微生物菌剂与化肥不同配比对秸秆还田后土壤酶活性和土壤微生物群落影响的研究

论文摘要

通过设置6个田间处理:①CK （对照,秸秆还田）;②处理SF （秸秆还田+常规施肥）;③处理SFN （秸秆还田+常规施肥+增施氮肥）;④处理SFNE （秸秆还田+常规施肥+增施氮肥+酶制剂）;⑤处理SFND （秸秆还田+常规施肥+增施氮肥+腐解菌剂）;⑥处理SFNED （秸秆还田+常规施肥+增施氮肥+酶制剂+腐解菌剂）。在小麦、玉米生长期内,研究不同施肥条件对秸秆还田后的土壤多酚氧化酶活性、土壤蔗糖酶活性、土壤碱性磷酸酶活性、土壤脲酶活性和土壤微生物群落的动态变化特征,及其对土壤EC值、土壤pH值、土壤容重和土壤理化性质的影响,以获得秸秆在田间腐解的特征、秸秆还田后土壤质量评价以及对土壤微生物群落的影响,为科学化秸秆直接还田、秸秆配肥土壤、提高作物产量提供实施方法和依据。在作物的整个生长期内,研究结果表明:（1）不同处理土壤蔗糖酶活性的平均值,从大到小依次为SFNED > SFNE > SFND> SFN > SF> CK;不同处理土壤碱性磷酸酶活性的平均值,从大到小依次为SFNED > SF >SFND >SFN> CK> SFNE;不同处理土壤脲酶活性进行比较,平均值从大到小依次为SFNE >SFN >SFNED>SFND> SF>CK;不同处理土壤多酚氧化酶活性活性进行比较,平均值从大到小依次为CK>SFNE>SF>SFND>SFNED>SFN。除土壤多酚氧化酶外,SFNED处理的酶活性均显著高于对照处理。（2）各个处理的土壤pH值变化趋势基本相同,在中性偏碱范围内呈微微持续上升的趋势;其中处理SFN、处理SF与CK处理的pH平均值差异显著。（3）各个处理的土壤EC值变化趋势基本相同,呈略微下降的趋势。特点是前期波动较大,后期趋于平缓。处理SFND、处理SFNE、处理SFNED与CK处理的EC平均值存在显著差异。（4）与CK对照比较,施用微生物菌剂与化肥的各个处理土壤容重下降了13.21%～20.25%,差异达到极显著水平;试验后对土壤容重分析表明,处理SFNED<处理SFND<处理SFNE<处理SFN<处理SF<处理CK。同时,施用微生物菌剂与化肥的各处理的土壤田间持水量增加了0.48%～3.19%,土壤总孔隙度增加了19.2%～29.72%。（5）在相关性分析中发现,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性之间存在显著正相关,而多酚氧化酶与其它酶类都达不到显著。土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量与土壤脲酶、碱性磷酸酶活性呈显著相关,土壤蔗糖酶活性与速效钾含量呈显著负相关,而多酚氧化酶与这些养分因子相关性均不显著。（6）在不同处理下,小麦产量处理高低依次为处理SFNED>处理SFND>处理SFNE>处理SFN>处理SF>处理CK。与CK相比,秸秆还田和微生物菌剂与化肥配施可以使小麦产量增产17%～57%。各处理玉米产量处理高低依次为处理SFND>处理SFNED>处理SFNE>处理SFN>处理SF>处理CK。与CK相比,秸秆还田和微生物菌剂与化肥配施可以使玉米产量增产16%～60%。（7）四个处理CK、SF、SFN、SFND的土壤微生物群落的AWCD（平均颜色变化率）有着明显差异。其中处理SFND的AWCD增长斜率最大,处理SFND与处理CK有极显著差异（p<0.01）,处理SF、SFN与处理CK差异不显著。说明微生物菌剂比化肥对土壤微生物群落的AWCD的影响大。由主成分分析得出,处理SFND典型变量值的变异（离散）最小,而处理SF和处理SFN典型变量值的变异较大,离散较大。这说明处理SFND效果最好。相比其他处理,处理SFND可以使土壤微生物群落物种更丰富、群落物种及其个体数增加更多和分布更均匀。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 土壤酶的研究
• 1.2.1 土壤酶的种类
• 1.2.2 土壤酶的来源
• 1.2.3 土壤酶的影响因素
• 1.2.4 土壤酶在碳、氮、磷生物循环中的作用
• 1.2.5 土壤酶作为评价土壤肥力的指标
• 1.3 土壤微生物
• 1.4 秸秆还田的研究
• 1.4.1 秸秆的来源和产生量
• 1.4.2 秸秆的主要养分
