稻麦两熟秸秆沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响
秸秆集中沟埋还田是一种新型的土壤耕作技术，旨在解决常规秸秆还田产生的诸如无法全量还田、易破坏土壤微环境、温室气体排放量大等问题。然而，目前关于秸秆集中沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响尚无明确研究。本研究以免耕秸秆不还田为对照，比较不同沟埋深度 (10cm、20cm、30cm和40cm) 以及不同沟埋量 (半量、全量和倍量)、不同还田方式 (常规旋耕还田、人工沟埋还田和机械沟埋还田)对土壤细菌与真菌的群落组成及多样性的影响。结果发现，随着还田深度的增加，土壤中细菌和真菌的群落组成与对照相比差异愈加明显。当还田深度为10cm-20cm时可以稳定土壤中细菌的多样性且可以适当增加真菌的多样性；不同的还田量改变了土壤中细菌和真菌的群落组成，且可以增加土壤真菌的多样性，但对细菌的多样性没有影响；秸秆以不同方式还田后改变了土壤中细菌和真菌的群落组成，三种还田方式都增加了土壤真菌的多样性。机械沟埋还田和人工沟埋还田方式可以稳定细菌的多样性，然而粉碎旋耕还田降低了细菌的多样性。研究结果表明，全量沟埋还田可以改变土壤微生物群落组成，增加土壤微生物多样性。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words4
引言（或绪论）4
1材料与方法5
1.1.试验设计5
1.1.1试验地基本情况5
1.1.2试验方案5
1.2测定项目与方法 6
1.2.1取样方法6
1.2.2测定方法6
1.3数据处理6
2 结果与分析7
2．1还田深度对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响 7
2.1.1还田深度对土壤中细菌的群落组成及多样性的影响7
2.1.2还田深度对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响8
2．2还田量对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响 9
2.2.1还田量对土壤中细菌的群落组成及多样性的影响9
2.2.2还田方式对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响9
2．3 还田方式对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响10
2.3.1还田方式对土壤中细菌的群落组成及
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
多样性的影响10
2.3.2还田方式对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响11
3讨论12
致谢13
参考文献14
稻麦两熟秸秆沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响
农 学 张传通
引言
随着粮食单产水平提高，作物秸秆残余量越来越大，但利用指数不高，造成对环境的污染[1] 。高产、超高产条件下难以全量还田，大量秸秆还田容易导致农田表层土壤耕作困难，还田过浅又导致秸秆分解速度过快。秸秆作为能量的载体[2]，其中含有丰富的碳、氮、磷、钾等营养元素，也是物质和养分的载体，是宝贵的自然资源[3] 。秸秆还田作为现代农业生产过程中的一项重要技术，是改善农田生态环境、发展现代农业、旱作农业的重要方法之一，促进农村养分资源的循环利用和农业的可持续发展[4]。还田后的秸秆腐解对于促进作物生长、改善和提高土壤质量具有重要作用[5] 。
土壤微生物是土壤生态系统中推动能量循环和物质转换的源动力[6]，丰富的微生物群落能够维持土壤生态系统的稳定性，在传统农业模式下，连作和长期施用无机肥会不断的降低土壤质地、降低酶活、减少微生物种群最终导致产量下降[7],故随着农业研究的不断深入，学者对农田土壤微生物群落的多样性越来越重视。郭梨锦等研究指出秸秆还田提高了表层土壤微生物生物量和多样性。Patro[8]等（2009）研究指出秸秆还田能够显著提高农田土壤微生物量氮；强学彩[9]研究表明秸秆还田次数越多的土壤，微生物丰度越大；刘建国等[10]指出连续10年以上的长期秸秆还田可以缓解棉田的连作带来的负面影响，使土壤微生物多样性逐渐上升。
秸秆还田能使土壤容重降低，增加通气孔隙，使耕层土壤疏松，Roldan[11]等认为秸秆还田可以显著降低土壤容重，促进作物生长和养分吸收。Brown[12]等研究表明秸秆还田可提高土壤水分的入渗能力和控制能力。胡乃娟[13]等通过三季连续的大田试验结果表明秸秆还田对稻麦轮作区农田土壤总有机碳库具有显著影响，并且还田时间越长，含量越高。李贵桐[14]等研究表明在小麦秸秆覆盖、翻埋秸秆的土壤中，秸秆还田增加了土壤氮的矿化量，年际变化较大。秸秆还田优化了农田生态环境，为作物高产优质打下基础[15]。
