紫云英还田对水田土壤可溶性有机氮动态、迁移及细菌群落的影响

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:boosmm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤可溶性有机氮(SON)作为土壤活性氮库的重要组成部分,因其具有较强的溶解性与移动性,在植物和微生物吸收利用、氮素矿化、淋溶和流失等方面扮演着重要的角色。土壤微生物是农田生态系统的重要组成部分,是有机质分解、腐殖质形成和养分循环的主要驱动力,其丰度和群落受到种植制度、施肥措施和土壤理化性质等多种因素的综合调控。本研究以灰泥田为研究对象,设置施用化肥(CK)、低量紫云英(L)和高量紫云英(H)3个处理,采用总有机碳分析仪、连续流动注射分析仪、高通量测序平台和实时荧光定量技术等分析技术,研究连续两年不同数量紫云英还田后南方典型水稻土(灰泥田)的SON含量动态和剖面分异特征、DON(溶解性有机氮)迁移特征、耕层土壤细菌群落动态及其差异机理,为防控农田土壤氮素面源污染和完善氮素循环理论提供科学依据。研究结果表明:(1)整个采样时期内不同处理耕层土壤SON含量呈“下降-上升-下降-上升-下降”的变化规律。紫云英还田能够显著增加水田耕层土壤SON含量,整个采样期内L和H处理耕层土壤SON平均含量较单施化肥处理增加18.82%和36.90%。灰色关联斜率分析结果表明土壤理化性质、酶活性和细菌多样性对土壤SON的影响均表现为正向影响,其中土壤全氮、蛋白酶和土壤细菌数量是影响供试耕层土壤SON动态变化的主要因子。(2)供试水田土壤SON含量具有较明显的剖面分异特征,各施肥处理均表现为SON0-20 cm>SON20-40 cm>SON40-60 cm,且SON0-20 cm显著高于SON20-40 cm和SON40-60 cm。不同施肥处理对土壤SON的影响主要集中在耕层土壤,L和H处理耕层土壤SON含量较CK处理分别提高14.12-21.44%和30.32-45.07%,且随着土层加深影响减小。采样时期和土层深度及其交互作用对土壤SON含量具有显著影响,各处理土壤SON含量随采样时期推移呈现动态变化,0-20 cm SON含量表现为“下降-上升-下降-上升-下降”,而20-40 cm和40-60 cm SON含量均表现为“下降-上升-下降-上升”的变化趋势。(3)供试土壤整个采样期内淹水层DON浓度呈现“下降-急剧上升-快速下降-缓慢下降-趋于平稳”的变化规律。同一采样时期内不同处理淹水层DON浓度存在一定差异,插秧期、幼苗期和分蘖期的淹水层DON浓度表现为CK>L>H,而抽穗扬花期、成熟期、翻压前和翻压5 d的淹水层DON浓度表现为H>L>CK。(4)翻压前-幼苗期供试土壤不同土层渗滤液DON浓度表现为DON0-20 cm>DON20-40 cm>DON40-60 cm,分蘖期表现为DON20-40 cm>DON0-20 cm>DON40-60 cm,而抽穗扬花期-成熟期表现为DON40-60 cm>DON20-40 cm>DON0-20 cm,说明溶解性有机氮具有向下迁移积累的趋势,随着紫云英的分解和水稻的生长发育,溶解性有机氮向下迁移的深度和数量逐渐增加。(5)同一施肥处理不同采样时期土壤细菌数量均表现为插秧期>抽穗扬花期>成熟期>翻压前>分蘖期;与单施化肥处理相比,紫云英翻压处理可显著提高土壤细菌数量,且均以翻压高量紫云英处理的土壤细菌数量提高更为显著。