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秸秆还田作为的一项重要的农田管理耕作措施,在改善土壤养分、土壤结构及土壤微生物群落分布方面有很大的影响。为揭示玉米秸秆还田对土壤物理、化学及微生物群落组成的影响,本试验采用随机区组设计(单因素),共设5个处理,分别为:秸秆不还田(T0)、秸秆还田3000 kg·hm-2(T1)、6000 kg.hm-2(T2)、9000 kg·hm-2(T3)、12000 kg·hm-2(T4)。通过高通量测序及磷脂脂肪酸的分析方法,研究了在秸秆持续5年还田处理条件下,秸秆还田量与土壤理化性质、团聚结构、生物学形状、微生物群落组成及其细菌多样性之间的相互关系。主要研究结果如下:(1)持续玉米秸秆还田后,土壤总碳(TC)、碱解氮(AN)、速效钾(AK)含量均呈显著变化规律。与T0相比,T3和T4处理土壤总碳提高了 4.29%、6.13%,土壤碱解氮含量提高11.41%、13.86%,土壤速效钾含量提高11.63%、14.89%;且T3、T4处理下,土壤微生物生物量碳较T0增加45.1%、69.5%(P<0.05);但短期(5年)的秸秆还田对土壤C/N比无显著性差异;而玉米产量并未随着秸秆还田年限的增加而呈增加或降低的趋势,且同一年份各处理间作物产量无显著性差异(P<0.05)。(2)玉米秸秆还田会显著影响土壤团聚体结构及其稳定性。T4处理下土壤粒径大小为1～2 mm的水稳性团聚体百分含量与T0间差异显著(P<0.05);T3处理下土壤粒径大小为0.5～1 mm的水稳性团聚体百分含量显著低于T0(P<0.05)。土壤平均重量直径(MWD)及水稳系数(K)随秸秆还田量的增加呈增加趋势。整体上,受持续秸秆还田影响,T3处理中土壤水稳性团聚体氮含量最高,但不同粒径的土壤水稳性团聚体中碳含量间无显著差异。多元分析表明:土壤MWD及K值与大于5 mm粒径的水稳性团聚体所占百比呈显著正相关;第一、二主成分的累积方差贡献率为73.71%、26.29%,能较好揭示不同粒径水稳性团聚体所占百分数与土壤MWD及K值间的相互关系;各粒径土壤水稳性团聚体中的全氮、总碳含量与土壤总碳含量均呈正相关。持续玉米秸秆还田使MWD和K显著增加,促进了大于5 mm粒径土壤大团聚体的形成;土壤水稳性团聚体中氮含量的差异较碳更显著,氮更易富集。(3)秸秆持续还田5年后,土壤中微生物群落组成及其分布均产生了明显的变化。秸秆还田显著抑制了土壤细菌、革兰氏阳性菌微生物生物量的增加(P<0.05);促进了真菌/细菌(F/B)比值,且变化趋势与革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)比值完全相反。而总磷脂脂肪酸(TPLFA)随着秸秆还田量增加呈降低趋势。(4)秸秆还田处理对土壤细菌丰富度指数及多样性均无显著差异,其中优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门。多元分析表明,土壤全磷、总碳、速效钾、pH及微生物生物量碳会直接影响土壤丰富度chao1指数;拟杆菌门、疣微菌门、变形菌门与土壤环境因子均呈正相关性。