蔗叶还田深度和生物表面活性剂对土壤养分和微生物群落的影响
作物秸秆是世界上最丰富且可再生的生物质资源。秸秆还田有利于维持和提高土壤肥力，并可增加土壤微生物的多样性和活跃度，因此受到广泛重视及应用，随之发展的提高秸秆还田利用效率的新兴技术，如生物表面活性剂等的应用也广受关注。我国蔗区土壤酸、瘦、黏、板障碍明显，蔗叶还田已被公认为土壤改良的有效的途径。但针对蔗叶还田深度及生物表面活性剂的应用对土壤养分及微生物群落的影响研究鲜见报道。本文研究了蔗叶地表覆盖及3种埋深区位分别为10、20和30cm对目标土层的养分指标及微生物群落结构特征响应，还探讨了蔗叶还田基础上添加生物表面活性剂（大豆磷脂）浓度分别为：10、20、40mg/kg对相关指标的影响。旨在了解合理的蔗叶还田深度，为蔗叶还田机械化技术的合理动力匹配、作业深度质量标准提供科学依据，同时为生物表面活性剂作为蔗叶还田的配套技术应用提供参考。研究表明： 1）土壤养分随土层深度增加，养分有降低趋势，且在0-20cm范围内养分较高。蔗叶覆盖显著提高0-10cm土层范围内速效钾(AK)、pH、可溶性碳（DOC）、可溶性氮（DON）(p＜0.05)。埋深10cm可显著提高10-20cm土层全碳（TC）、全氮（TN）、可溶性碳（DOC）、可溶性氮（DON）含量（p＜0.05）。蔗叶还田显著提高0-20cm范围内脲酶活性（p＜0.05）。同时，提高了细菌及真菌群落多样性和群落总数。 2）本研究显示，土壤pH、DOC、TC和TN对蔗叶还田处理响应显著，且对土壤微生物群落结构特征亦有显著影响，研究筛选出的上述指标为蔗叶还田效应评价指标体系的构建奠定了良好的基础。 3）本研究结果显示，蔗叶还田可诱导土壤微生物优势种群相对丰度的增长；变形菌门（Proteobacteria）是整个土层中细菌相对丰度最高的门。蔗叶还田提高了参与有机质代谢的α-变形菌目（Alphaproteobacteria）、肠杆菌目（Enterobacteriales）、鞘脂单胞菌目（Sphingomonadales）相对丰度。研究发现，α-变形菌纲在10-40cm土层中相对丰度的显著提高，这种现象值得进一步研究探讨。 4）本研究表明，整体上，蔗叶还田的基础上再增施生物表面活性剂可提高土壤AP、AK、DOC和DON含量，同时改善了土壤酸性；低浓度表面活性剂（PLS1）可显著提高AK、DOC含量（p＜0.05），并提高pH值；中浓度生物表面活性剂（PLS2）可显著提高AP、AK、DON含量（p＜0.05），提高pH值。低、中浓度生物表面活性剂(PLS1和PLS2)改善效应优于高浓度处理（PLS3）。 5）本研究发现，添加生物表面活性剂可进一步提高蔗叶还田土壤中与作物抗病能力有关的发菌科中篮状菌属的相对丰度，且剂量效应显著；中浓度生物表面活性剂显著提高了参与有机质降解的γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）（p＜0.05），同时增加了具有抑制植物病害能力的假单胞菌目（Pseudomonadales）的相对丰度。
蔗叶还田;生物表面活性剂;土壤养分;微生物群落;土壤酶活性
福建农林大学
硕士
作物学
张华
2019
中文
S158;S154.3
2019-12-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）