生物炭連續(xù)還田對蘇打鹽堿水稻土養(yǎng)分及真菌群落結(jié)構(gòu)的影響
發(fā)布時間：2021-08-18 01:47
以蘇打鹽堿土為供試土壤,設(shè)置0,3.0,7.5,12.0,16.5 t/hm2 5個梯度生物炭還田量,通過盆栽試驗研究不同量生物炭連續(xù)多年還田對蘇打鹽堿水稻土養(yǎng)分及真菌群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:（1）不同量生物炭還田后,提高了土壤pH、有機質(zhì)、速效鉀、有效磷和全磷含量,土壤全氮和全鉀含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,對鹽堿土起到了改良的效果。（2）Illumina MiSeq測序結(jié)果表明,還田量為7.5 t/hm2時,Aphelidiomycota、擔(dān)子菌門以及鏈格孢屬的相對豐度顯著高于對照;還田量為12.0 t/hm2時,子囊菌門、毛霉亞門以及被孢霉屬的相對豐度顯著高于對照,相關(guān)分析顯示土壤理化特性與菌門和菌屬的相對豐度關(guān)系密切,表明生物炭通過調(diào)節(jié)土壤的理化特性,從而影響真菌的相對豐度。（3）生物炭還田處理對土壤真菌α多樣性影響不顯著,對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響,其中高生物炭還田量處理對其影響更為顯著。進一步利用冗余分析（RDA）研究影響群落結(jié)構(gòu)變化的環(huán)境因子表明,全鉀含量對群落結(jié)構(gòu)影響最大。
【文章來源】：水土保持學(xué)報. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
不同處理對真菌屬水平上物種相對豐度的影響
表3 不同處理土壤真菌群落豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù) 處理 OTU ACE指數(shù) Chao1指數(shù) Simpson指數(shù) Shannon指數(shù) 覆蓋度/% CK 406±11ab 415.53±10.47ab 420±10ab 0.056±0.009a 4.02±0.009a 99.96 RB1 428±6a 440.86±3.26a 442±3a 0.069±0.024a 3.49±0.058a 99.96 RB2 418±18a 425.95±18.06a 429±20ab 0.049±0a 4.33±0.04a 99.96 RB3 394±3ab 435.14±16.37a 438±18a 0.059±0.021a 4.07±0.38a 99.91 RB4 361±29b 366.36±30.12b 369±32b 0.021±0a 4.47±0.17a 99.97 注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差;同列不同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。3 討 論
已有大量的研究[15-16]表明,生物炭能夠改善土壤的理化特性,但是關(guān)于生物炭對蘇打鹽堿土改良效果的長期定位試驗報道較少。生物炭多為堿性,并且生物炭中含有較多的鹽基離子,施入土壤后這些離子得到一定程度的釋放,交換土壤中的氫離子和鋁離子,導(dǎo)致土壤pH升高[17]。本研究結(jié)果表明,土壤pH隨生物炭連續(xù)還田量的增加呈先升后降的趨勢,還田量12.0 t/hm2 pH最高,顯著高于其他處理,原因可能是蘇打鹽堿土土質(zhì)黏重,孔隙度低,隨生物炭還田量的增加,土壤通透性和pH同步增加,離子淋洗加速,達到一定程度之后,pH則呈下降趨勢。生物炭本身具有豐富的礦質(zhì)成分,特殊的微孔結(jié)構(gòu)和極強的吸附能力能夠較好地吸附并固定土壤中植物生長所必需的營養(yǎng)元素,減少土壤淋溶引起的土壤養(yǎng)分流失,從而有效調(diào)控土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán),達到改良土壤的目的[18-19]。本研究表明,生物炭連續(xù)還田5年,土壤有機質(zhì)、有效磷、全磷和速效鉀含量均明顯增加,而全鉀含量隨著生物炭施用量的增加呈先增加后降低的趨勢,其原因可能是生物炭本身含有的鉀含量低于土壤中鉀含量,隨著添加量的增加,對土壤全鉀含量有一定的稀釋作用,降低了混合土壤中的全鉀含量;另外可能是生物炭施用較大程度地增加了土壤速效鉀含量,來自土壤或生物炭中的鉀更多地被作物吸收利用。已有研究[20]證實,生物炭施用能增加植物對鉀素的吸收利用,從而使土壤中剩余的鉀量降低[10]。3個處理的堿解氮含量均低于對照,與郭偉等[21]、趙鐵民等[22]的研究結(jié)果相似,原因是生物質(zhì)炭具有比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達的特點,施入土壤后使土壤的通氣性得到改善,耕層土壤所受的擾動比較大,加速了土壤中尿素的揮發(fā),使得土壤中堿解氮的百分比減少[8]。土壤類型和生物炭種類不同,可能導(dǎo)致其對不同營養(yǎng)元素的吸附能力存在差異,不同植物對不同營養(yǎng)元素的利用效率也存在差異,這些可能是生物炭引起不同類型土壤中營養(yǎng)元素含量存在差異的原因。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]農(nóng)用生物炭研究進展與前景[J]. 陳溫福,張偉明,孟軍. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(16)
