深耕并秸稈還田下玉米田土壤微生物類群變化論文

　　微生物是土壤養(yǎng)分轉化和循環(huán)的動力，也是土壤有機質中最為活躍的部分[1],直接影響土壤養(yǎng)分的礦化和固定。土壤微生物的數(shù)量變化能靈敏反應出農(nóng)田土壤理化性狀的變化[2].研究表明，耕作通過改變土壤物理性狀對土壤微生物數(shù)量產(chǎn)生影響[3],深耕能夠提高農(nóng)田土壤微生物數(shù)量[4],秸稈還田也能夠增加土壤微生物數(shù)量[5,6],并且土壤微生物數(shù)量的變化與秸稈在耕層土壤中的分布狀況有關[7].目前，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中部分地區(qū)已經(jīng)把深耕并秸稈還田技術作為緩解耕層土壤緊實措施進行推廣，但該技術給黃淮海冬小麥 - 夏玉米兩熟地區(qū)農(nóng)田土壤微生物類群帶來的變化尚缺乏研究。本文擬通過在鶴壁和漯河兩個不同生態(tài)的土壤上，研究連續(xù)深耕并秸稈還田條件下玉米田土壤微生物類群的變化規(guī)律，為提升黃淮海地區(qū)糧食單產(chǎn)、保障國家糧食安全提供理論和技術支持。

　　1 材料與方法。

　　1. 1 試驗地概況。

　　試驗于 2009 ~ 2011 年在河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學院和漯河市農(nóng)業(yè)科學院的試驗田同時進行。鶴壁市農(nóng)業(yè)科學院的試驗田位于河南省北部（ 35°41'N,114°33'E） ,屬暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候，年平均氣溫 13. 7℃，全年無霜期平均 221 天，年平均日照時數(shù) 2 311 小時，年平均降水量 635. 9毫米，土壤質地為壤土。漯河市農(nóng)業(yè)科學院的試驗田位于河南省中南部（ 33°36'N,113°59'E） ,屬暖濕性季風氣候，年均氣溫 14. 7℃，全年無霜期平均 220 天，年平均日照時數(shù) 2 350 小時，年降水量為 786 毫米，土壤質地為黏土。兩試驗田 0 ~40 cm 土層土壤的基礎物理性質和肥力見表 1,試驗期間的氣象條件見圖 1.

　　漯河市和鶴壁市農(nóng)業(yè)科學院試驗田的供試玉米品種分別為當?shù)刂髟杂衩灼贩N鄭單 958 和浚單20,種植密度均為 67 500 株 / hm2; 小麥品種分別為當?shù)氐闹髟云贩N溫麥 6 號和漯麥 4 號，種植密度均約為 675 萬穗/hm2.兩地各處理施肥量和施肥方法相同，其中玉米季施純氮300 kg/hm2、純磷 150 kg/hm2、純鉀 225 kg/hm2,小麥季施純氮300 kg / hm2、純磷 150 kg/hm2、純鉀 150 kg/hm2.氮肥采用后移技術，基肥和追肥分別占總施氮量的 60%和 40%.磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入。田間其他管理同當?shù)匾话闵�產(chǎn)田。

　　1. 2 試驗設計。

　　于 2009 ~ 2011 年，夏玉米免耕播種，夏玉米收獲后進行耕作處理，然后播種冬小麥。深耕處理耕作深度 30 cm,常規(guī)耕作處理耕作深度 20cm.試驗設常規(guī)耕作并秸稈還田 （ CT） 、深耕并秸稈還田 （ DT） 、深耕但秸稈不還田（ DNT） 3 個處理。隨機區(qū)組試驗設計，小區(qū)面積 6 m ×60 m,重復 3 次。秸稈還田處理： 夏玉米秸稈在耕作之前被秸稈粉碎機切碎，并結合耕作被全部混入耕層土壤中，冬小麥秸稈在夏玉米播種前被切碎全部覆蓋還田。秸稈不還田處理： 夏玉米秸稈和冬小麥秸稈全部移出試驗田。

　　1. 3 土壤樣品采集。

　　2010 年和 2011 年均在夏玉米吐絲期于每小區(qū)選取 3 點，用土鉆采集 0 ~10、10 ~20、20 ~30、30 ~ 40 cm 土層的樣品，于 4℃ 冰箱保存，用于土壤微生物數(shù)量測定。

　　1. 4 土壤微生物計數(shù)。

　　微生物數(shù)量用平板計數(shù)法測定。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基； 真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基； 放線菌采用高氏 1 號培養(yǎng)基[9].

　　1. 5 數(shù)據(jù)處理。

　　試驗數(shù)據(jù)采用 SPSS 軟件進行統(tǒng)計分析和差異顯著性分析，置信水平為 α =0. 05.