秸秆还田是秸秆综合利用技术体系里的重要环节，合理利用秸秆还田能够有效降低农业资源的消耗，增加土壤有机质的累积，发展循环高效的现代农业也必定离不开秸秆还田。但是现行的秸秆还田模式下仍存在一些不利于农业生产的因素，秸秆还田可能会增加病虫害。由于作物秸秆中残留着上季作物的虫卵和病菌，如果直接将秸秆还田，虫卵和病菌可能再度滋生，增加病虫害的发生概率[1617] 。同时秸秆也是某些地下害虫的繁殖场所和食物[18] ，因而直接还田会使农作物更容易受到地下害虫的威胁。秸秆还田影响下茬作物出苗和生长。秸秆还田特别是覆盖还田会分泌化感物质，马永清等[19] 研究发现，降雨量增大，秸秆覆盖还田会影响了下一季作物出苗率。水稻秸秆覆盖还田也会对下茬作物苗期生长产生抑制作用[20] ，一些作物如水稻小麦其自身残体也会对其自身生长产生一定抑制作用。秸秆还田增加温室气体排放。秸秆还田虽然能够增加土壤有机质的含量，但秸秆还田在固碳的同时，也增加了温室气体的排放[21] 。
为了解决传统秸秆还田技术存在的问题，朱利群和卞新民[22]根据稻麦两熟制地区秸秆还田量不断增加以及土壤碳汇作用越来越受到关注的实际情况提出了秸秆集中开沟深埋还田的新思路，即秸秆集中沟埋还田。这是一种不同于常规还田的新的技术体系，它是将当季作物收获的的秸秆以整秆的方式集中埋于试验沟中。近年来，关于秸秆沟埋还田的研究报道渐多，主要集中在土壤物理性质及碳排放等方面。究结果表明，该方法具有降低土壤容重、增加土壤孔隙度、降渍、降低CO2 排放量，增加碳储汇等特点[2326]，能有效增加作物产量及土壤肥力，已得到学术界的广泛认同。但是对于秸秆沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响方面的研究至今未有报道。
本课题通过三个单因子实验即秸秆还田量、还田方式、还田深度的对比研究，来明确在稻麦两熟系统中，秸秆集中沟埋还田对麦田土壤微生物群落的组成和多样性的影响，为下一步的技术改良提出理论依据。
1 材料与方法
1.1试验设计
1.1.1试验地基本情况
本试验于2008年10月起位于江苏沿江地区农业科学研究所试验田进行，该地区属亚热带季风气性气候，雨热同期，年均温 14.8℃，年均无霜期 215d，≥10℃的活动积温 3812℃，≥0℃的活动积温为5221℃；水汽充足，降水充沛，年均降水量 1049.8 mm，年均降水日数 135.7d。日照充足，年均日照时数2007.3 h，日照百分率45%；供试土壤类型为潮土，2008年10月试验开始时的前茬作物为水稻。供试土壤020 cm主要理化性质：容重1.4 gcm3；粘粒 (<0.002) 占12.67%，粉粒 (0.050.002) 占65.13%，砂粒 (20.05) 占22.20%，；有机质含量20.45 gkg1；总氮含量1.62 gkg1；速效钾含量44.42 mgkg1；速效磷含量12.76 mgkg1；pH值6.7。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words4
引言（或绪论）4
1材料与方法5
1.1.试验设计5
1.1.1试验地基本情况5
1.1.2试验方案5
1.2测定项目与方法 6
1.2.1取样方法6
1.2.2测定方法6
1.3数据处理6
2 结果与分析7
2．1还田深度对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响 7
2.1.1还田深度对土壤中细菌的群落组成及多样性的影响7
2.1.2还田深度对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响8
2．2还田量对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响 9
2.2.1还田量对土壤中细菌的群落组成及多样性的影响9
2.2.2还田方式对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响9
2．3 还田方式对土壤中微生物的群落组成及多样性的影响10
2.3.1还田方式对土壤中细菌的群落组成及
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
多样性的影响10
2.3.2还田方式对土壤中真菌的群落组成及多样性的影响11
3讨论12
致谢13
参考文献14
稻麦两熟秸秆沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响
农 学 张传通
引言
