發(fā)布時(shí)間：2020-11-04 05:34

　　 科爾沁沙地位于我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶,該地區(qū)農(nóng)田土壤沙化退化嚴(yán)重,限制和阻礙了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)發(fā)展。如何提高沙地土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力成為該地區(qū)目前亟待解決的生態(tài)環(huán)境問題。本研究選取改性膨潤土為土壤改良劑,研究了在沙地上一次性施用改性膨潤土后1-7年間對土壤理化性質(zhì)、土壤微生態(tài)、玉米生長和產(chǎn)量的影響及長效性機(jī)制。旨在為利用改性膨潤土改良退化土壤提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究結(jié)果如下:1.施用改性膨潤土有效的改善了土壤結(jié)構(gòu),顯著(P0.05)降低了土壤容重,提高了土壤充水孔隙度,增加了大于0.25mm各粒徑土壤團(tuán)聚體含量。提高了土壤含水量、貯水量和田間持水量,改善了沙地土壤保水蓄水能力和水分供給。也顯著(P0.05)提高了土壤陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀含量,提高了沙地土壤肥力。2.施用改性膨潤土促進(jìn)了土壤總的微生物活動(dòng),顯著(P0.05)提高了土壤微生物生物量和土壤酶活性。在玉米播后90天達(dá)到最大,土壤微生物生物量碳、氮和磷分別較對照提高了 5.50%-22.03%、17.48%-57.73%和 11.48%-41.06%。土壤脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶分別較對照提高了 10.81%-43.23%、6.78%-23.00%、4.9%-17.03%和 9.05%-36.87%。3.施用改性膨潤土提高了土壤微生物群落功能多樣性。顯著(P0.05)提高了微孔平均顏色變化率(AWCD)、香濃指數(shù)(H)和碳源優(yōu)勢度(S),但對豐富度(E)無顯著影響。顯著(P0.05)提高了土壤微生物對酚酸類和胺類碳源的利用,降低了對碳水化合物的利用。施用改性膨潤土后第1年對土壤微生物群落功能多樣性無顯著影響,后隨著施用年限顯著增加,在施后第5年達(dá)到最大。4.施用改性膨潤土顯著(P0.05)提高了土壤細(xì)菌群落多樣性。提高了富營養(yǎng)型細(xì)菌的豐度,其中厚壁菌門提高了 44.2%-341.39%,擬桿菌門為對照的1.73倍-3.7倍。降低了寡營養(yǎng)型細(xì)菌和自養(yǎng)型細(xì)菌的豐度,酸桿菌門和綠彎菌門較對照分別降低了20.88%-66.68%和35.98%-75.33%,對群落豐富度無顯著影響。UniFrac分析表明,施后第1年與對照聚為一類,說明施后當(dāng)年對細(xì)菌群落整體結(jié)構(gòu)影響較小,施后第3年變化最大,施后第5年與第7年的群落結(jié)構(gòu)相似,說明施用5年后細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。冗余分析表明土壤速效磷(R2=0.84,P0.001)是驅(qū)動(dòng)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化最主要的環(huán)境因子。5.施用改性膨潤土顯著(P0.05)降低了真菌群落的多樣性和豐度。降低了致病菌屬中鐮刀真菌屬和赤霉菌屬的豐度,分別較對照降低了 27.01%-79.56%和43.54%-63.31%,且隨改性膨潤土施入年限的增加而降低,有利于沙地上壤土傳病害的控制。UniFrac分析表明,施用改性膨潤土后土壤真菌群落變化波動(dòng)較大,施后第3年與第7年的群落結(jié)構(gòu)相似,而對照與施入后第1年和第5年的群落結(jié)構(gòu)相似。冗余分析表明上壤堿解氮(R2=0.78,P0.001)是驅(qū)動(dòng)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)變化最主要的環(huán)境因子。6.施用改性膨潤土顯著(P0.05)提高了玉米株高、葉面積指數(shù)、地上干物質(zhì)量和根干重。也顯著(P0.05)提高了玉米產(chǎn)量、籽粒養(yǎng)分含量、水分利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。籽粒氮磷鉀含量在施入后34年達(dá)到最大,分別平均較對照提高了 5.36%-21.89%、18.07%-54.14%和6.21%-38.57%。玉米產(chǎn)量和效益及水分利用效率均表現(xiàn)為施后第5年達(dá)到最大,籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和水分利用效率分別平均較對照提高了 65.65%、52.06%和67.24%,后趨于穩(wěn)定。施用改性膨潤土增強(qiáng)了籽粒產(chǎn)量與土壤理化性狀和微生物學(xué)性狀的相關(guān)性,提高了相關(guān)系數(shù),也提高了各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。7.改性膨潤土對土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力和土壤微生物生物量及土壤酶活性影響整體表現(xiàn)為在施后第5-6年達(dá)到最佳,后趨于穩(wěn)定。施用改性膨潤土后對0-40cm 土層上述指標(biāo)影響較大,尤其對10-20cm 土層影響最大。隨年限的增加,對40cm 土層以下影響增強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S156
【部分圖文】：