　　2 結果與分析。

　　2. 1 不同處理對土壤微生物數(shù)量的影響。

　　兩地兩年數(shù)據(jù)平均后結果（ 表 2） 表明，DT 處理耕層土壤細菌、真菌、放線菌數(shù)量分別比 CT 處理高 10. 8%、23. 9%、31. 0%,分別比 DNT 處理高56. 1% 、85. 3% 、142. 6% .說明深耕和秸稈還田均可增加耕層土壤微生物數(shù)量，其中秸稈還田條件下土壤微生物數(shù)量的增幅高于深耕處理。

　　2. 2 不同處理對耕層土壤細菌數(shù)量的影響。

　　深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤細菌的數(shù)量。由表 3 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤細菌數(shù)量分別比CT 和 DNT 處理高 84. 7% 和 12. 8% ,2011 年同比分別高 32. 8% 和 57. 1%; 在漯河，2010 年 DT 處理 20 ~ 30 cm 土層土壤細菌數(shù)量分別比 CT 和DNT 處理高 55. 9% 和 106. 6% ,2011 年同比分別高 81. 7%和 93. 1%.

　　2. 3 不同處理對耕層土壤真菌數(shù)量的影響。

　　深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤真菌的數(shù)量。由表 4 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數(shù)量分別比 CT 和 DNT 處理高60. 4%和54. 0%,2011 年同比分別高 62. 2% 和 43. 1%; 在漯河，2010 年 DT處理 20 ~30 cm 土層土壤真菌數(shù)量分別比 CT 和DNT 處理高 433. 3% 和 32. 3% ,2011 年同比分別高 115. 5%和 185. 3%.

　　2. 4 不同處理對耕層土壤放線菌數(shù)量的影響。

　　深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤放線菌的數(shù)量。由表 5 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數(shù)量分別比 CT 和 DNT 處理高42. 7%和52. 8%,2011 年同比分別高137. 5%和235. 3%; 在漯河，2010 年 DT處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數(shù)量分別比 CT和 DNT 處理高 44. 7%和 277. 0%,2011 年同比分別高 20. 8%和 325. 4%.

　　3 結論與討論。

　　深耕增加農(nóng)田土壤微生物數(shù)量，主要增加耕層下部土壤微生物數(shù)量。本試驗兩年數(shù)據(jù)平均后結果表明，深耕處理土壤細菌、真菌和放線菌的數(shù)量比 常 規(guī) 耕 作 處 理 分 別 高 10. 8%、23. 9%、31. 0% .本試驗中，深耕處理的耕作深度為 30cm,常規(guī)耕作處理的耕作深度為 20 cm,與常規(guī)耕作相比深耕處理主要改善 10 ~30 cm 土層土壤環(huán)境[10],從而增加土壤微生物數(shù)量。該結果與前人的研究相符，因為土壤的結構、水分狀況、通氣情況和養(yǎng)分狀況9對土壤微生物的生長和繁殖均有重要影響[11].

　　秸稈還田增加整個耕層土壤微生物數(shù)量。本試驗兩年數(shù)據(jù)平均后結果表明，與深耕秸稈不還田處理相比深耕秸稈還田處理的土壤細菌、真菌和放線菌的數(shù)量分別增加了 56. 1%、85. 3%、142. 6% .前人的研究也表明秸稈還田能夠提高土壤中微生物數(shù)量[1].因為，還田的秸稈能夠為土壤微生物生長繁殖提供碳源[13],同時秸稈自身也存在大量活的微生物[14].

　　本研究在 2010 年和 2011 年兩年的微生物數(shù)量差異較大，2011 年的土壤微生物數(shù)量遠少于2010 年，這是因為 2011 年 9 月份降雨量較大，同時氣溫也比較低，均不利于土壤微生物生長繁殖。

　　參 考 文 獻：

　　[1] Powlson D S,Jenkinson D S. A comparison of the organic mat-ter,biomass,adenosine triphosphate and mineralizable nitrogencontents of ploughed and direct - drilled soils[J]. J. of Agri-cultural Science,1981,97: 713 - 721.

　　[2] 巨天珍，任海峰，孟凡濤，等。 土壤微生物生物量的研究進展[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學，2011（ 16） : 45 -47.

　　[3] Nyamadzawo G,Nyamangara J,Nyamugafata P,et al. Soil mi-crobial biomass and mineralization of aggregate protected carbonin fallow - maize systems under conventional and no - tillage inCentral Zimbabwe [J]. Soil Till. Res. ,2009,102: 151 - 157.

　　[4] 劉紅杰，習向銀，劉朝科，等。 深翻耕和連作對植煙土壤養(yǎng)分及其生物活性的影響 [J]. 福建農(nóng)業(yè)學報，2011,26（ 2） : 298 -303.

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