随着粮食单产水平提高，作物秸秆残余量越来越大，但利用指数不高，造成对环境的污染[1] 。高产、超高产条件下难以全量还田，大量秸秆还田容易导致农田表层土壤耕作困难，还田过浅又导致秸秆分解速度过快。秸秆作为能量的载体[2]，其中含有丰富的碳、氮、磷、钾等营养元素，也是物质和养分的载体，是宝贵的自然资源[3] 。秸秆还田作为现代农业生产过程中的一项重要技术，是改善农田生态环境、发展现代农业、旱作农业的重要方法之一，促进农村养分资源的循环利用和农业的可持续发展[4]。还田后的秸秆腐解对于促进作物生长、改善和提高土壤质量具有重要作用[5] 。
土壤微生物是土壤生态系统中推动能量循环和物质转换的源动力[6]，丰富的微生物群落能够维持土壤生态系统的稳定性，在传统农业模式下，连作和长期施用无机肥会不断的降低土壤质地、降低酶活、减少微生物种群最终导致产量下降[7],故随着农业研究的不断深入，学者对农田土壤微生物群落的多样性越来越重视。郭梨锦等研究指出秸秆还田提高了表层土壤微生物生物量和多样性。Patro[8]等（2009）研究指出秸秆还田能够显著提高农田土壤微生物量氮；强学彩[9]研究表明秸秆还田次数越多的土壤，微生物丰度越大；刘建国等[10]指出连续10年以上的长期秸秆还田可以缓解棉田的连作带来的负面影响，使土壤微生物多样性逐渐上升。
秸秆还田能使土壤容重降低，增加通气孔隙，使耕层土壤疏松，Roldan[11]等认为秸秆还田可以显著降低土壤容重，促进作物生长和养分吸收。Brown[12]等研究表明秸秆还田可提高土壤水分的入渗能力和控制能力。胡乃娟[13]等通过三季连续的大田试验结果表明秸秆还田对稻麦轮作区农田土壤总有机碳库具有显著影响，并且还田时间越长，含量越高。李贵桐[14]等研究表明在小麦秸秆覆盖、翻埋秸秆的土壤中，秸秆还田增加了土壤氮的矿化量，年际变化较大。秸秆还田优化了农田生态环境，为作物高产优质打下基础[15]。
秸秆还田是秸秆综合利用技术体系里的重要环节，合理利用秸秆还田能够有效降低农业资源的消耗，增加土壤有机质的累积，发展循环高效的现代农业也必定离不开秸秆还田。但是现行的秸秆还田模式下仍存在一些不利于农业生产的因素，秸秆还田可能会增加病虫害。由于作物秸秆中残留着上季作物的虫卵和病菌，如果直接将秸秆还田，虫卵和病菌可能再度滋生，增加病虫害的发生概率[1617] 。同时秸秆也是某些地下害虫的繁殖场所和食物[18] ，因而直接还田会使农作物更容易受到地下害虫的威胁。秸秆还田影响下茬作物出苗和生长。秸秆还田特别是覆盖还田会分泌化感物质，马永清等[19] 研究发现，降雨量增大，秸秆覆盖还田会影响了下一季作物出苗率。水稻秸秆覆盖还田也会对下茬作物苗期生长产生抑制作用[20] ，一些作物如水稻小麦其自身残体也会对其自身生长产生一定抑制作用。秸秆还田增加温室气体排放。秸秆还田虽然能够增加土壤有机质的含量，但秸秆还田在固碳的同时，也增加了温室气体的排放[21] 。
为了解决传统秸秆还田技术存在的问题，朱利群和卞新民[22]根据稻麦两熟制地区秸秆还田量不断增加以及土壤碳汇作用越来越受到关注的实际情况提出了秸秆集中开沟深埋还田的新思路，即秸秆集中沟埋还田。这是一种不同于常规还田的新的技术体系，它是将当季作物收获的的秸秆以整秆的方式集中埋于试验沟中。近年来，关于秸秆沟埋还田的研究报道渐多，主要集中在土壤物理性质及碳排放等方面。究结果表明，该方法具有降低土壤容重、增加土壤孔隙度、降渍、降低CO2 排放量，增加碳储汇等特点[2326]，能有效增加作物产量及土壤肥力，已得到学术界的广泛认同。但是对于秸秆沟埋还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响方面的研究至今未有报道。
本课题通过三个单因子实验即秸秆还田量、还田方式、还田深度的对比研究，来明确在稻麦两熟系统中，秸秆集中沟埋还田对麦田土壤微生物群落的组成和多样性的影响，为下一步的技术改良提出理论依据。
1 材料与方法
1.1试验设计
1.1.1试验地基本情况
本试验于2008年10月起位于江苏沿江地区农业科学研究所试验田进行，该地区属亚热带季风气性气候，雨热同期，年均温 14.8℃，年均无霜期 215d，≥10℃的活动积温 3812℃，≥0℃的活动积温为5221℃；水汽充足，降水充沛，年均降水量 1049.8 mm，年均降水日数 135.7d。日照充足，年均日照时数2007.3 h，日照百分率45%；供试土壤类型为潮土，2008年10月试验开始时的前茬作物为水稻。供试土壤020 cm主要理化性质：容重1.4 gcm3；粘粒 (<0.002) 占12.67%，粉粒 (0.050.002) 占65.13%，砂粒 (20.05) 占22.20%，；有机质含量20.45 gkg1；总氮含量1.62 gkg1；速效钾含量44.42 mgkg1；速效磷含量12.76 mgkg1；pH值6.7。
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