土壤改良基质对土壤性状及微生物群落的影响.pdf

农 业 环 境 科 学 学 报 J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 2 0 2 2 年 1 2 月 开 放 科 学 O S I D 土 壤 改 良 基 质 对 土 壤 性 状 及 微 生 物 群 落 的 影 响 吴 昊 1 欧 阳 俊 峰 1 宋 时 丽 1 陆 晓 林 1 张 振 华 2 管 永 祥 3 张 勇 4 戴 传 超 1 1 南 京 师 范 大 学 生 命 科 学 学 院 江 苏 省 微 生 物 资 源 产 业 化 工 程 技 术 研 究 中 心 江 苏 省 微 生 物 与 功 能 基 因 组 学 重 点 实 验 室 南 京 2 1 0 0 2 3 2 江 苏 省 农 业 科 学 院 资 源 与 环 境 研 究 所 南 京 2 1 0 0 1 4 3 江 苏 省 农 业 技 术 推 广 总 站 南 京 2 1 0 0 3 6 4 江 苏 省 句 容 蓝 天 碧 水 生 物 科 技 有 限 公 司 江 苏 句 容 2 1 2 4 0 2 E f f e c t s o f t h e a p p l i c a t i o n o f s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m o n s o i l p r o p e r t i e s a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s W U H a o 1 O U Y A N G J u n f e n g 1 S O N G S h i l i 1 L U X i a o l i n 1 Z H A N G Z h e n h u a 2 G U A N Y o n g x i a n g 3 Z H A N G Y o n g 4 D A I C h u a n c h a o 1 1 J i a n g s u K e y L a b o r a t o r y f o r M i c r o b e s a n d F u n c t i o n a l G e n o m i c s J i a n g s u E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r f o r I n d u s t r i a l i z a t i o n o f M i c r o b i a l R e s o u r c e s C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s N a n j i n g N o r m a l U n i v e r s i t y N a n j i n g 2 1 0 0 2 3 C h i n a 2 I n s t i t u t e o f A g r i c u l t u r a l R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t J i a n g s u A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s N a n j i n g 2 1 0 0 1 4 C h i n a 3 G e n e r a l S t a t i o n o f J i a n g s u A g r i c u l t u r a l T e c h n o l o g y E x t e n s i o n N a n j i n g 2 1 0 0 3 6 C h i n a 4 J u r o n g B l u e S k y B i o l o g i c a l T e c h n o l o g y C o L t d J u r o n g 2 1 2 4 0 2 C h i n a A b s t r a c t A o n e y e a r f i e l d s t u d y w a s c o n d u c t e d t o s t u d y t h e e f f e c t s o f t h e c o m b i n e d a p p l i c a t i o n o f c h e m i c a l f e r t i l i z e r a n d s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M m a d e f r o m f e r m e n t e d a n d d e c o m p o s i n g s t r a w o n w h e a t y i e l d a n d t h e s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y i n a t y p i c a l l y