不同秸稈生物炭對紅壤性水稻土養(yǎng)分及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

【摘要】：【目的】研究不同秸稈轉(zhuǎn)化生物炭對紅壤性水稻土養(yǎng)分含量及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響差異,為土壤改良和秸稈資源的合理利用提供理論參考。【方法】以水稻和玉米秸稈300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭為添加材料,以發(fā)育于第四紀(jì)的紅壤性水稻土為供試土壤,通過135 d室內(nèi)培育試驗,研究秸稈生物炭添加對紅壤性水稻土p H、有機碳和養(yǎng)分含量、土壤微生物生物量碳(MBC)的影響,及其對磷脂脂肪酸(PLFA)表征的微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。試驗共設(shè)7個處理:對照(CK)、添加水稻秸稈炭300℃(RB300)、400℃(RB400)、500℃(RB500)和添加玉米秸稈炭300℃(CB300)、400℃(CB400)、500℃(CB500)?！窘Y(jié)果】物料類型和制備溫度因素顯著影響裂解得到生物炭材料的養(yǎng)分含量和化學(xué)性質(zhì)。培育試驗表明,兩種秸稈生物炭的添加,平均提高土壤p H值0.16個單位;土壤有機碳、速效磷和速效鉀水平,分別比對照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸稈炭對土壤速效鉀水平促進(jìn)作用較大,而玉米秸稈炭則主要增加速效磷含量。低溫裂解秸稈炭(300℃)的添加,并沒有顯著影響土壤堿解氮和無機氮含量;而添加RB500和CB500處理的堿解氮分別比對照低10.4%和8.1%,硝態(tài)氮含量分別比對照高63.6%和100.7%(P0.05)。添加生物炭處理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸總量平均比對照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸稈炭處理與對照差異不顯著;兩種秸稈炭的輸入均可以增加革蘭氏陰性細(xì)菌(G-)、革蘭氏陽性細(xì)菌(G+)、放線菌和真菌的含量,且不同制備溫度處理間的差異表現(xiàn)為300℃400℃500℃。主成分分析表明,水稻秸稈炭對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響較玉米秸稈炭更為顯著;不同溫度水稻秸稈炭間,群落結(jié)構(gòu)差異明顯,而不同溫度玉米秸稈炭間沒有區(qū)分開來。典范對應(yīng)分析結(jié)果表明,生物炭添加可以通過改變土壤性質(zhì),間接影響微生物群落結(jié)構(gòu);其中,土壤速效磷、有機碳和速效鉀含量與土壤微生物群落分布顯著相關(guān)?！窘Y(jié)論】水稻和玉米秸稈炭均可以改良紅壤性水稻土的酸度,提高土壤養(yǎng)分含量和微生物量水平;兩種秸稈炭的添加均改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu),其中以水稻秸稈炭的影響更為明顯。 【作者單位】： 中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室;中國科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 秸稈生物炭 土壤養(yǎng)分 微生物生物量碳 磷脂脂肪酸 典范對應(yīng)分析
【基金】：國家自然科學(xué)基金(41171233)
【分類號】：S158;S154.3
【正文快照】： 0引言【研究意義】據(jù)統(tǒng)計,當(dāng)前中國每年秸稈產(chǎn)量約為8億噸[1],合理開發(fā)利用秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物資源仍然是亟需解決的問題。中國南方熱帶和亞熱帶地區(qū)分布著大面積酸性土壤[2],以往的研究表明農(nóng)作物秸稈等的施用可以提高土壤肥力[3];但由于秸稈類材料易被微生物分解,其改良效果并

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