施用畜禽粪肥对农田栽参土壤团聚体养分与真菌群落结构的影响

发布时间：2017-11-09 10:07

  本文关键词：施用畜禽粪肥对农田栽参土壤团聚体养分与真菌群落结构的影响

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【摘要】：近年来,农田栽参已成为我国参业发展的主要趋势,而农田栽参成功与否与选地、土壤改良、种子处理、播种覆盖、田间及棚室管理有着密切关系,其中,土壤改良在农田栽参过程中起着重要作用。而土壤改良的重点在于提高土壤有机质,改善土壤结构。土壤腐殖质和土壤团聚体作为土壤有机质和土壤结构的重要组成部分,其含量影响着农田栽参土壤的改良效果,与此同时,土壤真菌也参与到土壤有机质周转中,它的活性在有机残体分解的早期阶段,比细菌和放线菌更加活跃。因此,本试验以农田栽参土壤为研究对象,通过田间施肥与盆栽试验,采用土壤团聚体物理分组和有机质化学分组以及Illumina MiSeq平台高通量基因测序技术,研究施用不同畜禽粪肥(牛粪、鹿粪、鸡粪)对农田栽参土壤及其团聚体(0.25mm、0.25-0.053mm和0.053mm)中腐殖物质、矿质养分和真菌群落多样性的影响,以期为研究粪肥处理对农田栽参土壤的改良效果,提高农田人参产出量和品质提供理论基础;为加强水土资源保持和保护生态平衡提供借鉴意义。主要研究结果如下:(1)团聚体组成:在人参生育期内,随着人参生长至枯萎越冬期,与0 d相比,各处理土壤大型大团聚体(2 mm)含量均显著增加;施用鹿粪土壤中大团聚体(2-0.25 mm)含量显著增加,CK与鸡粪处理显著减少,牛粪处理变化不显著;对于微团聚体(0.25-0.053mm)含量而言,各施肥处理均显著下降,CK变化不显著;对于粉+黏粒(0.053 mm)含量而言,CK处理显著增加,鹿粪处理显著减少,牛粪和鸡粪处理变化不显著。未施肥土壤2-0.25 mm大团聚体含量显著减少,粉+黏粒含量显著增加。施用畜禽粪肥显著提高了人参土壤中0.25 mm大团聚体含量,微团聚体含量下降。人参生长至枯萎越冬期(土壤施肥1.5年),各处理的优势团聚体粒级均为2-0.25 mm大团聚体,其次为0.25-0.053 mm微团聚体,2 mm大型大团聚体含量最低。不同处理之间相比,2 mm大型大团聚体含量在各处理之间差异不显著;对于2-0.25 mm大团聚体含量而言,鹿粪处理牛粪处理鸡粪处理CK,差异显著;对于微团聚体和粉+黏粒含量而言,CK鹿粪处理、牛粪处理、鸡粪处理,CK与施肥处理之间差异显著,各施肥处理之间差异不显著。(2)土壤有机碳(SOC):在人参生育期内,随着人参生长至枯萎越冬期,与0 d相比,各处理全土及其各级团聚体中SOC含量均显著下降。不同粒径团聚体中SOC含量相比,对于CK和鸡粪处理而言,0.25 mm0.25-0.053 mm0.053mm;对于牛粪和鹿粪处理而言,0.25 mm0.053mm0.25-0.053 mm。人参生长至枯萎越冬期(土壤施肥1.5年),不同处理之间SOC相比,全土:鹿粪、鸡粪处理牛粪处理ck;0.25mm大团聚体:牛粪、鹿粪、鸡粪处理ck;0.25-0.053mm微团聚体:鹿粪、鸡粪处理牛粪处理ck;0.053mm粉+黏粒:牛粪、鹿粪鸡粪处理ck。土壤腐殖物质:在人参生育期内,随着人参生长至枯萎越冬期,与0d相比,施用牛粪、鹿粪和鸡粪处理均表现为全土可提取腐殖物质(he)、和胡敏素(hm)减少,全土胡敏酸(ha)含量在结果期均减少,在枯萎越冬期又增加至0d水平,富里酸(fa)减少,fa向ha转化;ck处理则表现为全土he、ha和hm减少,fa不变。