長期連作棉田土壤微生物多樣性及對耕作措施的響應.pdf

1、為了研究不同連作年限棉田土壤質量的演變趨勢以及目前生產中采取的耕作措施對長期連作障礙棉田的調節(jié)效應，本實驗采用空間替代法，從土壤微生物角度出發(fā)，研究土壤微生物群落結構和功能變化，闡明長期連作棉田土壤微生物過程的變化規(guī)律。通過分析不同連作年限（連作1年、5年、15年、20年、30年）和不同耕作措施（長期連作棉田出現(xiàn)障礙后進行稻棉輪作和深翻）條件下土壤真菌群落多樣性、微生物區(qū)系、酶活性和基礎呼吸等微生物特征變化及土壤理化特征變化，其結果顯示

2、：
　　 1．土壤理化性質的變化。在0～40cm 土層，短期連作（1～15年）土壤容重和孔隙度沒有變化，而長期連作土壤容重增加，孔隙度降低；隨連作年限的增加，土壤pH 呈先降低后增加再降低的趨勢，土壤有機質呈逐漸增加的趨勢。長期連作經水旱輪作后，20～40cm 土層土壤容重增加，孔隙度降低，0～40cm 土層土壤pH 升高，土壤有機質含量降低；長期連作經深度翻耕后，不同土層土壤容重和孔隙度沒有變化，土壤pH 升高；土壤有機質含量

3、降低。
　　 2．土壤微生物區(qū)系的變化。在0～40cm 土層，隨連作年限的增加，土壤可培養(yǎng)細菌呈先增加后減少的趨勢，0～20cm 土層真菌數(shù)量呈先增加達到一定數(shù)量后逐漸穩(wěn)定，20～40cm 土層土壤真菌呈先增加后降低的趨勢；不同土層放線菌呈波動狀態(tài)；與連作30年障礙棉田相比，長期連作棉田經水旱輪作和深度翻耕均可增加不同土層土壤可培養(yǎng)細菌、放線菌數(shù)量，降低0～20cm 土層可培養(yǎng)真菌數(shù)量。土壤細菌、放線菌、真菌與土壤有機質之間呈顯

4、著或極顯著正相關，土壤pH 與土壤細菌之間呈極顯著正相關。
　　 3．土壤酶活性變化。隨著連作年限的增加，不同土層土壤脲酶、磷酸酶呈先增加后降低的趨勢，土壤蔗糖酶、過氧化氫酶表現(xiàn)為先增加后降低然后再增加的趨勢；長期連作采取土壤深度翻耕可增加0～40cm 土層土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性；長期連作采取水旱輪作可增加0～20cm土層土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性，降低20～40cm 土層脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過

5、氧化氫酶活性。土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶與土壤容重呈顯著或極顯著正相關；土壤磷酸酶與放線菌呈極顯著正相關。土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和磷酸酶與土壤有機質、細菌、放線菌、真菌呈正相關。
　　 4．土壤基礎呼吸的變化。隨連作年限的增加，不同土層土壤基礎呼吸呈先增加后減少的趨勢；與連作30年障礙棉田相比，長期連作后經水旱輪作和深度翻耕均可增加土壤基礎呼吸速率。土壤基礎呼吸與土壤pH、細菌、放線菌呈正相關，與土壤容重、真菌、有機質呈

6、負相關。
　　 5．土壤真菌群落多樣性的變化。隨著連作年限的延長，土壤真菌多樣性由開始基本不變轉向急劇減少，土壤真菌群落結構由穩(wěn)定轉向不穩(wěn)定。在連作的20年內，土壤真菌豐富度和群落多樣性基本不變，群落結構比較穩(wěn)定，而在連作30年表層土壤真菌多樣性降低，群落結構出現(xiàn)波動；連作5年與種植1年棉田真菌群落結構相似，而連作20年以上棉田土壤真菌群落結構發(fā)生了改變。長期連作采取輪作和深翻耕作措施后，深層20～40cm 土壤真菌的多樣性增加

7、。通過棉花和水稻輪作，可以增加土壤真菌豐富度和群落多樣性，與連作30年障礙棉田相比土壤真菌群落結構發(fā)生了改變；深翻棉田與連作30年障礙棉田相比，降低表層0～20cm 土壤真菌的多樣性，土壤真菌豐富度和群落多樣性在20～40cm 土層有明顯的升高，而真菌群落結構與連作30年障礙棉田表層相似，深層發(fā)生一定改變。土壤Shannon 指數(shù)與細菌、放線菌、真菌呈正相關，與土壤容重、土壤有機質呈負相關。土壤Simpson 指數(shù)與土壤容重、基礎呼吸、

8、真菌、放線菌、土壤pH、呈負相關，與細菌之間呈顯著負相關。
　　 隨連作年限的延長，配合秸稈還田，土壤有機質增加，為微生物提供了豐富的碳源和氮源，土壤有機碳增加，維持了棉田土壤微生物群落結構的基本穩(wěn)定，但連作20年以上棉田土壤真菌群落結構發(fā)生了改變，棉田土壤微生物存在劇烈波動的現(xiàn)象。長期連作出現(xiàn)障礙的棉田經過水旱輪作后土壤真菌群落多樣性、可培養(yǎng)微生物數(shù)量增加，棉田土壤微生物多樣性增加，有利于緩解連作障礙，維持棉田土壤質量；長期連