l o w y i e l d i n g w h e a t m a i z e r o t a t i o n a r e a o f t h e Y e l l o w R i v e r d i e d r i v e r w a y T h e w h e a t y i e l d a n d s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y w e r e s u b j e c t e d t o f i v e t r e a t m e n t s c h e m i c a l f e r t i l i z e r C K n o s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m 3 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 1 6 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 2 9 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 3 a n d 1 2 0 0 0 k g h m 2 s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m S M 4 I n a l l t h e t r e a t m e n t s s a m e a m o u n t s o f c h e m i c a l f e r t i l i z e r w e r e u s e d O n t r e a t m e n t t h e c r o p y i e l d s o i l p r o p e r t i e s n u t r i t i o n a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t y w e r e a n a l y z e d T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e S M i n p u t i n c r e a s e d t h e w h e a t p r o d u c t i o n w i t h t h e h i g h e s t 收 稿 日 期 2 0 2 2 1 0 1 0 录 用 日 期 2 0 2 2 1 2 0 6 作 者 简 介 吴 昊 1 9 9 6 男 硕 士 研 究 生 从 事 环 境 微 生 物 研 究 E m a i l w u h a o 1 9 9 6 f o x m a i l c o m 通 信 作 者 戴 传 超 E m a i l d a i c h u a n c h a o n j n u e d u c n 基 金 项 目 江 苏 省 农 业 科 技 自 主 创 新 资 金 项 目 C X 1 7 1 0 0 1 J A S T 1 F P r o j e c t s u p p o r t e d J i a n g s u A g r i c u l t u r e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n F u n d C X 1 7 1 0 0 1 J A S T 1 F 摘 要 为 了 研 究 发 酵 腐 熟 的 秸 秆 作 为 有 机 添 加 基 质 S M 与 化 肥 联 合 施 用 对 小 麦 产 量 和 土 壤 微 生 物 群 落 及 多 样 性 的 影 响 本 研 究 对 我 国 小 麦 玉 米 典 型 低 产 区 黄 河 故 道 以 沙 壤 土 为 主 进 行 了 基 质 不 同 施 用 量 的 田 间 试 验 试 验 包 括 5 个 处 理 化 肥 C K 无 土 壤 改 良 基 质 3 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 1 6 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 2 9 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 3 1 2 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 4 所 有 处 理 的 化 肥 用 量 与 C K 相 同 研 究 分 析 了 不 同 S M 添 加 下 小 麦 产 量 土 壤 性 状 和 营 养 及 微 生 物 群 落 结 构 的 变 化 结 果 显 示 该 有 机 改 良 剂 提 高 了 小 麦 产 量 产 量 最 高 达 到 了 8 2 7 6 4 0 k g h m 2 是 C K 组 的 1 3 2 倍 同 时 也 增 加 了 1 6 S 和 1 8 S 基 因 的 拷 