著高于CK,与S处理(0.40μg·h-1·g-1)差异不显著。玉米季,B处理显著提高了土壤水分、SOC和AK（P<0.05）,各处理玉米季的PNR整体低于小麦季,B处理最高(0.27μg·h-1·g-1),显著高于CK和S处理（P<0.05）。小麦季PNR分别与AK、NH4+浓度和土壤容重显著相关（P<0.05）,与AOA和AOB群落组成均无显著关系;玉米季PNR仅与理化因子SOC显著相关,但该季节PNR与AOB群落结构显著相关。冗余分析（RDA）表明,土壤SOC、容重、pH和AK是显著影响硝化微生物群落结构的主要因子,对AOA和AOB群落结构总变异的解释量分别为76.4%和75.5%。系统发育树分析表明,AOA大部分属于土壤古菌Group1.1b,AOB多属于亚硝化螺菌Nitrosospira簇3。综上,与秸秆直接还田相比,炭化还田提高土壤硝化活性,改善部分土壤理化性质,引起土壤硝化微生物群落结构变化。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李培培,仝昊天,韩燕来,姜瑛,吴传发

关键词: 砂质潮土,氨氧化细菌,氨氧化古菌,秸秆直接还田,秸秆炭化还田,硝化作用

来源: 土壤学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 农业科技,基础科学

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 河南农业大学资源与环境学院

基金: 国家重点研发项目(2017YFD0301103),国家自然科学基金项目(41401273)共同资助~~

分类号: S154.3

页码: 1471-1481

总页数: 11

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