玉米秸秆深翻还田改善耕地质量的响应机制研究.doc

玉米秸秆深翻还田改善耕地质量的响应机制研究 　　土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分之一。微生物数量和土壤酶活性等可以作为评价土壤肥力的重要指标之一。细菌是土壤物质转化的主要动力,许多细菌类群可增加土壤中可给性 N 素和 P素的含量,提高土壤肥力。张星杰等研究保护性耕作对土壤细菌、真菌、放线菌的影响。研究结果表明,大田施入玉米秸秆量相同的情况下,施腐熟秸秆显著增加土壤细菌、真菌和放线菌的数量。慕平研究表明,玉米秸秆还田可使土壤真菌和嫌气性细菌数量减少,放线菌和好气性细菌数量增加; 秸秆还田 +耕翻使土壤真菌和嫌气性细菌数量减少,好气性细菌数量增加。前人的研究大多集中在不同保护性耕作或长期施肥对土壤主要微生物区系组成的影响; 而对内蒙古灌溉农业区玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物影响的研究鲜有报道。 　　据此,文中试验研究了在灌溉条件下内蒙古玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物和土壤酶活性动态变化的影响状况,以期揭示玉米秸秆深翻还田改善耕地质量的响应机制,为采取玉米秸秆深翻还田措施进而保障耕地的可持续生产提供科学依据。 　　1、 材料与方法 　　1. 1 试验样地基本情况 　　试验地设在内蒙古农业大学科技示范园区(土默特右旗萨拉齐镇) 秸秆还田定位试验田,沙壤土。试验区属半干旱中温带大陆性季风气候,年均气温 6 ~8℃,年降水总量 400mm,无霜期140d,海拔1015m,年日照时数 2806h,年活动积温为 3000 ~3500。试验地有机质含量 20. 03g/kg,碱解氮 57. 74mg/kg,速效磷7. 77mg/kg,速效钾89. 33mg/kg; 施纯 N475kg/hm2,P2O5210kg / hm2,K2O 202. 5kg / hm2; 其中,N 按3:7 分别于拔节期、大喇叭口期追施,P2O5和 K2O 作种肥一次性施入,其他管理同大田。 　　1. 2 试验设计 　　试验于 2011 年和 2012 年进行,设玉米秸秆深翻还田一年(SF - ) 、连续两年玉米秸秆深翻还田(SF- ) 和常规旋耕秸秆不还田(CK) 3 个处理,3 次重复,玉米秸秆还田为全量(折干物质 450kg / 亩) 还田。供试作物为春玉米,其他管理普通大田。 　　1. 3 取样方法 　　在春玉米播种期、苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期进行取样。采用 5 点取样法,在田间用取样器取0 ~20cm 土层土壤,混合均匀后,按四分法取100g 土壤样品装入已灭菌的自封袋中,将新鲜土样分别过1mm 筛和2mm 筛,过1mm 筛的土样用于土壤微生物数量的测定; 过2mm 筛的土样放在阴凉处风干,剔除植物残体和其他杂物进行酶活性测定。 　　1. 4 测定方法 　　1. 4. 1 土壤含水率的测定 　　采用烘干法,取供试土壤 10g 在105 烘 10h ~ 12h 至恒重,每个土样重复 3 次。计算公式: 水分% = (湿土重- 烘干土重) / 湿土重 × 100% ,水分系数 =1/(1 - 水分%) 。 　　1. 4. 2 土壤有益微生物分离及界定 　　土壤有益微生物分离所用培养基及界定标准(表 1) 。 　　 　　各培养基配方及制作方法参照周德庆编著的《微生物学教程》。土壤微生物的计数: 采用稀释平板涂布法。土壤悬浮液稀释成 10- 6、10- 5、10- 4,3 个浓度接种培养基平板,每 1 处理设 3 个重复。接种后倒置于 28℃恒温培养箱内培养 1d ~7d,进行计数,根据土样含水率计算每克干土中的细菌数量,公式为: 菌落数/克干土 = 计数皿平均菌落数 × 计数皿稀释倍数 × 水分系数。 　　1. 4. 3 土壤酶活性 　　的测定过氧化氢酶活性: 高锰酸钾滴定法,用 0. 1mol/L KMnO4mL / (g·24h) 表示。转化酶活性:3、5 - 二硝基水杨酸比色法,用 C6H6O6mg / (g·24 h) 表示。脲酶活性: 苯酚钠 - 次氯酸钠比色法,用 NH3- N mg / (100g·24 h) 表示。纤维素酶活性 - 用 3、5 - 二硝基水杨酸比色法,用 C6H6O6mg / (g·72h) 表示。 　　1. 4. 4 数据的处理采用 DPS 统计软件和 Excel 软件完成。 　　2、 结果与分析 　　2. 1 秸秆深翻还田对土壤有益微生物数量的影响 　　2. 1. 1 秸秆深翻还田对自生固氮菌数量的影响 　　 　　由图 1 可知,玉米全生育期内,各处理土壤自生固氮菌数量的动态变化均表现为: 播种期至苗期有所下降,苗期后缓慢上升至灌浆期达到高峰,之后下降,至成熟期达到最低。不同处理土壤自生固氮菌数量表现为 SF - SF - Ⅰ CK,且大喇叭口期和灌浆期,各处理间差异显著(P SF - CK。