贝 数 峰 值 分 别 达 到 C K 的 1 5 3 倍 和 7 8 倍 并 改 变 了 真 菌 的 微 生 物 群 落 结 构 提 高 了 微 生 物 群 落 的 多 样 性 随 着 S M 的 施 用 量 增 加 土 壤 微 生 物 生 物 量 碳 微 生 物 生 物 量 氮 和 土 壤 多 种 酶 活 也 同 步 增 加 典 型 相 关 分 析 结 果 表 明 微 生 物 生 物 量 碳 和 有 机 质 对 土 壤 真 菌 群 落 结 构 的 影 响 最 为 显 著 研 究 表 明 S M 作 为 有 机 改 良 剂 可 以 提 高 黄 河 故 道 由 于 河 流 冲 击 形 成 的 低 产 沙 壤 土 地 区 的 小 麦 产 量 关 键 词 农 田 改 造 小 麦 产 量 贫 瘠 土 壤 微 生 物 群 落 土 壤 性 状 中 图 分 类 号 S 5 1 2 1 X 1 7 2 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 2 1 2 2 7 4 2 1 0 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 2 1 0 1 0 吴 昊 欧 阳 俊 峰 宋 时 丽 等 土 壤 改 良 基 质 对 土 壤 性 状 及 微 生 物 群 落 的 影 响 J 农 业 环 境 科 学 学 报 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 W U H O U Y A N G J F S O N G S L e t a l E f f e c t s o f t h e a p p l i c a t i o n o f s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m o n s o i l p r o p e r t i e s a n d m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 2 4 1 1 2 2 7 4 2 2 7 5 1 吴 昊 等 土 壤 改 良 基 质 对 土 壤 性 状 及 微 生 物 群 落 的 影 响 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 土 壤 有 机 质 和 微 生 物 与 作 物 产 量 及 土 壤 质 量 关 系 密 切 1 随 着 人 口 数 量 的 增 加 和 生 活 水 平 的 提 高 粮 食 需 求 量 也 日 益 增 长 尤 其 是 在 粮 食 低 产 和 中 产 地 区 这 种 矛 盾 尤 为 突 出 我 国 人 均 耕 地 有 限 大 多 数 地 区 的 耕 地 贫 瘠 且 产 量 较 低 2 因 此 提 高 耕 地 产 量 以 满 足 食 物 需 求 对 我 国 具 有 重 要 意 义 各 类 有 机 添 加 物 如 豆 科 植 物 粪 肥 和 有 机 肥 等 被 用 于 农 业 生 产 以 提 高 耕 地 产 量 3 6 但 这 些 有 机 添 加 剂 对 提 升 土 壤 肥 力 的 效 果 有 限 例 如 种 植 豆 科 作 物 改 良 土 壤 时 需 要 很 长 时 间 来 供 植 物 吸 收 固 氮 因 此 对 土 壤 质 量 的 改 良 见 效 较 慢 7 植 物 残 体 和 粪 肥 的 使 用 有 引 入 病 原 菌 和 提 高 土 壤 重 金 属 含 量 的 风 险 3 4 8 9 此 外 商 业 化 有 机 改 良 剂 的 生 产 还 受 到 原 料 来 源 和 成 本 的 限 制 因 此 寻 找 可 以 快 速 培 肥 且 成 本 低 廉 的 土 壤 改 良 剂 成 为 了 一 个 重 要 的 研 究 领 域 秸 秆 作 为 一 种 重 要 的 农 业 废 弃 物 直 接 还 田 会 伴 随 病 原 菌 的 侵 染 和 对 养 分 的 争 夺 1 0 因 此 本 研 究 使 用 发 酵 和 分 解 的 秸 秆 作 为 土 壤 改 良 剂 即 土 壤 改 良 培 肥 基 质 S M 基 质 的 有 机 质 含 量 超 过 5 5 活 菌 数 超 过 2 1 0 8 c f u g 1 原料廉价易得 密度低且便于运输 为 验 证 该 基 质 对 土 壤 酶 土 壤 微 生 物 和 作 物 产 量 的 影 响 本 课 题 组 在 我 国 小 麦 玉 米 的 典 型 低 产 区 进 行 了 不 同 施 用 量 的 田 间 试 验 研 究 分 析 了 基 质 对 土 壤 理 化 性 质 和 生 物 学 性 质 的 影 响 土 壤 性 质 对 土 壤 微 生 物 群 落 和 多 样 性 的 影 响 以 及 不 同 投 入 量 的 基 质 对 小 麦 产 量 的 影 响 1 材 料 与 方 法 1 1 试 验 地 点 与 试 验 设 计 试 验 区 位 于 中 国 江 苏 省 滨 海 县 黄 河 湾 农 场 3 4 0 8 N 1 1 9 5 3 E 