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长期的化肥过量投入可能导致土壤肥力、养分利用率和作物品质的下降,增加生态环境污染的风险。因此,如何采用合理的施肥管理方式,实行部分有机养分替代化学肥料以减少化肥投入,具有十分重要意义。本文通过盆栽和田间试验,运用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析、Biolog 分析、MicroRespTM 分析等分析方法,研究了施肥管理方式、有机替代(秸秆、沼液、有机肥)对土壤养分和微生物群落的影响,取得以下主要结果:1、探讨了秸秆还田条件下不同施氮水平、沼液50%等氮替代以及施氮时间对土壤养分和微生物群落的影响。结果表明:沼液替代处理(1)对土壤氮素的积累有促进作用,但对土壤其它养分含量影响不明显,有效磷含量甚至低于常规施肥处理;(2)能显著提高土壤微生物的总生物量,移栽前和成熟期能显著提高土壤微生物F/B值,其中施氮肥水平为180kg·hm-2相较于同处理其他施氮肥水平作用效果更佳;(3)能提高土壤微生物呼吸代谢活性和微生物群落多样性。总体而言,施氮肥水平为180 kg·hm-2,沼液50%等氮替代处理更有利于提高土壤养分、土壤微生物总量和群落多样性。2、研究了施用化肥和有机肥在秸秆还田与不还田两种条件下对稻田土壤养分和微生物群落结构的影响,以探讨何种有机养分(秸秆、有机肥)替代配施模式更有利于稻田土壤环境的可持续发展。结果表明:(1)化肥+秸秆还田对土壤有机质、有效氮、有效磷和速效钾含量的增加均有促进作用。(2)施商品有机肥显著提高了土壤微生物的代谢活性,秸秆还田+商品有机肥有利于提高土壤微生物对酚酸和羧酸的利用,降低土壤微生物对胺类的利用。(3)商品有机肥+秸秆还田显著增加了土壤微生物群落的丰富度。(4)土壤养分含量与PLFA的微生物群落存在相关性。综上,秸秆还田条件下施用商品有机肥有利于提高土壤养分含量,提高土壤中微生物的代谢活性和物种丰富度。3、进一步探讨了不同肥料类型与秸秆配施对稻田土壤的生态影响,设置四种处理(不施氮肥+秸秆还田(B+JG);化肥+秸秆还田(HF+JG);沼液+秸秆还田(Z+JG);商品有机肥+秸秆还田(S+JG))的试验,结果表明:(1)在秸秆还田下,施化肥处理土壤养分积累量最高,而短期内施沼液和施商品有机肥处理对土壤养分积累作用效果不明显;(2)施沼液处理能显著提高土壤微生物代谢活和碳源利用率,而施商品有机肥作用效果不明显;(3)施沼液和施商品有机肥均能提高土壤微生物群落多样性,且施沼液作用效果更明显。(4)施沼液和商品有机肥均能提高土壤微生物总生物量和真菌/细菌(F/B)值,其中施沼液土壤微生物总生物量高于施商品有机肥,但真菌/细菌(F/B)值相对较低。综上,短期内施用沼液与秸秆配施更有利于提高土壤微生物总量及群落多样性。4、最后本文运用磷脂脂肪酸(PLFA)和Biolog-Eco微平板法,探讨了四种氮肥管理模式(不施氮肥(CK);农民习惯施肥(FP);氮肥优化管理1(OPT1);氮肥优化管理2(OPT2))对稻田土壤微生物群落结构的影响。结果表明:(1)OPT1处理提高了土壤微生物的代谢活性和碳源利用能力,而FP、OPT2处理均降低了微生物代谢活性和碳源利用能力;(2)OPT1处理土壤总生物量高,土壤微生物多样性较复杂,F/B值最高,说明氮肥优化管理也可以改善土壤生态环境。综上,秸秆还田条件下短期内施用沼液(部分替代化肥)和商品有机肥对土壤养分积累效果不明显,但可有效提高土壤微生物含量和多样性,其中,沼液部分替代化肥效果最明显;氮肥优化管理中缓释肥基施有利于提高土壤微生物总生物量、生物多样性和F/B值,改善土壤生态环境;因此,在水稻化肥减施条件的探索中,有机养分替代化肥的比例以及整个生育期的氮肥运筹对稻田的生态可持续发展起着关键性的作用。