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秸秆还田是提升土壤有机质、改良土壤结构的重要措施。以少量有机肥或微生物菌剂作为激发源的激发式秸秆还田可提高土壤生物活性、加速秸秆腐解,改善秸秆还田效果。本研究通过在河南封丘潮土区设置田间试验,研究添加有机肥和微生物菌剂的激发式秸秆还田措施对土壤团聚体酶活性、土壤微生物群落、土壤肥力的影响,结果如下: 1.以有机肥为激发源的秸秆还田处理显著提高了土壤团聚体酶活性 (1)与常规化肥处理相比,以有机肥为激发源的秸秆还田处理显著提高了>2、2~0.25、0.25~0.053mm团聚体中脲酶(平均增幅44.22%)、纤维素酶(平均增幅94.01%)、蔗糖酶(平均增幅12.95%)和碱性磷酸酶(平均增幅26.56%)的活性。以微生物菌剂为激发源的秸秆还田处理,提高了玉米生育期内不同级别团聚体中脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性(平均增幅10.50%),增幅小于以有机肥为激发源的处理。 (2)有机肥为激发源的激发式秸秆还田中,氮肥基追比为5∶5处理与氮肥基追比为6∶4和4∶6处理间酶活性在不同生育期、不同级别团聚体中,未呈现出一致的规律。 2.以有机肥为激发源的秸秆还田处理提高了细菌群落的丰度和多样性 (1)与常规化肥处理相比,以有机肥为激发源的秸秆还田处理提高了土壤细菌群落的丰度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)。以微生物菌剂为激发源的秸秆还田处理,在小麦苗期土壤细菌的Shannon指数和Chao1指数低于常规化肥处理;小麦和玉米成熟期Shannon指数和Chao1指数高于常规化肥处理。 (2)群落结构相似性的聚类分析表明,以有机肥为激发源的秸秆还田处理与以微生物菌剂为激发源的秸秆还田处理、秸秆还田条件下常规化肥处理间土壤细菌群落存在较大的差异。以有机肥为激发源的激发式秸秆还田处理增加了Proteobacteria(变形菌门)的相对丰度(平均增幅16.56%),降低了Acidobacteria(酸杆菌门)(平均降幅3.10%)、Actinobacteria(放线菌门)(平均降幅7.80%)的相对丰度。 (3)相关分析的结果表明,土壤微生物多样性与土壤团聚体特性存在一定的联系,小麦和玉米成熟期Shannon指数与>2mm团聚体的含量和团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)呈显著正相关。 3.以有机肥为激发源的秸秆还田处理对土壤肥力、作物产量和秸秆腐解率的提升效果优于微生物菌剂的处理 (1)以有机肥为激发源的秸秆还田处理较常规化肥处理提高了土壤有机质(平均增幅15.65%)、全氮(平均增幅10.38%)、全磷(平均增幅8.06%)、全钾(平均增幅0.19%)、速效氮(平均增幅1.91%)、速效磷(平均增幅1.48%)和速效钾(平均增幅1.21%)的含量。 (2)施加微生物菌剂的激发式秸秆还田处理较常规化肥处理提高了土壤有机质(11.27%)、全氮(7.55%)、全磷(3.46%)、全钾(0.13%)、速效氮(0.42%)和速效磷(0.211%)的含量,降低了土壤速效钾的含量(0.11%)。 (3)以有机肥为激发源的秸秆还田处理秸秆腐解率、小麦和玉米产量的平均增幅为29.50%、2.89%;添加微生物菌剂的秸秆还田处理秸秆腐解率、小麦和玉米产量的平均增幅为8.93%、0.96%。 综上所述,添加有机肥的激发式秸秆还田对增加土壤团聚体酶活性、提高土壤微生物群落多样性、增加土壤养分和提高作物产量均有明显作用,因此添加有机肥的激发式秸秆还田是提升潮土肥力和促进潮土区土壤资源可持续利用的有效方式。