农 场 每 年 实 行 小 麦 玉 米 轮 作 制 该 地 属 温 带 季 风 气 候 年 平 均 气 温 1 4 1 年 平 均 降 水 量 9 4 9 5 m m 土 壤 类 型 为 潮 土 有 机 质 含 量 为 6 5 5 g k g 1 全 氮 含 量 为 0 5 5 g k g 1 有 效 氮 含 量 为 8 6 7 m g k g 1 有 效 磷 含 量 为 8 4 7 m g k g 1 有 效 钾 含 量 为 6 5 5 4 m g k g 1 容 重 为 1 3 5 g c m 3 p H 值 为 8 5 0 土 水 比 为 1 2 5 田 间 试 验 设 置 5 个 处 理 1 化 肥 C K 无 土 壤 改 良 基 质 2 3 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 1 3 6 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 2 4 9 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 3 5 1 2 0 0 0 k g h m 2 的 土 壤 改 良 基 质 S M 4 所 有 处 理 的 化 肥 用 量 与 C K 相 同 土 壤 改 良 基 质 理 化 性 质 见 表 1 5 个 处 理 的 总 N 总 P 和 总 K 含 量 见 表 2 每 个 试 验 区 均 为 1 5 m 1 0 m 每 种 处 理 3 个 重 复 共 1 5 个 试 验 裂 区 各 裂 区 采 用 完 全 随 机 分 配 按 当 b e i n g 8 2 7 6 4 0 k g h m 2 w h i c h i s 1 3 2 t i m e s h i g h e r t h a n t h e C K S o i l f e r t i l i z a t i o n a l s o i n c r e a s e d t h e 1 6 S a n d 1 8 S g e n e c o p i e s a n d m i c r o b i a l d i v e r s i t y o f w h i c h t h e 1 5 3 f o l d s a n d 7 8 f o l d s w e r e h i g h e s t a s t h e c o n t r o l r e s p e c t i v e l y I n c r e a s e i n S M a p p l i c a t i o n p r o p o r t i o n a t e l y i n c r e a s e d t h e s o i l m i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n m i c r o b i a l b i o m a s s n i t r o g e n a n d v a r i o u s e n z y m e a c t i v i t i e s T h e c o m p o s i t i o n o f s o i l f u n g a l c o m m u n i t y w a s r e p o r t e d t o b e d i f f e r e n t f o r S M a n d C K T h e s t u d y t h u s f i n d s t h a t m i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n a n d s o i l o r g a n i c m a t t e r a r e t h e m a i n s o i l c h a r a c t e r i s t i c s l e a d i n g t o t h e c h a n g e s o f t h e s o i l f u n g a l c o m m u n i t y s t r u c t u r e O u r r e s e a r c h d e m o n s t r a t e s a n a m e n d m e n t s t r a t e g y u s i n g S M a s a s o u r c e o f o r g a n i c m a t t e r f o r t h e i m p r o v e m e n t o f s a n d y l o a m t h a t h a s t h e p o t e n t i a l t o i n c r e a s e c r o p y i e l d i n a l l u v i a l s e d i m e n t s o f t h e Y e l l o w R i v e r K e y w o r d s f a r m l a n d r e n