论文部分内容阅读
本文针对东北草甸黑土质量退化严重,土壤微生物区系失衡等问题,在深耕和浅耕两种耕作方式下分别施用有机肥和生物炭,进行为期两年的定位试验。以期明确不同耕作方式下施用有机肥、生物炭对土壤酶活性和细菌生物多样性的影响;利用冗余分析确定肥力因子对土壤中优势菌群积累量产生的影响;为合理开发和保护土壤耕地提供理论依据和技术指导。本试验在全量秸秆还田的基础上以耕作方式为主处理,在深耕（D:耕作深度为30cm）和浅耕（S:耕作深度为15cm）两个主处理下设有机肥（M）、生物炭（B）为副处理。各个处理均施配方肥料（N-P2O5-K2O 13-16-10）,600公斤/公顷。分别取不同深度土壤样品（0-20cm、20-40cm、40-60cm）,用于研究不同耕作条件下施肥对不同深度土层中土壤酶、细菌生物多样性的影响。主要结果如下:浅耕对照处理（SCK）与深耕对照处理（DCK）相比较可以看出,SCK处理可以显著提高表层（0-20cm）土壤中纤维素酶、β-葡糖苷酶、FDA水解酶活性,而土壤脱氢酶和多酚氧化酶在表层土壤中酶活性主要受DCK处理影响,其土壤中2种酶活性均显著高于SCK处理。在深层（20-60cm）土壤中,DCK处理均可以提高各个酶活性,且显著高于SCK处理。但β-葡糖苷酶活性变化略有不同,在20-40cm土层中其酶活性为DCK<SCK处理。不同耕作条件下施用生物炭和有机肥对各土层中酶活性影响差异较为显著,但针对于不同施肥处理而言,各个酶活性在各土层中变化趋势一致。不同耕作条件下施用有机肥均可提高表层（0-20cm）土壤中各个酶活性,且显著高于施用生物炭处理。但在深层（20-60cm）土壤中,施肥处理对各个酶活性影响则相反,此土层中各个酶活性为施用生物炭处理>施用有机肥处理。通过Venn图分析得出深耕处理土壤中细菌生物多样性显著高于浅耕处理。通过差异显著性分析（置信区间95%）表明当耕作、施肥作为单因素分析时,对土壤中细菌多样性影响并不显著,但不同耕作方式下施肥处理对细菌多样性影响较为显著。施用有机肥处理土壤中细菌多样性变化尤为显著,Proteobacteria（变形菌门）和Actinobacteria（放线菌门）分别占DM处理和SM处理土壤中细菌相对丰度的26.15%、29.87%和25.4%、21.28%。通过物种多样性分析可知DB处理能显著增加土壤中细菌生物多样性,且变形菌门（Proteobacteria）与放线菌门（Actinobacteria）分布相似度较高。通过RDA（冗余分析）分析发现深耕处理组受肥力因子影响较为显著,其土壤中细菌多样性与土壤中速效氮呈显著正相关,与肥力因子速效磷、速效钾和pH呈负相关性。通过对土壤中5大优势菌门相对丰度与酶活性相关分析可知,土壤中Proteobacteria（变形菌门）相对丰度变化与土壤脱氢酶、纤维素酶活性呈显著正相关（P<0.05）;Bacteroidetes（拟杆菌门）相对丰度与纤维素酶活性呈显著正相关（P<0.05）。