CAJ | 학술논문

[目的]土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,研究长期不同土地利用方式对其产生的影响可为该地区选择适宜的土地利用方式,实现培肥土壤和高产高效农业生产提供理论支撑.[方法]以位于陕西杨凌的“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”的长期定位试验为基础,利用Biolog分析结合常规分析,研究了4种长期不同土地利用方式[不施肥农田(CK),长期施氮、磷、钾化肥农田(NPK),长期绝对休闲(FL)和撂荒(AL)]对(土娄)土土壤微生物量、呼吸强度和微生物功能多样性的影响.[结果]AL和NPK处理的土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均显著高于CK和FL处理,其中AL和NPK处理之间差异不显著,CK和FL处理之间差异不显著.NPK处理的SMBC/SMBN值最高,而CK和FL处理最低,两组间差异显著,而AL处理居中但与两组之间均差异不显著.不同土地利用方式下土壤基础呼吸强度的变化趋势是AL＞ FL＞ NPK＞ CK,累积呼吸量的变化趋势为AL＞ NPK＞FL＞ CK,表明AL处理的土壤微生物活性最高,其次是NPK处理,再者是FL处理,而CK处理的土壤微生物活性最低.Biolog分析的结果显示,AL、NPK和CK处理的平均颜色变化率(AWCD)在开始的24 h变化不大,此后随培养时间的延长而快速升高;而FL处理在72 h之后才快速升高.培养结束时,NPK和AL处理的AWCD最大,其次是CK处理,FL处理最低.NPK和AL处理的Shannon-Wiener物种丰富度指数H、碳源利用丰富度指数S和Simpson指数D均最高,CK其次,FL最低.各处理的Shannon-Wiener均匀度指数E没有明显差异.相比CK、NPK和AL处理能提高(土娄)土土壤微生物群落的功能多样性,FL处理则会降低(土娄)土土壤微生物群落的功能多样性.主成分分析共提取了5个主成分,累计贡献率达87.7％,其中第1主成分(PC1)的方差贡献率为52.0％,第2主成分(PC2)为11.6％.NPK处理和AL处理的碳源利用特征相类似,与CK和FL处理存在显著差异,表明不同土地利用方式下土壤微生物群落的结构和功能出现了显著分异.糖类、羧酸类和氨基酸类等三类碳源是区分各处理的主要碳源.[结论]撂荒和合理施肥的农田均可以提高土壤微生物量、土壤呼吸作用和土壤微生物群落结构和功能的多样性,长期的绝对休闲则不利于土壤微生物功能多样性的维持.合理施肥的农田并不会造成土壤微生物量的下降以及土壤微生物结构和功能多样性的退化,相反,合理施肥对于维持农田土壤微生物量以及微生物结构和功能多样性具有显著的积极作用. [目的]土壤微生物是土壤生態繫統的重要組成部分,研究長期不同土地利用方式對其產生的影響可為該地區選擇適宜的土地利用方式,實現培肥土壤和高產高效農業生產提供理論支撐.[方法]以位于陝西楊凌的“國傢黃土肥力與肥料效益鑑測基地”的長期定位試驗為基礎,利用Biolog分析結閤常規分析,研究瞭4種長期不同土地利用方式[不施肥農田(CK),長期施氮、燐、鉀化肥農田(NPK),長期絕對休閒(FL)和撂荒(AL)]對(土婁)土土壤微生物量、呼吸彊度和微生物功能多樣性的影響.[結果]AL和NPK處理的土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均顯著高于CK和FL處理,其中AL和NPK處理之間差異不顯著,CK和FL處理之間差異不顯著.NPK處理的SMBC/SMBN值最高,而CK和FL處理最低,兩組間差異顯著,而AL處理居中但與兩組之間均差異不顯著.不同土地利用方式下土壤基礎呼吸彊度的變化趨勢是AL＞ FL＞ NPK＞ CK,纍積呼吸量的變化趨勢為AL＞ NPK＞FL＞ CK,錶明AL處理的土壤微生物活性最高,其次是NPK處理,再者是FL處理,而CK處理的土壤微生物活性最低.Biolog分析的結果顯示,AL、NPK和CK處理的平均顏色變化率(AWCD)在開始的24 h變化不大,此後隨培養時間的延長而快速升高;而FL處理在72 h之後纔快速升高.