o v a t i o n w h e a t y i e l d p o o r s o i l m i c r o b i a l c o m m u n i t y s o i l p r o p e r t y 表 1 土 壤 改 良 基 质 的 物 理 和 化 学 指 标 T a b l e 1 P h y s i c a l a n d c h e m i c a l i n d e x e s o f t h e s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m 指 标 I n d e x N g k g 1 P g k g 1 K g k g 1 湿 度 p H 体 积 密 度 g c m 3 有 效 菌 落 数 c f u g 1 总 孔 隙 度 含 量 C o n t e n t 0 1 8 0 0 7 0 0 6 4 0 6 5 7 5 0 4 0 8 2 1 0 8 6 0 表 2 对 照 和 不 同 处 理 的 营 养 成 分 k g h m 2 T a b l e 2 N u t r i e n t c o n t e n t s o f t h e a p p l i e d c h e m i c a l f e r t i l i z e r a n d s o i l a m e n d e d s u b s t r a t e m e d i u m k g h m 2 营 养 元 素 N u t r i t i v e e l e m e n t N 无 机 N 有 机 P 无 机 P 有 机 K 无 机 K 有 机 C K 2 7 0 1 5 0 7 5 S M 1 2 7 0 3 2 1 5 0 1 3 7 5 1 1 S M 2 2 7 0 6 5 1 5 0 2 5 7 5 2 2 S M 3 2 7 0 9 7 1 5 0 3 8 7 5 3 2 S M 4 2 7 0 1 3 0 1 5 0 5 0 7 5 4 3 2 7 4 3农 业 环 境 科 学 学 报 第 4 1 卷 第 1 2 期 地 耕 作 习 惯 在 上 季 作 物 收 获 后 将 残 留 秸 秆 粉 碎 还 田 土 壤 改 良 基 质 于 2 0 1 7 年 7 月 小 麦 种 植 前 作 基 肥 施 用 小 麦 于 2 0 1 7 年 1 0 月 3 0 日 种 植 在 小 麦 生 长 期 内 各 处 理 均 有 养 分 含 量 共 计 2 7 0 k g h m 2 N 1 5 0 k g h m 2 P 2 O 5 和 7 5 k g h m 2 K 2 O 的 化 肥 施 用 到 田 间 本 课 题 组 开 发 的 土 壤 改 良 培 肥 基 质 使 用 水 稻 秸 秆 和 小 麦 秸 秆 作 为 原 材 料 秸 秆 干 燥 后 湿 度 控 制 在 6 5 以 下 作 为 堆 肥 材 料 堆 肥 过 程 中 加 入 枯 草 芽 孢 杆 菌 和 黑 曲 霉 促 进 发 酵 成 品 中 均 能 检 测 到 两 种 微 生 物 的 存 在 每 堆 堆 肥 的 原 材 料 重 达 3 t 长 宽 高 分 别 为 1 8 1 5 1 5 m 根 据 堆 体 温 度 的 变 化 每 1 0 1 5 d 翻 堆 一 次 加 入 硅 镁 土 促 进 黏 合 和 成 型 该 基 质 完 全 由 本 课 题 组 研 发 并 由 句 容 蓝 天 碧 水 生 物 科 技 有 限 公 司 商 业 化 生 产 1 2 样 品 采 集 在 2 0 1 7 年 1 0 月 小 麦 种 植 前 S 0 2 0 1 8 年 3 月 小 麦 返 青 期 S 1 2 0 1 8 年 4 月 小 麦 拔 节 期 S 2 和 2 0 1 8 年 6 月 小 麦 成 熟 期 S 3 采 集 土 壤 样 本 Z a d o k s 编 号 分 别 为 z 0 0 z 2 4 z 3 7 和 z 9 2 1 1 在 每 个 样 地 中 随 机 采 集 5 个 直 径 3 8 m m 深 度 5 1 5 c m 的 土 芯 同 一 地 块 的 土 壤 混 合 成 一 个 样 本 将 采 集 的 新 鲜 土 壤 样 品 分 为 两 个 子 样 本 一 个 子 样 本 储 存 在 2 0 用 于 D N A 提 取 另 一 个 子 样 本 立 即 分 析 土 壤 性 质 和 土 壤 酶 活 性 在 每 个 地 块 对 角 线 位 置 设 置 3 个 等 距 采 样 点 用 于 成 熟 期 植 物 样 品 采 集 每 个 采 样 点 1 m 2 且 距 离 地 块 边 缘 至 少 2 m 收 获 采 样 点 内 所 有 的 小 麦 并 记 录 穗 数 小 麦 烘 干 后 取 2 0 株 穗 用 于 谷 粒 计 数 计 算 每 株 穗 的 平 均 谷 粒 数 和 每 1 0 0 0 粒 谷 粒 的 质 量 作 物 产 量 k g h m 2 每 平 方 米 穗 数 每 穗 平 均 谷 粒 数 每 1 0 0 0 粒 谷 粒 质 量 g 1 0 