(6)紫云英翻压处理对整个采样期内土壤细菌丰富度和多样性均无显著影响。土壤细菌丰富度随采样时期推移呈现先增加后降低的趋势,抽穗扬花期土壤细菌丰富度相对较高。同一施肥处理不同采样时期土壤细菌多样性未出现显著性差异。(7)水田土壤主要优势菌群为变形菌门、酸杆菌门、绿湾菌门和硝化螺旋菌门,其相对丰度占58.09-89.85%。紫云英翻压增加了变形菌的相对丰度,降低了绿湾菌的相对丰度。STAMP分析结果表明,采样期间L和H与CK处理相比分别具有3-12和4-7个显著差异细菌属,其中以水稻插秧期的显著差异细菌数目最多。置换多元方差分析结果表明采样时期和施肥处理是影响土壤细菌群落动态变化的主要因素,分别可以解释细菌变异的44.25%和7.95%。冗余分析结果表明土壤有机质、全氮、铵态氮、可溶性有机碳、脲酶和蛋白酶是影响土壤细菌群落变化的关键因子。相关性分析结果表明11个优势菌群与土壤理化性质和酶活性具有显著相关性。
其他文献
化石能源紧张以及环境严重恶化等问题促进了燃料电池技术的研究与推进,微电子机械系统技术的发展也为微型燃料电池的产生带来了机遇。作为燃料电池的关键部分,双极板在极板材
生物质资源的转化利用不仅可以实现我国大量农林废弃物的资源化利用,而且可以有效降低二氧化碳排放量,缓解能源紧张的严峻局面。但是目前用于生物质催化转化利用的催化剂存在
中国大鲵(Andrias davidianus)的仿生态繁育是当前大鲵苗种繁育的主要技术手段。张家界市大鲵生态繁育池的结构欠合理,特别是大鲵的过滤池设计不科学的问题尤为突出。为了研
氧化镁是当前新型复合材料的重要组成部分,特定结构的氧化镁在建筑医药等领域得到了广泛应用。对于这类无机化合物复合材料组织结构与性能的研究,需要以纳米粒子制备为切入点,才能不断改善性能,为新型复合材料的发展作出一定贡献。此次研究使用了多种性质的表面活性剂与溶剂,得到的特定结构纳米粒子也有比较多的形状。生物陶瓷用在生物医学应用领域。氧化锆/磷酸三钙是目前一种使用较为广泛的材料,但是在日常使用过程中,其机
环境污染、能源枯竭是人们面临的严重挑战,寻求绿色能源替代传统的化石能源成为全球关注的主题。并网逆变器作为新能源接入电网的桥梁,其可靠性对于电网的安全运行至关重要,
精液由精子和精浆两部分组成,其中精子是携带遗传物质的主要载体,精浆为精子提供所需的营养和环境。精子和精浆的正常生理生化功能是成功受精的必然前提。蛋白质糖基化是最普
为了满足现代社会对环境友好、简便高效和原子经济性的有机合成方法的要求,人们建立了串级反应策略,通过将多个基元反应组合在一起,自序化地进行反应,就可以直接得到目标化合
夏季高温条件下,奶牛体内积累的过多热量不能完全散发出去,极易发生热应激。已有研究表明热应激会严重影响奶牛的生产繁殖性能和健康状态。不同泌乳阶段奶牛的生理代谢状态不
随着石墨烯在生物医学技术上的发展,石墨烯的安全问题备受关注,其与细胞膜的相互作用已成为研究热点。虽然石墨烯片与细胞膜的基本行为已经得到广泛的研究,但石墨烯锥在细胞环境中的行为知之甚少。与超薄的二维合成材料相比,石墨烯锥凭其特殊的拓扑结构,在生物医学方面具有巨大的潜在价值。本文采用粗粒化分子动力学(CGMD)方法,研究了石墨烯锥与细胞膜之间的相互作用。根据实验观察,我们构造了具有五个不同锥角的石墨烯
随着经济的高速发展,能源的消费量持续增加、储备量不断下降、环境污染等问题变得日益严峻。生物质能作为一种可再生清洁能源,如何提高低热值生物质燃料的利用率显得尤为重要