• 1.4.3 秸秆还田的不同方式
• 1.5 秸秆还田对土壤酶活性的影响
• 1.6 影响秸秆腐解的因素
• 1.6.1 秸秆腐熟菌剂和酶制剂
• 1.6.2 土壤理化性质
• 1.6.3 秸秆还田的时期和方式
• 1.6.4 秸秆切割长度
• 1.6.5 秸秆还田的深度
• 1.7 秸秆还田对土壤理化性质、土壤养分和作物产量的影响
• 1.7.1 秸秆还田对土壤理化性质的影响
• 1.7.2 秸秆还田对土壤养分的影响
• 1.7.3 秸秆还田对作物产量的影响
• 1.8 选题的目的和意义
• 1.8.1 研究目的
• 1.8.2 研究意义
• 第二章 土壤蔗糖酶活性在微生物菌剂化肥秸秆不同配比施用下的动态变化
• 2.1 试验方案
• 2.1.1 试验地概况
• 2.1.2 供试材料及试验设计
• 2.1.3 样品采集及预处理
• 2.1.4 测试项目与方法
• 2.1.5 数据处理
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 土壤蔗糖酶活性在玉米不同生育期内动态变化
• 2.2.2 土壤蔗糖酶活性在小麦不同生育期内动态变化
• 2.2.3 不同施肥处理对土壤蔗糖酶活性的比较
• 2.3 小结
• 第三章 土壤碱性磷酸酶活性在微生物菌剂化肥秸秆不同配比施用下的动态变化
• 3.1 试验方案
• 3.1.1 试验地点
• 3.1.2 试验材料
• 3.1.3 样品采集及预处理
• 3.1.4 测定方法
• 3.1.5 数据处理
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 土壤碱性磷酸酶活性在玉米不同生育期内动态变化
• 3.2.2 土壤碱性磷酸酶活性在小麦不同生育期内动态变化
• 3.2.3 不同处理对土壤碱性磷酸酶活性的比较
• 3.3 小结
• 第四章 土壤脲酶活性在微生物菌剂化肥秸秆不同配比施用下的动态变化
• 4.1 试验方案
• 4.1.1 试验地点
• 4.1.2 试验材料
• 4.1.3 样品采集及预处理
• 4.1.4 测定方法
• 4.1.5 数据处理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 土壤脲酶活性在玉米不同生育期内动态变化
• 4.2.2 土壤脲酶活性在小麦不同生育期内动态变化
• 4.2.3 不同处理对土壤脲酶活性的比较
• 4.3 小结
• 第五章 土壤多酚氧化酶活性在在微生物菌剂化肥秸秆不同配比施用下的动态变化
• 5.1 试验方案
• 5.1.1 试验地点
• 5.1.2 试验材料
• 5.1.3 采集和预处理
• 5.1.4 测定方法
• 5.1.5 数据处理
• 5.2 结果分析
• 5.2.1 土壤多酚氧化酶活性在玉米不同生育期内
• 5.2.2 土壤多酚氧化酶活性在小麦不同生育期内动态变化
• 5.2.3 不同处理对土壤多酚氧化酶活性的比较
• 5.3 小结
• 第六章 微生物菌剂与化肥不同配比对秸秆还田后土壤理化性质及作物产量的影响
• 6.1 试验方法
• 6.1.1 试验地点
• 6.1.2 试验材料
• 6.1.3 样品的采集和预处理
• 6.1.4 测定项目和方法
• 6.1.5 数据处理
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 土壤pH 值
• 6.2.2 土壤电导率（EC）
• 6.2.3 不同处理对土壤容重的影响
• 6.2.4 不同处理对土壤理化性质和作物产量的影响
• 6.3 小结
• 第七章 微生物菌剂化肥不同配比对秸秆还田后土壤微生物群落的影响
• 7.1 试验方案
• 7.1.1 试验地概况
• 7.1.2 试验材料
• 7.1.3 试验设计
• 7.1.4 样品采集及预处理
• 7.1.5 测试项目与方法
• 7.1.6 数据处理
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 ELISA 反应颜色变化率（AWCD）
• 7.2.2 微生物群落功能主成分分析（PCA）
• 7.2.3 土壤微生物群落功能多样性指数分析
• 7.3 结论
• 第八章 问题讨论和研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介