0 1 3 土 壤 物 理 化 学 和 生 物 分 析 制 备 土 水 比 为 1 2 5 m V 的 干 土 悬 浮 液 测 定 土 壤 p H 值 采 用 1 5 m V 的 土 壤 水 混 合 物 测 定 土 壤 电 导 率 E C 采 用 重 铬 酸 钾 氧 化 法 测 定 土 壤 有 机 质 S O M 采 用 凯 氏 定 氮 法 测 定 全 氮 T N 采 用 N a H C O 3 萃 取 钼 蓝 比 色 法 测 定 有 效 磷 A P 采 用 醋 酸 铵 浸 提 火 焰 光 度 法 测 定 有 效 钾 A K 采 用 碱 扩 散 法 测 定 有 效 氮 A N 体 积 密 度 B D 由 给 定 体 积 土 壤 的 质 量 计 算 根 据 土 壤 农 化 分 析 1 2 对 上 述 土 壤 性 质 进 行 分 析 采 用 氯 仿 熏 蒸 提 取 法 测 定 微 生 物 生 物 量 碳 M B C 和 微 生 物 生 物 量 氮 M B N 1 3 1 4 土 壤 中 转 化 酶 和 纤 维 素 酶 的 活 性 用 3 5 二 硝 基 水 杨 酸 比 色 法 测 定 1 5 1 6 脲 酶 的 活 性 用 吲 哚 酚 比 色 法 测 定 1 5 1 4 细 菌 和 真 菌 群 落 的 定 量 分 析 采 用 S t e p 1 实 时 荧 光 定 量 P C R 系 统 对 试 验 前 小 麦 拔 节 期 和 小 麦 成 熟 期 土 壤 中 的 细 菌 和 真 菌 进 行 定 量 分 析 根 据 C B R O N 等 1 7 的 方 法 采 用 S Y B R G r e e n 实 时 P C R 法 测 定 土 壤 总 D N A 中 1 6 S r D N A 和 1 8 S r D N A 的 拷 贝 数 将 枯 草 芽 孢 杆 菌 1 6 S r D N A 和 杂 色 曲 霉 1 8 S r D N A 插 入 p e a s y b l u n t 载 体 中 将 连 接 产 物 转 化 入 D H 5 1 6 S r D N A 通 用 引 物 为 3 3 8 f 5 1 8 r 1 8 S r D N A 通 用 引 物 为 F u n g 5 F F F 3 9 0 R 1 8 筛 选 A m p 平 板 进 行 阳 性 克 隆 转 化 和 测 序 提 取 质 粒 作 为 定 量 分 析 的 标 准 用 1 0 倍 梯 度 稀 释 质 粒 获 得 定 量 标 准 曲 线 用 于 S Y B R G r e e n 实 时 P C R 扩 增 用 无 菌 水 代 替 模 板 D N A 作 为 阴 性 对 照 通 过 与 标 准 曲 线 比 较 计 算 每 个 样 本 的 C t 值 获 得 拷 贝 数 1 5 变 性 梯 度 凝 胶 电 泳 D G G E 分 析 用 P C R D G G E 法 对 各 处 理 成 熟 期 土 壤 的 1 6 S r D N A 和 1 8 S r D N A 片 段 进 行 细 菌 和 真 菌 的 扩 增 使 用 的 引 物 为 3 5 7 F G C 5 1 7 R 和 N S 1 G C F u n g 1 9 扩 增 反 应 重 复 3 次 P C R 产 物 经 1 E B 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 验 证 用 定 量 软 件 分 析 D G G E 上 观 察 到 的 条 带 1 6 统 计 分 析 采 用 S P S S 2 0 0 统 计 软 件 对 同 一 时 期 不 同 处 理 或 同 一 处 理 不 同 时 期 下 的 产 量 土 壤 性 质 和 土 壤 微 生 物 群 落 进 行 统 计 分 析 采 用 D u n c a n 法 进 行 多 重 比 较 基 于 D G G E 谱 带 利 用 软 件 计 算 S h a n n o n 多 样 性 指 数 H 均 匀 度 指 数 E 和 C h a o 1 指 数 利 用 G e l c o m p a r 软 件 包 对 D G G E 谱 带 进 行 识 别 和 聚 类 利 用 C a n o c o 5 软 件 进 行 典 型 相 关 分 析 C C A 揭 示 土 壤 性 状 与 细 菌 和 真 菌 群 落 组 成 的 关 系 2 结 果 与 分 析 2 1 土 壤 特 性 和 作 物 产 量 的 变 化 在 本 季 试 验 之 后 各 试 验 裂 区 的 S O M 含 量 总 体 随 着 土 壤 中 加 入 土 壤 改 良 培 肥 基 质 含 量 的 增 加 而 增 加 表 3 S M 3 和 S M 4 处 理 各 时 期 S O M 含 量 均 显 著 高 于 C K P 0 0 5 在 小 麦 拔 节 期 S M 4 的 平 均 S O M 含 量 比 C K 高 出 7 9 1 表 3 T N 含 量 在 基 质 处 理 与 C K 间 无 显 著 差 异 然 而 基 质 处 理 的 各 阶 段 A N 含 量 均 低 于 