论文部分内容阅读
本试验于2021年在山东农业大学农学实验站进行,试验田为花生多年连作的田块,以大花生品种604L-3为材料,设置2种耕作方式和2种有机物料还田处理,即冬闲期前免耕,花生播种前旋耕整地（RT）;冬闲期前翻耕土壤,花生播种前旋耕整地（PT）;种植越冬作物,花生播种前植株粉碎压青（GM）;施用玉米秸秆生物炭（BC）。研究不同耕作方式和有机物料还田对连作花生土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能、根系形态与干物质积累、花生产量及其构成因素的影响,研究结果以期为消减花生连作障碍,花生稳产提供理论依据和技术指导。研究结果如下:1.不同耕作方式与有机物料还田对连作花生土壤理化性质的影响与RT处理相比,PT、GM和BC处理显著降低了连作花生0-30 cm土层的土壤容重,提高了土壤孔隙度和大团聚体（＞2 mm）的质量比重;并且PT和BC处理显著提高了0-20 cm土层的含水量。与RT处理相比,GM处理的非根际土和根际土的全氮含量在花生饱果期分别提高了8.23%和8.66%;BC处理的全氮含量分别提高7.90%和7.02%。GM处理的非根际土和根际土的总有机碳含量在花生花针期分别提高了9.89%和13.55%;BC处理的总有机碳含量分别提高9.79%和24.50%。另外,与RT处理相比,GM和BC处理提高了土壤表层花生结荚期、饱果期非根际土和全生育期根际土的脲酶和蔗糖酶活性。以上研究结果表明,GM和BC处理均可降低土壤紧实度,提高土壤酶活性,促进土壤耕层的养分循环,改善土壤理化性质。2.不同耕作方式与有机物料还田对土壤微生物群落结构和功能的影响与RT处理相比,PT、GM和BC处理显著提高了拟杆菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、RB41的相对丰度,显著降低了装甲菌门、浮霉菌门和芽单胞菌门的相对丰度。并且与RT处理相比,PT处理显著提高了担子菌门和蓝状菌的相对丰度,显著减少了镰刀菌属和小镰孢属的相对丰度;GM处理显著提高了子囊菌门和毛壳菌属的相对丰度,减少了小镰孢属和黄曲霉属的相对丰度;BC处理显著提高了球囊菌门、被孢霉门的相对丰度,显著减少了镰刀菌属、小镰孢属和黄曲霉属的相对丰度。各处理间细菌、真菌群落结构相似性差异显著,优化了连作花生土壤微生物群落结构。与RT处理相比,GM和BC处理可以显著提高连作花生土壤微生物利用总碳源的代谢强度,微生物对碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类碳源的利用率显著增加,碳源利用率的差异主要在于对碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类的利用情况。3.不同耕作方式与有机物料还田对花生根系形态和干物质积累的影响与RT处理相比,PT处理显著提高了花生结荚期的根系平均直径;GM处理显著提高了花生结荚期的根系长度、根长密度和根系干物质积累量,分别为20.62%、21.96%和6.51%;BC处理提高了花生花针期的根系长度、根长密度和根系干物质积累量,分别为13.88%、14.06%和23.23%。另外,与RT处理相比,GM处理植株地上部茎叶的干物质积累量在花生结荚期和饱果期分别提升了25.69%和67.60%;BC处理植株地上部茎叶的干物质积累量分别提升了30.41%和78.04%。以上研究结果表明,GM和BC处理均可加快根系对土壤养分的吸收,促进根系形态建成和植株地上部茎叶的生长发育。4.不同耕作方式与有机物料还田对花生产量及其构成因素的影响与RT处理相比,PT处理增加了果重;GM处理提高了出仁率和单株结果数;BC处理增加了果重和单株结果数。GM和BC处理的花生荚果产量分别提升了29.85%和15.44%,籽仁产量提升了32.55%和16.23%,GM处理的增产效果最为显著。综合土壤理化性质、土壤微生物群落结构和功能、根系的形态建成及荚果产量表明,秸秆压青处理可以有效缓解花生连作障碍,为花生稳产、高效提供理论依据和技术指导。