猪粪与秸秆连续还田对土壤微生物群落结构及其活性的影响

论文摘要

当前,畜禽养殖与农作物秸秆等种养业废弃物资源丰富但利用效率低,这与其来源途径多元、有机物腐解过程中养分释放比例低且不均衡供应等密切相关,而土壤微生物在有机物质分解与养分循环等土壤过程中发挥着关键作用。因此,探索种养业废弃物还田对土壤微生物活性和多样性的影响,对畜禽粪便与秸秆还田条件下土壤养分循环与土壤生态系统健康发展具有重要意义。选取成都平原稻麦轮作区,采用田间定位试验,开展秸秆连续还田试验、猪粪连续还田试验、秸秆配施猪粪连续还田试验。研究了秸秆与猪粪还田条件下,稻麦作物各生育期0-20、20-40 cm土层可培养细菌、真菌、放线菌数量,微生物量碳氮、土壤呼吸以及细菌群落多样性和结构的变化,以期从微生物活性与生物多样性角度,探索区域性种养废弃物农田合理利用方案,这对于保障成都平原区种养业健康发展和资源环境可持续有重要的意义。主要研究结果如下:（1）秸秆连续还田处理均促进了稻麦各生育期、各土层土壤细菌、真菌、放线菌数量的增加,常规化肥+半量秸秆还田处理效果优于常规化肥+秸秆全量。稻麦微生物量、氮含量及土壤呼吸变化规律与微生物数量保持一致,以常规化肥+半量秸秆还田处理效果最优。（2）猪粪连续还田处理促进了稻麦微生物数量的增长,且随生育期先升后降,抽穗期为峰值时期。配施处理中以配施50%化肥处理优于配施25%,单施猪粪处理中以100%猪粪较优。土壤中微生物量碳氮与土壤呼吸强度,与微生物数量变化规律基本一致。（3）秸秆全量还田条件下不同猪粪用量试验结果表明,不同处理均能促进土壤微生物数量的增长,且在抽穗期达到峰值,其中50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量还田处理较其他处理更能提高细菌、真菌、放线菌数量。水稻季微生物量碳氮含量变化趋势与小麦季保持一致,以50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量还田效果最好,100+秸秆全量还田处理次之。稻麦0-20 cm中,抽穗期至成熟期,化肥处理抑制了土壤呼吸。（4）秸秆与猪粪连续还田对细菌群落多样性的研究表明,丰富度指数和Shanno n多样性指数在稻麦不同处理间无显著差异。Illumina Miseq平台测序结果表明,优势菌门有变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chlorofiexi）和放线菌门（Actinobacteria）。在小麦季,化肥处理下的变形菌门丰度最高,50%猪粪氮+50%化肥氮处理次之。与化肥处理相比,50%猪粪氮+50%化肥氮、常规化肥+全量秸秆还田和50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量还田处理均增加了酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、浮霉菌门、和厚壁菌门的相对丰度。水稻季,与对照和化肥处理相比,50%猪粪氮+50%化肥氮、常规化肥+全量秸秆还田和50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量还田处理均增加了酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度,但降低了硝化螺旋菌门的丰度。与化肥处理相比,50%猪粪氮+50%化肥氮处理提高了放线菌门和浮霉菌门的相对丰度,50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量还田处理还提高了浮霉菌门和拟杆菌门的相对丰度,常规化肥+全量秸秆还田处理仅提高了厚壁菌门的相对丰度。综合以上研究结果,从微生物数量、活性、细菌群落多样性方面综合考虑,常规化肥+半量秸秆还田、50%猪粪氮+50%化肥氮和50%猪粪氮+50%化肥氮+秸秆全量处理对土壤微生物区系影响较大,更有利于构建健康稳定的土壤微生物区系,促进资源环境可持续发展。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 文献综述
•     1.2.1 种养废弃物资源概况及其利用
•     1.2.2 种养废弃物还田对土壤肥力的影响
•     1.2.3 种养废弃物还田对土壤微生物活性的影响
•     1.2.4 种养废弃物还田对土壤微生物多样性和群落结构的影响
•   1.3 研究目标
•   1.4 研究内容
•     1.4.1 猪粪和秸秆连续还田对土壤可培养微生物群落数量及活性的影响
•     1.4.2 猪粪和秸秆连续还田对土壤细菌群落多样性的影响
• 2 材料与方法
•   2.1 试验区概况
•   2.2 供试材料
•   2.3 试验设计与处理
•   2.4 土壤样品采集与指标测定
•     2.4.1 土壤样品采集与处理
•     2.4.2 测定方法
•   2.5 数据处理
• 3 结果与分析
•   3.1 秸秆还田对土壤可培养微生物群落数量及活性的影响
•     3.1.1 秸秆还田对可培养微生物群落数量的影响
•     3.1.2 秸秆还田对土壤微生物生物量碳、氮的影响
•     3.1.3 秸秆还田对土壤呼吸强度的影响
•   3.2 猪粪连续施用对土壤可培养微生物群落数量及活性的影响
•     3.2.1 猪粪施用对可培养微生物群落数量的影响
•     3.2.2 猪粪施用对土壤微生物生物量碳、氮的影响
•     3.2.3 猪粪施用对土壤呼吸强度的影响
•   3.3 秸秆配施猪粪连续还田对土壤可培养微生物群落数量及活性的影响
•     3.3.1 秸秆配施猪粪连续还田对可培养微生物群落数量的影响
•     3.3.2 秸秆与猪粪连续还田对土壤微生物生物量碳、氮的影响
•     3.3.3 秸秆与猪粪连续还田对土壤呼吸强度的影响
•   3.4 猪粪与秸秆连续还田对土壤细菌群落多样性的影响
•     3.4.1 土壤细菌丰富度和多样性指数评估
•     3.4.2 土壤细菌的群落结构变化
•     3.4.3 环境因子对细菌群落结构的影响
• 4 讨论与结论
•   4.1 讨论
•     4.1.1 秸秆与猪粪连续还田对土壤微生物数量与活性的影响
•     4.1.2 秸秆与猪粪连续还田对土壤细菌多样性的影响
•   4.2 主要结论
•     4.2.1 秸秆与猪粪连续还田显著影响微生物数量和活性
•     4.2.2 秸秆与猪粪连续还田对土壤细菌多样性的影响
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈兰

导师: 杨娟,王昌全,李冰

关键词: 猪粪,秸秆,微生物,群落结构

来源: 四川农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学,农艺学

单位: 四川农业大学

基金: 国家重点研究开发计划(2017YFD0301701),四川省科技支撑计划(2017SZ0188)

分类号: S154.3;S141

DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000095

总页数: 60

文件大小: 1168k

下载量: 31