长期秸秆还田替代部分化肥提高双季稻田土壤有机碳、氮组分及微生物群落的活性

文献类型： 中文期刊

第一作者： 杨世奇

作者： 杨世奇;陈丽明;黄万;易艳红;杨陶陶;谭雪明;曾勇军;潘晓华;黄山;曾研华

作者机构：

关键词： 长期秸秆还田;双季稻种植;化肥减量;土壤有机碳组分;土壤有机氮组分;微生物群落结构

期刊名称： 中国科学(生命科学)

ISSN： 1674-7232

年卷期： 2025 年 55 卷 011 期

页码： 2325-2338

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 长期秸秆还田通过提升土壤有机碳(SOC)和有机氮(SON)库持续改善土壤肥力.然而,土壤有机碳、氮组分的变化特征及其与微生物群落的关系尚不明确.依托一项为期8年的长期定位试验,本研究探究了等量氮磷钾养分投入下秸秆移除(NPK)、秸秆焚烧还田(SBR+NPK)和秸秆全量切碎直接还田(SR+NPK)对双季稻种植体系中土壤有机碳、氮组分及其微生物群落的影响.结果表明,与NPK和SBR+NPK相比, SR+NPK处理下土壤总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)以及活性有机碳(AOC)含量在早、晚稻季均显著提高(P<0.05).值得注意的是,相比不施肥处理, SR+NPK处理下TOC, MBC和AOC含量增幅显著,分别达14.5%～15.9%, 34.3%～40.9%和29.8%～39.8%.同时,早稻季SR+NPK处理较之NPK和SBR+NPK处理亦显著增加土壤全氮(TN)、微生物生物量氮(MBN)、酸解性氮(AHN)、酸解铵态氮(AN)和酸解氨基酸态氮(AAN)含量,增幅分别为4.0%～9.1%, 36.6%～37.3%, 7.4%～10.8%, 17.3%～21.0%和12.0%～17.5%. SR+NPK处理还显著增加早稻季土壤MBC/TOC和MBN/TN比值.进一步分析发现, SR+NPK处理下TOC的提升主要归因于土壤颗粒有机碳的增加,而TN的增加则主要与AHN, AN和AAN含量提升有关.此外, SR+NPK提高早稻季AOC/TOC比值、晚稻季土壤易氧化有机碳含量及TOC/TN比值;而SBR+NPK处理仅提高早稻季溶解性有机碳(DOC)/TOC比值,但显著降低土壤微生物丰富度和多样性,尤其在早稻季较为明显.变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门是双季稻土壤微生物群落的优势菌门,主要受轻组有机碳、酸解氨基糖态氮(ASN)和MBN的影响.本研究结果表明,长期秸秆还田可通过驱动土壤微生物群落组分的变化,有效改善土壤的有机碳、氮组分.

分类号： S153.6%S154.3

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