培養結束時,NPK和AL處理的AWCD最大,其次是CK處理,FL處理最低.NPK和AL處理的Shannon-Wiener物種豐富度指數H、碳源利用豐富度指數S和Simpson指數D均最高,CK其次,FL最低.各處理的Shannon-Wiener均勻度指數E沒有明顯差異.相比CK、NPK和AL處理能提高(土婁)土土壤微生物群落的功能多樣性,FL處理則會降低(土婁)土土壤微生物群落的功能多樣性.主成分分析共提取瞭5箇主成分,纍計貢獻率達87.7％,其中第1主成分(PC1)的方差貢獻率為52.0％,第2主成分(PC2)為11.6％.NPK處理和AL處理的碳源利用特徵相類似,與CK和FL處理存在顯著差異,錶明不同土地利用方式下土壤微生物群落的結構和功能齣現瞭顯著分異.糖類、羧痠類和氨基痠類等三類碳源是區分各處理的主要碳源.[結論]撂荒和閤理施肥的農田均可以提高土壤微生物量、土壤呼吸作用和土壤微生物群落結構和功能的多樣性,長期的絕對休閒則不利于土壤微生物功能多樣性的維持.閤理施肥的農田併不會造成土壤微生物量的下降以及土壤微生物結構和功能多樣性的退化,相反,閤理施肥對于維持農田土壤微生物量以及微生物結構和功能多樣性具有顯著的積極作用.
[목적]토양미생물시토양생태계통적중요조성부분,연구장기불동토지이용방식대기산생적영향가위해지구선택괄의적토지이용방식,실현배비토양화고산고효농업생산제공이론지탱.[방법]이위우협서양릉적“국가황토비력여비료효익감측기지”적장기정위시험위기출,이용Biolog분석결합상규분석,연구료4충장기불동토지이용방식[불시비농전(CK),장기시담、린、갑화비농전(NPK),장기절대휴한(FL)화략황(AL)]대(토루)토토양미생물량、호흡강도화미생물공능다양성적영향.[결과]AL화NPK처리적토양미생물량탄(SMBC)화미생물량담(SMBN)균현저고우CK화FL처리,기중AL화NPK처리지간차이불현저,CK화FL처리지간차이불현저.NPK처리적SMBC/SMBN치최고,이CK화FL처리최저,량조간차이현저,이AL처리거중단여량조지간균차이불현저.불동토지이용방식하토양기출호흡강도적변화추세시AL＞ FL＞ NPK＞ CK,루적호흡량적변화추세위AL＞ NPK＞FL＞ CK,표명AL처리적토양미생물활성최고,기차시NPK처리,재자시FL처리,이CK처리적토양미생물활성최저.Biolog분석적결과현시,AL、NPK화CK처리적평균안색변화솔(AWCD)재개시적24 h변화불대,차후수배양시간적연장이쾌속승고;이FL처리재72 h지후재쾌속승고.배양결속시,NPK화AL처리적AWCD최대,기차시CK처리,FL처리최저.NPK화AL처리적Shannon-Wiener물충봉부도지수H、탄원이용봉부도지수S화Simpson지수D균최고,CK기차,FL최저.각처리적Shannon-Wiener균균도지수E몰유명현차이.상비CK、NPK화AL처리능제고(토루)토토양미생물군락적공능다양성,FL처리칙회강저(토루)토토양미생물군락적공능다양성.주성분분석공제취료5개주성분,루계공헌솔체87.7％,기중제1주성분(PC1)적방차공헌솔위52.0％,제2주성분(PC2)위11.6％.NPK처리화AL처리적탄원이용특정상유사,여CK화FL처리존재현저차이,표명불동토지이용방식하토양미생물군락적결구화공능출현료현저분이.당류、최산류화안기산류등삼류탄원시구분각처리적주요탄원.[결론]략황화합리시비적농전균가이제고토양미생물량、토양호흡작용화토양미생물군락결구화공능적다양성,장기적절대휴한칙불리우토양미생물공능다양성적유지.합리시비적농전병불회조성토양미생물량적하강이급토양미생물결구화공능다양성적퇴화,상반,합리시비대우유지농전토양미생물량이급미생물결구화공능다양성구유현저적적겁작용.