有机培肥化肥减量对土壤酶活性及微生物的影响

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为了解化肥减量和有机培肥配施对土壤微生物的影响,在小麦-大豆种植模式下,以单施化肥(NPK,尿素、磷酸二铵和硫酸钾用量分别为251.8、255.7和375.2kg·km-2)为对照,设置不同化肥(不减量、减量30%、减量50%和减量70%)和有机肥(18000、25500和34500kg·km-2,分别用LM、MM和HM表示)配施处理,并于小麦苗期、越冬期、拔节期、成熟期以及大豆开花期、结荚期、鼓粒期和成熟期采集耕层(0-20cm和20-40cm)土壤样品,系统研究了不同施肥处理下土壤水分、作物产量及土壤微生物学特性。主要研究结果如下:(1)土壤酶、土壤微生物区系,土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸等指标均可作为评价土壤肥力和土壤质量的指标,并且不同施肥处理对上述指标影响差异显著,尤其是配施有机肥对上述微生物学指标的影响更为明显。与对照相比,在化肥未减量处理下,随有机肥投入量的增加,效果愈加明显,其中在NPK+HM处理下土壤酶、土壤微生物区系,土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸都达到了最大值;在化肥减量配施有机肥的各处理中,以50%NPK+MM配比最为合适,对上述土壤微生物学特性的影响较其他两个化肥减量处理效果显著。说明适度化肥减量和配施有机肥均能够促进土壤微生物学特性各指标值的提高,有利于提高土壤肥力,增加作物产量。(2)不同施肥处理下土壤酶、土壤微生物区系,土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸等指标均随小麦和大豆各生育期的变迁均表现出季节性差异,而同一施肥处理在不同小麦和大豆生育期的变化趋势基本一致,除了在小麦越冬期微生物学特性指标值有所下降,均随小麦的生长而增加,在小麦的成熟期达到最大值,而在大豆生育期内微生物学特性各指标变化略有差异,相同施肥处理下土壤呼吸量在大豆开花期达到最大值,在成熟期最小;微生物量碳氮随大豆的生长而成V字型变化趋势,鼓粒期的微生物量碳氮显著小于与其他各大豆生育时期,直到大豆的成熟期显著上升,达到最大值;对于微生物数量而言,除不同施肥处理在大豆生育期对真菌没有差异外,同一施肥处理下细菌、放线菌、固氮菌的数量随大豆不同生育期的变化规律一致,在大豆整个生育期内均呈现出一直上升的趋势,成熟期时达到最大值。(3)不同的土壤耕层深度对土壤酶活性及微生物影响差异也比较显著,它们随土壤耕层深度的加深而呈递减趋势。不同施肥处理对0-20cm的土壤酶活性及微生物影响效果均比20-40cm土壤耕层的显著。并且在土壤深处,合理的施肥制度更能促进土壤酶活性及微生物数量的提高,利于植物根系生物量及分泌物的增加和微生物的生长繁殖,并能改善土壤深层环境。(4)在作物不同生育期内的土壤含水量变化趋势大致相同,随着土壤深度的增加土壤含水量呈现降低的趋势。与对照相比,施用有机肥的各处理其含水量均比对照(单施化肥NPK)显著提高,并且在化肥不减量各处理中土壤含水量随有机肥施用量的增加而增大,其中以NPK+HM处理下的土壤含水量最高,说明施用有机肥可改善土壤环境,有利于土壤保水性的增加;化肥减量配施有机肥各处理中,50%NPK+MM处理土壤含水量较高,可见化肥适当减量配施有机肥同样能增加土壤含水量,有利于土壤保水性的增加。(5)与对照相比,在化肥不减量处理中,NPK+HM处理对作物产量的影响最为显著,其小麦产量和大豆产量分别比单施NPK化肥的增加54.2%和32.8%;在化肥减量配施有机肥的处理中,50%NPK+MM这个施肥处理的配比较为合理。说明增施有机肥促进了作物的生长和产量的提高,且化肥减量过大或者有机肥施用量不足均不利于作物产量的提高。
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