Ｂ－ＨＡ－５、Ｂ－ＨＡ－６和Ｂ－ＨＡ－７。ＣＫ和Ｂ－ＨＡ中的數(shù)字表示年限，例如：ＣＫ－７和Ｂ－ＨＡ－??７分別表示該對照和改性膨潤土處理設(shè)置于２０１０年，在２０１６年時(shí)，年限為第７年。??具體試驗(yàn)區(qū)域設(shè)計(jì)如圖３所示。??種植作物為玉米，品種為鄭單９５８，播深６ｃｍ。底肥為磷酸二銨，用量為２７０ｋｇ／ｈａ。??分別在大喇叭口期和抽雄期追施尿素：３００ｋｇ／ｈａ和１５０ｋｇ／ｈａ。在玉米生育期內(nèi)灌溉５－??８次，灌溉方式為大水漫灌，２０１５年和２０１６年灌溉和降雨情況如表２所示，其它田??間管理措施同當(dāng)?shù)厣�產(chǎn)。??４??４２０?ｕ????２０１４?Ｂ－ＨＡ?Ｂ－ＨＡ?２０１３?２〇１１?２０１２?２０１５??ＣＫ?２０１３?２０１５?ＣＫ?ＣＫ?ＣＫ?ＣＫ??Ｒ２?Ｒ２?Ｒ３?Ｒ；?Ｒ：?Ｒ１?Ｒ１??Ｒ３?Ｒ１?Ｒ１?－?Ｒｉ?Ｒ２?Ｓ３??０－）Ｔ?？ｆｆ？１?３－＼Ｔ?Ｉ－ｖ?（＾Ｋｉ?０－Ｔｒ（ｆ＆＜ｔ?Ｏ－ＪＴ?ｔｆｆｔｒｔ?Ｏ－ｙｒ?ｉｆｆｒｃｔ?＾?ｆ??３???????尸???????鳶?一￣＾?５?ｆｆｌ?０－Ｐｎｉ??Ｒ１?Ｒ２?Ｒ２?Ｒ３?Ｒ１

－施用改性膨潤土年限（年）??Ｙｅａｒｓ?ａｆｔｅｒ?Ｂ－ＨＡ?ａｄｄｉｔｉｏｎ?（Ｙｅａｒ）??圖４對照和施用改性膨潤土處理〇－１０〇ｃｍ的土壤含水量分布（２０１５年）??Ｆｉｇ．４?Ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?０－１００ｃｍ?ｄｅｐｔｈ?ｏｆ?ＣＫ?ａｎｄ?Ｂ－ＨＡ?（２０１５）??土諫穴水ｆｅ?土乳，永滋?土續(xù)斥電樓??Ｓｏｉｌ?Ｗａｔｅｒ?Ｃｏｎｔｅｍ?Ｓｏｉｌ?ｔｔａｓｃｉ?Ｃｏｍｃｕｔ?（％）?Ｓｏｉｌ?ＶＶ？ｕｔ?Ｃｏｉａｃｎｉ?（％）??

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2869693