亚表层培肥结合覆膜提高干旱区盐碱地土壤肥力及优势菌群丰度的机理

作者：张宏媛; 卢闯; 逄焕成; 张建丽; 刘娜; 张晓丽; 李玉义^*

来源：植物营养与肥料学报, 2019, 25(09): 1461-1472.

• 盐碱地
• 亚表层培肥
• 地膜覆盖
• 盐分
• pH
• 速效养分
• 微生物区系

【目的】针对西北干旱气候条件下表层土壤贫瘠多盐的特点,研究亚表层(10—30 cm)培肥结合地膜覆盖对盐碱地土壤化学性质及微生物区系的影响,为盐碱地合理耕层的构建提供参考。【方法】试验设在内蒙古五原县,以向日葵为供试作物进行田间小区和微区试验。设常规翻耕(CK)、翻耕+地膜覆盖(PM)、施有机肥(106.8 t/hm2)于亚表层(OM)、亚表层有机培肥+地膜覆盖(OMP)共4个处理。测定了春灌前、后以及向日葵收获后,不同耕作措施下土壤剖面的pH值、盐分、有机质和速效养分含量以及微生物区系。【结果】春灌前,亚表层培肥处理(OM、OMP)10—30 cm土层盐分含量比CK、PM处理分别增加了37.1%～52.9%、32.1%～47.2%(P <0.05),但在春灌后盐分含量无显著差异。地膜覆盖具有很强的抑制返盐效果,OMP处理效果好于PM处理。作物收获后,OMP处理0—10 cm表层返盐率相对CK、PM和OM处理分别降低了131%、77.6%和106%,PM处理相对CK和OM处理分别降低了53.5%和28.7%(P <0.05)。与CK相比,OM、OMP处理10—30 cm土层pH值分别降低了0.36、0.60个单位(P <0.05),有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了100%和127%、88.7%和105%、564%和514%、453%和400%(P <0.05);30—40 cm土层pH值分别降低了0.45、0.44个单位(P <0.05),速效磷和速效钾含量显著增加了517%和604%、191%和157%,OMP处理有机质含量显著增加了33.6%(P <0.05)。高通量测序结果表明,OM、OMP处理显著提升了芽孢杆菌属(Bacillus)、交替赤杆菌属(Altererythrobacter)、降解类固醇杆菌属(Steroidobacter)、链霉菌属(Streptomyces)与诺卡氏菌属(Nocardioides)等优势菌群丰度(P <0.05),但微生物多样性(Shannon指数和Simpson指数)和丰富度(ACE指数和Chao1指数)与CK、PM处理差异不显著。相关性分析结果表明,芽孢杆菌属、交替赤杆菌属、降解类固醇杆菌属、链霉菌属与诺卡氏菌属相对含量均与收获后0—40 cm有机质与速效养分含量呈极显著正相关,与pH值呈极显著负相关(P <0.01),但与全盐含量无显著相关性。【结论】亚表层培肥结合地表覆膜一方面可有效降低盐分表层集聚,快速增加土壤有机质和速效养分,另一方面可提高土壤优势菌群丰度,增强有机物的矿化分解,是改良西北干旱区盐碱土的有效耕作措施。

• 单位
  北京理工大学; 生命学院; 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所