本文編號：3348942
【文章來源】：水土保持學(xué)報. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
不同處理對真菌屬水平上物種相對豐度的影響
表3 不同處理土壤真菌群落豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù) 處理 OTU ACE指數(shù) Chao1指數(shù) Simpson指數(shù) Shannon指數(shù) 覆蓋度/% CK 406±11ab 415.53±10.47ab 420±10ab 0.056±0.009a 4.02±0.009a 99.96 RB1 428±6a 440.86±3.26a 442±3a 0.069±0.024a 3.49±0.058a 99.96 RB2 418±18a 425.95±18.06a 429±20ab 0.049±0a 4.33±0.04a 99.96 RB3 394±3ab 435.14±16.37a 438±18a 0.059±0.021a 4.07±0.38a 99.91 RB4 361±29b 366.36±30.12b 369±32b 0.021±0a 4.47±0.17a 99.97 注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差;同列不同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。3 討 論
已有大量的研究[15-16]表明,生物炭能夠改善土壤的理化特性,但是關(guān)于生物炭對蘇打鹽堿土改良效果的長期定位試驗報道較少。生物炭多為堿性,并且生物炭中含有較多的鹽基離子,施入土壤后這些離子得到一定程度的釋放,交換土壤中的氫離子和鋁離子,導(dǎo)致土壤pH升高[17]。本研究結(jié)果表明,土壤pH隨生物炭連續(xù)還田量的增加呈先升后降的趨勢,還田量12.0 t/hm2 pH最高,顯著高于其他處理,原因可能是蘇打鹽堿土土質(zhì)黏重,孔隙度低,隨生物炭還田量的增加,土壤通透性和pH同步增加,離子淋洗加速,達到一定程度之后,pH則呈下降趨勢。生物炭本身具有豐富的礦質(zhì)成分,特殊的微孔結(jié)構(gòu)和極強的吸附能力能夠較好地吸附并固定土壤中植物生長所必需的營養(yǎng)元素,減少土壤淋溶引起的土壤養(yǎng)分流失,從而有效調(diào)控土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán),達到改良土壤的目的[18-19]。本研究表明,生物炭連續(xù)還田5年,土壤有機質(zhì)、有效磷、全磷和速效鉀含量均明顯增加,而全鉀含量隨著生物炭施用量的增加呈先增加后降低的趨勢,其原因可能是生物炭本身含有的鉀含量低于土壤中鉀含量,隨著添加量的增加,對土壤全鉀含量有一定的稀釋作用,降低了混合土壤中的全鉀含量;另外可能是生物炭施用較大程度地增加了土壤速效鉀含量,來自土壤或生物炭中的鉀更多地被作物吸收利用。已有研究[20]證實,生物炭施用能增加植物對鉀素的吸收利用,從而使土壤中剩余的鉀量降低[10]。3個處理的堿解氮含量均低于對照,與郭偉等[21]、趙鐵民等[22]的研究結(jié)果相似,原因是生物質(zhì)炭具有比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達的特點,施入土壤后使土壤的通氣性得到改善,耕層土壤所受的擾動比較大,加速了土壤中尿素的揮發(fā),使得土壤中堿解氮的百分比減少[8]。土壤類型和生物炭種類不同,可能導(dǎo)致其對不同營養(yǎng)元素的吸附能力存在差異,不同植物對不同營養(yǎng)元素的利用效率也存在差異,這些可能是生物炭引起不同類型土壤中營養(yǎng)元素含量存在差異的原因。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]農(nóng)用生物炭研究進展與前景[J]. 陳溫福,張偉明,孟軍. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(16)
本文編號：3348942
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