有机肥替代化肥对安徽沿淮地区农田小麦产量和土壤肥力的影响
目前我国化肥施用量过高,化肥利用效率较低,生态资源代价大,有机肥替代化肥施用后可培肥土壤,提高作物单位面积产量。淮河流域是安徽省重要的商品粮基地,化肥在粮食不断增收中发挥着不可替代的作用。但是,过量使用化肥也导致农业生态环境恶化和非点源污染增加。为提高淮河流域农业废弃物资源利用率和化肥利用率,实现化肥减量化、提高土壤肥力。本文以安徽淮河地区农田小麦为试验研究对象,采取有机肥替代化肥大田试验,设置不施肥（CK）、100%化肥（UF）、20%有机肥+80%化肥（OF20）、40%有机肥+60%化肥（OF40）和100%有机肥（OF100）处理组,测定了有机肥替代化肥对土壤肥力、小麦产量和微生物群落结构的影响。探索有机肥替代化肥的最佳比例,为增加安徽沿淮地区施肥效率提供理论依据。本文得到主要结果如下:（1）有机肥替代化肥能够提高小麦产量施肥与不施肥处理组相比,UF、OF20、OF40、OF100,产量分别提高31.47%、46.96%、19.45%、23.18%,达到显著性差异水平。有机肥替代化肥与单施化肥处理组相比,OF20处理组产量提高11.79%（P<0.05）。（2）有机肥替代化肥可以改善土壤理化性质施肥与不施肥处理组相比,全氮、速效磷含量分别增加1.12%～14.61%、13.44%～37.62%（P<0.05）,pH 值为 5.40～5.50（P<0.05）。有机肥替代化肥与单施化肥处理组相比,有机质、碱解氮含量分别增加1.67%～2.90%、2.24%～8.72%;OF20与单施化肥相比,速效磷含量增加12.01%（P<0.05）;全氮含量增加4.44%～13.33%,其中OF100处理组（P<0.05）;速效钾含量增加1.91%～4.78%,其中OF20处理组达到显著性差异水平。（3）有机肥替代化肥可以提加土壤酶活性和微生物量碳、氮对土壤酶活性的研究表明,施肥与不施肥处理组相比,脲酶活性增加13.39%～22.05%（P<0.05）,磷酸酶活性增加 18.87%～31.56%（P<0.05）,蔗糖酶活性增加0.80%～10.47%（P<0.05）。与单施化肥处理组相比,有机肥替代化肥蔗糖酶活性增加5.57%%～9.59%（P<0.05）。施肥与不施肥处理组相比,UF、OF20、OF40、OF100 土壤SMBC含量分别增加 13.20%（P<0.05）、12.53%（P<0.05）、21.67%（P<0.05）、15.60%（P<0.05）;土壤 SMBN 含量分别增加 10.53%（P<0.05）、13.50%（P<0.05）、8.45%（P<0.05）、17.20%（P<0.05）。与单施化肥处理组相比,OF100处理土壤SMBN含量增加6.02%（P<0.05）。（4）有机肥替代化肥可以改善土壤微生物群落结构细菌群落结果表明,施用有机肥可以增加土壤细菌群落的多样性,对细菌丰富度指数有较大影响。在门水平上,有机肥替代化肥处理有相似细菌菌群,Proteobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria、Firmicutes、Chloroflexi、Actinobacteria及Verrucomicrobia等类群丰度都较高。属优势菌群,占比多少不同。其中,随着有机肥替代化肥的施用,Proteobacteria为功能菌群呈增长趋势,Acidobacteria为耐酸性菌群呈下降趋势,土壤微生物群落结构得到改善。结合αβ多样性聚类分析,施肥处理土壤样品中细菌群落构成相似,增加着微生物群落的丰富度和多样性,同时保持它们。真菌群落结果表明,施用有机肥还可以提高土壤真菌群落的多样性和丰富度指数。在门水平上,用有机肥替代化肥处理的真菌菌群相似,即Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota、Rozellomycota 等细菌,但是所占比例不尽相同。其中,Ascomycota为土壤真菌中第一大丰度的菌群,用有机肥代替化肥处理,比例呈下降趋势。结合αβ多样性聚类分析,有机肥的施用对土壤真菌群落结构有很大影响。综合上述分析结果表明,有机肥替代20%化肥处理,提高土壤肥力、增加小麦产量、优化产量构成因素,提高根际土壤微生物群落的丰富度和群落多样性,改变土壤酶活性,增加微生物量碳氮,最终实现养地增产的效果。
- 作者：
- 沈冰涛
- 学位授予单位：
- 安徽科技学院
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 肖新；高亚飞
- 中图分类号：
- S512.1；S158.3
- 关键词：
- 有机肥替代化肥；小麦产量；土壤肥力；土壤微生物群落结构
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- 基金项目：
- 安徽省科技重大专项计划项目（项目编号:16030701102）