發(fā)布時間：2020-08-12 00:08

【摘要】：在旱作農區(qū)傳統(tǒng)谷物種植系統(tǒng)中復種、輪作飼草作物,可充分利用夏秋雨熱資源,提高土地生產力并改善土壤環(huán)境。為闡明隴東旱塬不同糧草復種、輪作下土壤微生物群落特征及其影響因素,本研究于2015-2017年在蘭州大學慶陽黃土高原試驗站大田試驗條件下,以休閑(F-F-F)為對照,設置冬麥(Triticum aestivum)連作(W-F-W)、冬麥-飼用油菜(Brassica campestris)-冬麥(W-R-W)、冬麥-箭{H豌豆(Vicia sativa)-冬麥(W-V-W)、冬麥-苜蓿(Medicago sativa)-苜蓿(W-L-L)、冬麥-休閑-玉米(Zea mays)(W-F-M)、冬麥-飼用油菜-玉米(W-R-M)和冬麥-箭{H豌豆-玉米(W-V-M)7個復種、輪作模式,測定了輪作序列末期作物的產量和耕層土壤養(yǎng)分,采用Hiseq平臺測定了土壤微生物群落組成及多樣性,以揭示糧草輪作系統(tǒng)下作物-土壤-微生物關系。研究得到以下主要結果:1、冬麥連作和冬麥-玉米輪作在夏季復種飼用油菜、箭{H豌豆后,冬麥、玉米秸稈產量、籽粒產量保持穩(wěn)定,W-R-W和W-V-W復種系統(tǒng)總產量較W-F-W分別提高6.62%和13.27%;W-R-M和W-V-M復種系統(tǒng)總產量較W-F-M分別提高25.24%和53.36%(P0.05)。不同作物復種、輪作飼草模式下耕層土壤硝態(tài)氮(NO_3-N)、銨態(tài)氮(NH_4-N)和土壤水分利用率提高。復種飼用油菜模式下土壤有機質(SOM)、全氮(TN)含量提高。2、Hiseq平臺技術檢測結果表明,在各糧草輪作模式中土壤優(yōu)勢細菌門為Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes;在屬水平土壤細菌群落組成以Arthrobacter、Sphingomonas、Bacillus和Bryobacter菌為主,種水平以Bradyrhizobium_elkanii、Phyllobacterium_myrsinacearum、Klebsiella_variicola和Nitrospira_japonica菌為主,它們均為參與土壤氮素轉化、固氮和溶磷相關細菌。W-F-W模式中特異菌Xanthomonas是小麥黑穎病致病菌;Pseudomonas.fluorescens能有效防控小麥全蝕病。飼用油菜參與的輪作中土壤特異菌Exiguobacterium和Pseudomonas syringae,前者可以抑制立枯絲核菌群引起油菜根腐病,后者可引起十字花科蔬菜細菌性黑斑病。在箭{H豌豆加入的輪作中,土壤特異菌群功能以參與土壤氮循環(huán)為主,如Candidatus_Nitrotoga、Flavisolibacter、Acinetobacter和Gemmatimonas等。W-L-L模式中土壤特異菌與固氮相關,且是冬麥等作物病害的生防菌,如Fimbriimonas、Anaeromyxobacter和Paenibacillus。7個復種、輪作模式中,以W-R-W和W-F-M輪作模式土壤細菌群落Alpha多樣性最高。3、各糧草輪作模式下土壤優(yōu)勢真菌門為Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。屬水平土壤真菌群落組成以Gibberella、Fusarium和Mortierella為主;種水平以Gibberella intrican、Gibberella acuminata和Mortierella alpina為主,它們多引起植物真菌病害。連續(xù)休閑下特異真菌為植物病原菌Phytophthora。W-F-W土壤中所見特異菌Gaeumannomyces和Camarosporium、W-F-M中特異菌Ascochyta,分別可導致谷類作物黑斑病、穗枯病和褐斑病。飼用油菜加入的復種輪作中,可見Alternaria、Leptosphaeria和Verticillium等致病菌,是引起油菜黑腳病、黑脛病的病原真菌。箭{H豌豆復種輪作中所見Chrysosporium,其功能參與氮代謝,有助于后茬作物對赤霉病菌產生抗性。在W-L-L輪作中特異真菌Colletotrichum與豆科植物炭疽病或黑斑病發(fā)生有關,青霉菌Penicillium可做抗生菌肥,可拮抗侵染豆科作物的核盤菌。從多樣性來看,以W-R-W和W-F-M輪作模式土壤的真菌群落Alpha多樣性最低,細菌/真菌值最高,說明該模式土壤健康狀態(tài)相比之下最好。4、土壤細菌、真菌群落物種豐度均與全氮(TN)、土壤有機質(SOM)、全磷(TP)、銨態(tài)氮(NH_4-N)、硝態(tài)氮(NO_3-N)、速效磷(AP)含量和pH值相關,冬麥-飼草復種、輪作和冬麥-飼草-玉米輪作中的土壤養(yǎng)分因子對土壤細菌物種分布解釋貢獻值分別為52.42%和70.09%,對土壤真菌物種分布解釋分別為44.29%和46.49%。冬麥飼草復種、輪作模式土壤細菌物種分布主要與SOM、NH_4-N含量和pH相關(R=0.31),其中SOM對其的影響極顯著(P=0.0005);真菌群落物種分布與NH_4-N和pH極顯著相關(R=0.29,P=0.0005)。冬麥-飼草-玉米不同輪作模式土壤細菌、真菌物種分布顯著受TN含量影響(P=0.0005、P=0.007)。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S154.3;S158
【圖文】：

