生物炭与氮肥减量配施对黄壤稻田土壤有机碳矿化的影响

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:piglolo1987
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化学氮肥减施增效是实现化肥零增长的重要措施之一,可助推农业可持续发展。本研究以大田试验和室内培养相结合,用等氮量生物炭替代化肥氮配施,设置6个处理:CK(不施氮肥,只施用磷肥和钾肥)、常规施肥T0(化肥氮100%)、T1(化肥氮90%+生物炭氮10%)、T2(化肥氮80%+生物炭氮20%)、T3(化肥氮70%+生物炭氮30%)、T4(化肥氮60%+生物炭氮40%)。水稻移栽前先将生物炭均匀撒施于水田土壤表层,翻匀,再将化学氮肥的50%、磷肥的100%和钾肥的50%混匀后作为基肥施用,剩余氮肥分三次追施及钾肥一次追施。在水稻成熟期进行采样,并对土样进行室内培养,研究生物炭与氮肥减量配施对黄壤稻田土壤有机碳活性组分、有机碳矿化及微生物群落结构的影响。主要结果如下:(1)生物炭与氮肥减量配施均可显著提高土壤有机碳(SOC)含量(P<0.05,下同),且与氮肥减量配施生物炭比例呈正比。土壤微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、土壤微生物量氮(MBN)及MBN/TN均随生物炭与氮肥配施比例的增加均呈先增加后降低趋势,T2处理较CK处理均显著增加,土壤可溶性碳(DOC)含量则以T2处理最低。土壤q MB(MBC/SOC)、DOC/SOC和ROC/SOC较T0处理依次下降0~0.40、0.16~0.30和0.09~0.45个百分点,其中T3和T4处理均显著下降。(2)有机碳矿化速率在开始培养的第3天达到峰值,培养前期(第3~6天)迅速下降,中期(第6~18天)缓慢下降,后期(第18~30天)逐渐趋于稳定,矿化速率随时间的动态变化符合对数函数关系(P<0.01);有机碳累积矿化量(Ct)和累积矿化率(Cr)分别为0.55~0.86 g/kg和2.9%~4.0%,T2处理较T0处理分别显著降低10.0%和1.10个百分点。(3)生物炭与氮肥减量配施处理土壤细菌的主要优势菌门有Proteobacteria(变形菌门,27.73%~35.93%)和Chloroflexi(绿弯菌门,17.91%~23.41%),环境因子关联分析表明细菌Shannon指数与MBC和ROC呈极显著正相关,与MBN呈显著正相关;Simpson指数与MBC和ROC呈极显著负相关,与MBN呈显著负相关;Ace指数和Chao指数与ROC均呈极显著正相关关系。真菌的主要优势菌门有Ascomycota(子囊菌门,25.56%~52.33%)和unclassified_k__Fungi(未分类真菌,13.01~32.21%),环境因子关联分析表明真菌Shannon指数与8个环境因子均呈正相关,但未达显著水平;Simpson指数与8个环境因子均呈负相关,仅Ct达显著水平;Ace指数与MBC呈显著正相关;Chao指数与MBC和MBN均呈显著正相关关系。综上,适量生物炭与氮肥减量配施可有效促进土壤固碳培肥和化肥减施增效。
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