秸秆还田对植烟土壤理化性质及生物学特性影响研究

【摘要】：近几年来随着化肥的大量施用,有机物料投入不足,导致土壤板结及结构性差等一系列土壤质量问题。本研究以3年秸秆还田定位试验(2009-2012),研究了不同用量的小麦秸秆及玉米秸秆对植烟土壤养分、酶活性、土壤团聚体特征及微生物多样性的影响,为黄淮海烟区选择适宜的秸秆种类及用量进行培肥地力提供理论和实践指导。研究结果如下： (Ⅰ)随着秸秆还田量增加,土壤有机质含量增加,两种秸秆均不同程度提高了土壤养分,施用玉米秸秆4500kg/ha时,土壤养分较高,土壤养分随小麦秸秆还田量增加而增加。等量玉米秸秆提高土壤养分效果比小麦秸秆要好。 (2)随着秸秆还田量的增加土壤容重降低,等量玉米秸秆降低土壤容重要效果好于小麦秸秆。干湿筛法测得：随秸秆还田量增加,平均重量直径(MWD)及几何平均直径(GMD)增加,提高了土壤团聚体团聚性及稳定性。干筛测得分形维数随秸秆还田量增加减少,湿筛测得高量玉米秸秆还田(4500-7500kg/ha)分形维数较低量秸秆还田(0-4500kg/ha)有降低趋势,分形维数随小麦秸秆还田量增加而降低。等量玉米秸秆较小麦秸秆提高土壤有机质含量及团聚体特征效果好。土壤有机质与干筛测得MWD及GMD呈极显著正相关,与干筛测得分形维数呈极显著负相关,与湿筛测得GMD及0.25mmm团聚体含量呈显著性正相关,表明通过秸秆还田增加土壤有机质可提高土壤团聚体稳定性。 (3)土壤蔗糖酶及脲酶活性随秸秆还田量增加而增加,碱性磷酸酶活性随玉米秸秆还田量增加而增加,在小麦秸秆处理中,秸秆还田量在4500kg/ha时的碱性磷酸酶活性最高。过氧化氢酶与秸秆还田量相关不显著,等量玉米秸秆还田较小麦秸秆提高蔗糖酶、脲酶及碱性磷酸酶活性效果好。碱性磷酸酶与pH值呈显著负相关,与蔗糖酶以及脲酶与碱解氮呈极显著的正相关。过氧化氢酶与速效钾呈显著的负相关。玉米秸秆还田量与全K、碱解氮、蔗糖酶及脲酶呈极显著正相关,与全N、速效钾、碱性磷酸酶呈显著正相关。小麦秸秆还田量与碱解氮及蔗糖酶呈极显著正相关性,与全N、全P、全K、速效钾及脲酶呈显著正相关。(4)利用PCR-DGGE技术,研究了不同用量秸秆还田对土壤细菌及真菌遗传多样性的影响。结果表明：与低量秸秆还田相比,高量玉米及小麦秸秆显著的提高细菌群落的多样性。真菌群落的多样性,随着秸秆还田量的增加而提高。相同用量的秸秆还田,玉米秸秆提高微生物多样性的效果要好于小麦秸秆。特异条带测序显示,真菌及细菌大多以不可培养为主,表明微生物以不可培养微生物为主。 【关键词】：秸秆还田 植烟土壤 团聚体 酶活性 微生物多样性
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 引言12-19
• 1.1 我国秸秆资源及其还田情况12-14
• 1.1.1 我国秸秆资源及其利用情况12
• 1.1.2 我国秸秆还田的发展状况12
• 1.1.3 影响秸秆腐解的因素12-13
• 1.1.4 秸秆还田对土壤的影响13-14
• 1.2 土壤团聚体概述14-17
• 1.2.1 土壤团聚体的形成机制14
• 1.2.2 影响土壤团聚体形成的因素14-15
• 1.2.3 土壤团聚体稳定机理15-16
• 1.2.4 土壤团聚体特征16-17
• 1.3 土壤微生物多样性检测方法17-18
• 1.3.1 微生物检测技术17
• 1.3.2 DGGE主要原理17
• 1.3.3 PCR-DGGE在土壤微生物多样性研究中的应用17-18
• 1.4 本研究的目的、意义18
• 1.5 研究内容18
• 1.6 技术路线18-19
• 第二章 材料与方法19-23
• 2.1 试验地点19
• 2.2 试验设计19
• 2.3 样品的采集及测定19-21
• 2.3.1 土壤养分及酶活性的测定19-20
• 2.3.2 土壤团聚体的测定20
• 2.3.3 土壤微生物多样性的测定20-21
• 2.4 数据处理21-23
• 2.4.1 土壤团聚体21
• 2.4.2 土壤微生物多样性分析21-23
• 第三章 结果与分析23-38
• 3.1 秸秆还田对土壤化学指标的影响23-25
• 3.1.1 秸秆还田对土壤pH及有机质的影响23-24
• 3.1.2 秸秆还田对土壤N、P、K养分的影响24-25
• 3.1.3 秸秆还田量与土壤养分的相关性25
• 3.2 秸秆还田对土壤物理指标的影响25-28
• 3.2.1 秸秆还田对土壤容重的影响25-26
• 3.2.2 不同用量秸秆还田对土壤平均重量直径(MWD)及几何平均数(GMD)的影响26-27
• 3.2.3 不同用量秸秆还田对分形维数的影响27
• 3.2.4 土壤团聚体与土壤有机质及容重的相关性分析27-28
• 3.3 秸秆还田对土壤生物学指标的影响28-38
• 3.3.1 秸秆还田对土壤酶活性的影响28-30
• 3.3.2 土壤酶之间的相关性分析30
• 3.3.3 秸秆还田量与土壤酶活性的相关性分析30
• 3.3.4 秸秆还田对土壤微生物多样性的影响30-38
• 第四章 结论与讨论38-42
• 4.1 讨论38-40
• 4.1.1 秸秆还田对土壤化学指标的影响38
• 4.1.2 秸秆还田对土壤物理指标的影响38-39
• 4.1.3 秸秆还田对土壤生物学性质的影响39-40
• 4.2 结论40-42
• 参考文献42-48
• 致谢48-49
• 作者简历49

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