圖 3-9 冬麥飼草復種、輪作土壤細菌 Veen 圖Fig.3-9 Venn diagram of bacterial under wheat forge rotations 3-10 可以看出，在 OTU 水平，冬麥-飼草-玉米 4 個輪作

圖 3-10 冬麥-飼草-玉米土壤細菌 Veen 圖ig.3-10 Venn diagram of bacterial under wheat-forge-maize rotatio細菌聚類樹

29圖 3-11 冬麥飼草復種、輪作土壤細菌門水平群落聚類分析Fig.3-11 UniFrac UPGMA cluster analysis of bacterial communities at phylum level underwheat forge rotation

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉亞剛;馬蓉;楊文儒;;涼山州開展糧草輪作促進畜牧業(yè)生產全面發(fā)展[J];四川草原;1990年02期

2 張新躍;;四川推廣糧草輪作的作用與前景[J];草業(yè)科學;1990年02期

3 田玉文;;糧草輪作養(yǎng)地養(yǎng)畜增產增收試驗研究報告[J];黑龍江農業(yè)科學;1986年06期

4 葉仕貴;;桂中干旱地區(qū)糧草輪作芻議[J];廣西農業(yè)科學;1987年04期

5 楚玉山;李進朝;;糧草輪作是提高我區(qū)土壤肥力的一項有效措施[J];西藏農業(yè)科技;1987年Z1期

6 肖成氣;;綠肥在糧食生產中的作用[J];西藏農業(yè)科技;1988年01期

7 張新躍;李元華;;推行糧草輪作促進農收結合——介紹四川省昭覺縣糧草輪作的經驗[J];草業(yè)科學;1989年01期

8 馬威;;實行糧草輪作的幾個問題[J];新農業(yè);1973年20期

9 ;下平家溝生產隊的幾種糧草輪作方式[J];遼寧農業(yè)科學;1972年07期

10 王文庶;;實施“糧草輪作、林草套種” 促進畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展[J];中國牧業(yè)通訊;2011年11期

相關會議論文 前3條

1 王勝利;云林瑞;;糧草輪作、培肥地力是貧困山區(qū)可持續(xù)抗旱的根本途徑[A];內蒙古農業(yè)科技土壤肥料專輯[C];2001年

2 李科云;張桂才;;論中國南方紅、黃壤地區(qū)飼草開發(fā)的潛力與途徑[A];中國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略——中國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集[C];2004年

3 李科云;張桂才;;論中國南方紅、黃壤地區(qū)飼草開發(fā)的潛力與途徑[A];中國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集[C];2004年

相關重要報紙文章 前6條

1 云南省農業(yè)廳廳長 潘政揚;引草入田 糧草輪作 立章為業(yè)[N];云南科技報;2002年

2 本報記者 馬愛平;劉春龍：風雨兼程為養(yǎng)殖[N];科技日報;2015年

3 宋海峰 蘭永清;種草興牧業(yè) 草豐牛羊肥[N];江西日報;2006年

4 記者 謝靚;圍繞“加強黑土地保護”問題建言獻策[N];人民政協(xié)報;2015年

5 尹東 宋連春;西部種草：前景無限的環(huán)保產業(yè)[N];中國氣象報;2003年

6 張輝　記者 彭溢;修復退化黑土技術領先國際[N];黑龍江日報;2011年

相關碩士學位論文 前5條

1 梁志婷;隴東旱塬不同糧草輪作模式下土壤微生物群落特征及土壤養(yǎng)分的研究[D];蘭州大學;2018年

2 南紅梅;陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)植被恢復研究[D];西北農林科技大學;2004年

3 陳凱;隴中黃土高原紫花苜蓿地土壤干層形成及其恢復效應研究[D];甘肅農業(yè)大學;2013年

4 趙靖靜;黃土高原西部土壤有機碳組分對苜蓿種植年限和輪作模式的響應[D];甘肅農業(yè)大學;2016年

5 趙丹丹;長期輪作與施肥對旱作農田土壤碳、氮庫變化的影響[D];西北大學;2017年

本文編號：2789754