C K 且 4 个 基 质 处 理 之 间 A N 含 量 均 无 显 著 差 异 在 小 麦 整 个 生 育 期 内 A P 含 量 随 着 生 长 期 的 变 化 呈 现 先 升 高 后 降 低 的 趋 势 A P 含 量 在 返 青 期 达 到 最 高 在 成 熟 期 降 低 至 与 播 种 前 同 一 水 平 在 整 个 生 2 7 4 4吴 昊 等 土 壤 改 良 基 质 对 土 壤 性 状 及 微 生 物 群 落 的 影 响 2 0 2 2 年 1 2 月 w w w a e s o r g c n 育 期 所 有 基 质 处 理 的 A K 水 平 都 高 于 C K 土 壤 E C 值 在 基 质 处 理 与 C K 间 差 异 显 著 表 3 4 个 基 质 处 理 的 E C 值 均 显 著 低 于 C K 特 别 是 拔 节 期 和 成 熟 期 M B C 和 M B N 在 拔 节 期 含 量 较 高 在 成 熟 期 时 略 有 下 降 表 3 在 各 个 时 期 处 理 组 的 M B C 和 M B N 均 高 于 C K M B C 含 量 随 着 基 质 用 量 的 增 加 而 增 加 且 S M 4 处 理 显 著 高 于 C K M B N 在 返 青 期 和 拔 节 期 均 是 基 质 处 理 显 著 高 于 C K 然 而 在 成 熟 期 各 处 理 与 C K 间 差 异 减 弱 没 有 达 到 显 著 水 平 土 壤 改 良 培 肥 基 质 处 理 的 小 麦 产 量 高 于 C K 表 4 S M 4 处 理 的 小 麦 产 量 最 高 是 C K 的 1 3 2 倍 而 S M 2 处 理 的 小 麦 产 量 低 于 S M 1 这 可 能 是 由 田 间 地 形 水 文 等 因 素 造 成 的 2 2 土 壤 酶 活 性 的 变 化 在 各 个 处 理 中 蔗 糖 酶 活 性 在 不 同 时 期 间 存 在 差 异 总 体 而 言 同 一 处 理 的 土 壤 蔗 糖 酶 活 性 呈 现 先 增 加 拔 节 期 后 减 少 成 熟 期 的 趋 势 图 1 a 在 同 一 阶 段 不 同 基 质 处 理 的 蔗 糖 酶 活 性 均 显 著 高 于 C K 且 在 拔 节 期 这 种 差 异 最 为 显 著 拔 节 期 S M 4 处 理 的 蔗 糖 酶 活 性 最 高 比 C K 高 6 0 4 总 体 而 言 在 返 青 期 与 拔 节 期 蔗 糖 酶 活 性 的 变 化 趋 势 与 基 质 的 用 量 呈 正 相 关 而 在 成 熟 期 基 质 增 加 对 蔗 糖 酶 活 性 没 有 产 生 显 著 影响 在 返 青 期 S M 2 S M 4 处 理 的 脲 酶 活 性 显 著 增 加 图 1 b 拔 节 期 各 处 理 的 脲 酶 活 性 均 较 高 可 能 与 期 间 追 肥 有 关 其 中 S M 3 和 S M 4 处 理 的 脲 酶 活 性 显 著 高 于 C K 在 成 熟 期 不 同 基 质 施 加 量 处 理 的 脲 酶 活 性 无 显 著 差 异 同 一 处 理 的 土 壤 纤 维 素 酶 活 性 在 3 个 生 长 阶 段 逐 渐 增 加 图 1 c 在 3 个 生 长 阶 段 中 成 熟 期 基 质 处 理 组 的 纤 维 素 酶 活 均 显 著 高 于 C K 其 中 S M 4 处 理 的 纤 维 素 酶 活 最 高 比 C K 高 出 6 5 1 2 3 土 壤 微 生 物 群 落 丰 度 及 多 样 性 土 壤 中 细 菌 和 真 菌 的 丰 度 随 着 土 壤 改 良 培 肥 基 注 用 单 因 素 方 差 分 析 检 验 各 处 理 间 的 显 著 性 P 0 0 5 同 一 列 不 同 大 写 字 母 表 示 不 同 时 期 同 一 处 理 间 的 差 异 显 著 不 同 小 写 字 母 表 示 同 一 时 期 不 同 处 理 间 的 差 异 显 著 N o t e S i g n i f i c a n c e a m o n g t r e a t m e n t s i s t e s t e d u s i n g o n e w a y A N O V A a t P 0 0 5 D i f f e r e n t c a p i t a l l e t t e r s i n d i c a t e t h e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n d i f f e r e n t s t a g e s o f t h e s a m e t r e a t m e n t a n d d i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e t h e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n t h e s a m e s t a g e b e t w e e n t r e