红薯藤及其生物质炭还田对旱地红壤理化性质及微生物群落的影响

作     者：袁东东 

作者单位：南昌工程学院 

学位级别：硕士

导师姓名：周际海;黄欠如

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0713[理学-生态学] 

主      题：红薯藤 生物质炭 理化性质 土壤酶活性 微生物群落结构 产量 

摘      要：针对旱地红壤质量差,生产力不高,保肥性能差,缺乏养分,且多数粘、重、板、结等突出问题,本研究基于野外旱地红壤定位试验,试验设置红薯藤及其生物质炭还田共5个处理:常规管理(CK)、3000 kg/ha红薯藤还田(S1)、6000 kg/ha红薯藤还田(S2)、1050 kg/ha红薯藤生物质炭还田(BC1)和2100 kg/ha红薯藤生物质炭还田(BC2)。研究红薯藤及其生物质炭还田对旱地红壤理化性质、相关土壤酶活性、微生物群落结构和作物产量的影响,以期为改良旱地红壤、提高旱地红壤肥力和作物增产提供理论基础和实践指导。主要研究结果如下:(1)红薯藤及其生物质炭还田均降低了土壤容重,提高了土壤Eh,其容重降幅最高为0-10cm土层BC2处理达4.26%,土壤Eh增幅最高为0-10cm土层BC2处理达7.09%;红薯藤还田增加了土壤可溶性有机碳,而红薯藤生物质还田降低了土壤可溶性有机碳,其增幅最高为0-10cm土层S2处理达16.80%,降幅最高为20-30cm土层BC2处理达29.14%;红薯藤及其生物质炭还田均增加了土壤水解氮和有效磷含量,其水解氮和有效磷含量增幅最高均为0-10cm土层BC2处理达23.59%和25.63%。(2)红薯藤还田对土壤FDA水解酶和脲酶活性均表现为促进作用,对蔗糖酶活性没有产生明显的影响,其中FDA水解酶活性增幅最高为20-30cm土层S2处理达29.99%,脲酶活性增幅最高为10-20cm土层S2处理达25.59%;生物质炭还田对FDA水解酶和脲酶活性整体上表现为抑制作用,其降幅最高分别为0-10cm土层和20-30cm土层的BC2处理达34.84%和11.72%,生物质炭还田对蔗糖酶活性整体上表现为促进作用,其增幅最高为20-30cm土层BC2处理达27.35%。(3)红薯藤和低剂量生物质炭还田处理(BC1)均能增加土壤微生物PLFAs总量,其增幅最高为20-30cm土层S1处理达18.34%,高剂量生物质炭还田处理(BC2)降低了土壤微生物PLFAs总量,最高达23.16%,改变了微生物群落结构。在0-10 cm、10-20 cm和20-30cm土层土壤细菌(革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)的相对丰度最大为64.8%-69.66%,为优势菌群,其次为放线菌为18.92%-25.41%。(4)红薯藤及其生物质炭还田对提高旱地红壤红薯产量和经济效益的影响不一,红薯藤半量还田(S1)可以显著增加红薯产量、总生物量和经济效益,红薯藤全量还田(S2)降低了红薯产量、总生物量和经济效益;红薯藤生物质炭还田有利于提高红薯产量,但从经济效益方面考虑,低剂量红薯藤生物质炭还田(BC1)为正经济效益,高剂量红薯藤生物质炭还田(BC2)为负经济效益。综上所述,红薯藤还田一定程度上改善了土壤理化性质、土壤酶活性、微生物群落结构,红薯藤生物质炭还田一定程度上对土壤理化性质、土壤酶活性、微生物群落结构影响不大甚至产生了负效应。从总体经济效益和新增经济效益考量,一年的大田定位试验数据表明半量红薯藤还田(S1)的效果是最优的。