不同种植模式对稻田土壤养分和微生物特性的影响

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现代农业生产的集约化程度越来越高,农业生产所引发的面源污染、食品安全等诸多问题也越来越引起人们的关注。稻蛙生态种养模式是一种水稻生产与养蛙相结合的农业模式,能够降低稻田农业面源污染、改善稻米品质,对农业的可持续发展具有十分重要的意义。本文采用大田试验,对三种不同模式(有机稻蛙种养模式、绿色稻蛙种养模式、常规水稻种植模式)下稻田土壤养分和微生物特性的变化进行了系统研究。研究结果如下:1、不同模式对土壤理化性质和养分影响显著。相较于常规水稻种植模式,绿色稻蛙和有机稻蛙种养模式的土壤容重分别降低了9.8%和13.1%,土壤贮水量增加6.2%和12.3%,土壤有机碳含量分别提高5.5%和40.5%,土壤碱解氮含量提高12.8%和56.5%,土壤有效磷含量提高0.8%、22.7%;与常规水稻种植模式相比,绿色稻蛙种养模式的土壤有效钾含量降低了2.0%,有机稻蛙种养模式的土壤有效钾含量提高了28.7%。因此,从稻田土壤质量的角度来看,长期的稻蛙生态种养模式可以较大幅度提高稻田土壤的物理性质和养分含量,提升土壤品质。2、不同模式对土壤微生物特性有影响显著。与常规水稻种植模式相比,绿色稻蛙和有机稻蛙种养模式的土壤微生物量碳和氮分别增加19.6%、31.0%和14.9%、26.0%,土壤细菌数分别增加16.1%和20.7%,放线菌数增加1.4%和6.4%,真菌数增加9.5%和19.8%;土壤脲酶活性提高25.8%和39.7%,蛋白酶活性提高4.0%和14.4%,转化酶活性提高7.7%和12.3%,但绿色稻蛙种养模式的中性磷酸酶活性降低9.3%,而有机稻蛙的中性磷酸酶活性升高15.5%。以上这些指标(微生物生物量、土壤微生物熵、土壤酶、微生物群落结构等)均是评价土壤肥力的重要生物指标,因此稻蛙生态种养模式可以有效促进稻田土壤肥力的提高。3、主成分分析结果显示,有机稻蛙种养模式、绿色稻蛙种养模式和常规水稻种植模式三种模式可以通过土壤养分指标清晰地区分开来。有机稻蛙种养模式与有机碳、碱解氮、有效磷和有效钾密切相关,绿色稻蛙种养模式与土壤蛋白酶活性、土壤放线菌和真菌数量的变化为主要特征变化,常规水稻种植模式则与土壤容重密切相关。4、绿色稻蛙和有机稻蛙稻田种养模式下,氮素流失两年平均值比常规水稻种植模式分别减少16.1%和23.3%。而磷素的流失量两年平均值则表现为有机稻蛙种养模式比常规水稻种植模式和绿色稻蛙种养模式分别高出39.7%和45.1%,但其流失系数仍是最低。表明稻蛙种养模式能有效控制稻田氮素流失,但若要从源头上控制稻田磷素流失,可以使用磷含量较少的有机肥。5、两年间三种模式的水稻产量分别为:常规水稻7.51吨/公顷、7.63吨/公顷,绿色稻蛙6.39吨/公顷、6.26吨/公顷,有机稻蛙6.44吨/公顷、6.61吨/公顷。
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