不同粒径团聚体中腐殖物质含量相比,腐殖物质的稳定性随着人参生长和施肥时间的延长而不同,在人参种植0d,各处理腐殖物质各组分在0.25mm大团聚体中分布最多,随着人参生长至枯萎越冬期,与0d相比,0.25mm大团聚体中各处理he、ha、fa含量显著下降,下降幅度达46.16%~58.01%;0.25-0.053mm微团聚体中he、ha、fa含量变化不显著;对于0.053mm粉+黏粒而言,牛粪处理he、ha、fa含量变化不显著,鹿粪、鸡粪和ck处理he、ha、fa含量分别有所下降,但下降幅度较小,导致在枯萎越冬期0.053mm粉+黏粒中he、ha、fa含量高于其它粒级团聚体。不同处理之间相比,人参生长至枯萎越冬期(土壤施肥1.5年),相比于ck,施用畜禽粪肥显著增加了全土和各级团聚体中腐殖物质含量。施用鸡粪有利于he和fa的形成,施用鹿粪有利于ha的形成,施用牛粪有利于fa和hm的形成。(3)土壤有效养分:在人参生育期内,出苗期-展叶期-结果期,各处理速效钾含量显著减少;在展叶期-结果期-枯萎越冬期,碱解氮、有效磷含量持续显著下降。不同处理之间相比,人参生长至枯萎越冬期(土壤施肥1.5年),与ck相比,施用畜禽粪肥显著增加了土壤及其各级团聚体中碱解氮、有效磷和速效钾的含量。与施用牛粪相比,施用鹿粪和鸡粪可以为作物提供更多的碱解氮和有效磷;施用牛粪和鸡粪能为作物提供更多的速效钾;使用鸡粪可以为作物全面的提供碱解氮、有效磷和速效钾。不同粒径团聚体之间相比,碱解氮、有效磷和速效钾更多的贮藏在0.25mm大团聚体中,但随着人参生长至枯萎越冬期,大团聚体中碱解氮、有效磷和速效钾含量显著下降,尤其是有效磷下降幅度较大,为59.02%~78.29%;在微团聚体和粉+黏粒中有效磷含量也显著减少;粉+黏粒中碱解氮显著减少。(4)微生物群落结构多样性:在人参生育期内,随着人参生长,ck处理土壤中真菌的数量和群落多样性下降,施用畜禽粪肥土壤中真菌数量逐渐增加,以鸡粪处理最为显著。人参生长至枯萎越冬期,施用牛粪和鹿粪的土壤真菌群落结构均以子囊菌门为主。与ck相比,施用畜禽粪肥处理显著增加了人参土壤中真菌数量及其子囊菌、担子菌和接合菌的群落多样性,显著降低了土壤中致人参根腐病的真菌-腐质霉属(humicola)的相对含量。人参土壤施用牛粪与鹿粪显著增加了土壤中生防菌-支顶孢属(acremonium)的相对含量;而鸡粪处理则显著增加了人参根腐病真菌-镰刀菌属(fusarium)的相对含量。综上,施用畜禽粪肥有效改善了人参土壤结构,促进了2-0.25mm大团聚体的形成,牛粪处理对形成2-0.25 mm大团聚体的贡献最大,其次为牛粪处理。施用畜禽粪肥显著提高了人参土壤及其各级团聚体中SOC和腐殖物质含量,施用鸡粪有利于HE和FA的形成,施用鹿粪有利于HA的形成,施用牛粪有利于FA和HM的形成。SOC及其腐殖物质主要分布在0.25 mm大团聚体中,相比于大团聚体,在0.25-0.053mm微团聚体和0.053 mm粉+黏粒中,腐殖物质组分HE、HA、FA是稳定的。施用畜禽粪肥显著增加了土壤及其各级团聚体中碱解氮、有效磷和速效钾的含量。施用鸡粪可以为作物全面的提供氮、磷和钾。碱解氮、有效磷和速效钾更多的贮藏在0.25 mm大团聚体中,是人参生长所需氮、磷、钾的主要供给场所。人参生育期内对钾的吸收主要集中在出苗期-展叶期-结果期;对氮、磷的吸收主要集中在展叶期-结果期-枯萎越冬期。施用畜禽粪肥处理显著增加了人参土壤中真菌数量及其子囊菌、担子菌和接合菌的群落多样性,显著降低了土壤中致人参根腐病的真菌-腐质霉属(Humicola)的相对含量。施用牛粪与鹿粪显著增加了人参土壤中生防菌-枝顶孢属(Acremonium)的相对含量;而鸡粪处理则显著增加了人参根腐病真菌-镰刀菌属(Fusarium)的相对含量。从病害角度出发,人参土壤施用牛粪与鹿粪有利于增强人参的抗病性,施用鸡粪易致人参根腐病的发生。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141

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本文编号：1161379