中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (16): 3207-3219.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.16.009
栗海鹏1(), 杜武焰1, 吴涵茜1, 张杰1, 孟会生1, 洪坚平1, 徐明岗1, 郝鲜俊1(
), 高文俊2(
)
收稿日期:
2023-10-02
接受日期:
2023-12-03
出版日期:
2024-08-16
发布日期:
2024-08-27
通信作者:
联系方式:
栗海鹏,E-mail:2200629100@qq.com。
基金资助:
LI HaiPeng1(), DU WuYan1, WU HanQian1, ZHANG Jie1, MENG HuiSheng1, HONG JianPing1, XU MingGang1, HAO XianJun1(
), GAO WenJun2(
)
Received:
2023-10-02
Accepted:
2023-12-03
Published:
2024-08-16
Online:
2024-08-27
摘要:
【目的】探明在煤矿复垦区施用不同有机肥下土壤养分及细菌群落与功能的变化特征,为复垦区土壤的培肥改良和健康管理提供理论依据。【方法】依托定位培肥试验基地(山西省孝义市偏城村采煤塌陷区),分析连续3年施用不同有机肥(鸡粪、猪粪、牛粪)和化肥处理对煤矿复垦区土壤养分、细菌群落结构与功能以及玉米产量的影响。【结果】(1)连续3年定位培肥后,施用有机肥较化肥显著降低土壤pH(降低0.03—0.08单位),而显著增加了土壤有机碳(11.0%—15.5%)、全氮(14.9%—19.1%)、碱解氮(20.3%—43.4%)和速效钾(12.3%—13.6%)含量,其中鸡粪处理对土壤有机碳和碱解氮含量提升最大;施用化肥和有机肥均显著增加作物产量(16.7%—21.1%),其中猪粪对作物产量的提升最大。(2)施用有机肥显著提高复垦区土壤细菌丰富度,并影响细菌群落结构组成。在门水平上,施用有机肥显著增加变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,其中猪粪和鸡粪处理下厚壁菌门的相对丰度显著高于牛粪处理。在属水平上,不同有机肥处理均显著增加了列契瓦尼尔氏菌属、鞘氨醇单胞菌属和芽孢杆菌属等有益菌属相对丰度。(3)复垦区土壤细菌生态功能以化能异养、好氧化能异养为主。施用有机肥显著提高化能异养和发酵作用种群的相对丰度,其中猪粪处理下发酵作用种群丰度显著高于鸡粪和牛粪处理。(4)Mantel检验分析结果表明,土壤细菌多样性和功能均与土壤有机碳、全氮、全磷含量呈显著正相关。【结论】施用不同有机肥均可以提高复垦区土壤养分含量,改善土壤细菌群落结构与功能,进而增加玉米产量。但不同有机肥对土壤养分、细菌功能菌群及玉米产量的影响存在差异,其中鸡粪对土壤养分的提升幅度最大,猪粪对有关碳素功能菌群和玉米产量提升幅度最大,而牛粪对土壤养分和产量的提升幅度较低。
栗海鹏, 杜武焰, 吴涵茜, 张杰, 孟会生, 洪坚平, 徐明岗, 郝鲜俊, 高文俊. 不同有机肥对煤矿复垦区土壤养分及细菌群落结构的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3207-3219.
LI HaiPeng, DU WuYan, WU HanQian, ZHANG Jie, MENG HuiSheng, HONG JianPing, XU MingGang, HAO XianJun, GAO WenJun. Different Manures Affect Soil Nutrients and Bacterial Community Structure in Mining Reclamation Area[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(16): 3207-3219.
表2
连续3年施肥处理下复垦区土壤理化性质和玉米产量"
处理 Treatment | pH | 有机碳 Organic carbon, SOC (g·kg-1) | 全氮 Total N, TN (g·kg-1) | 全磷 Total P, TP (g·kg-1) | 碱解氮 Available N, AN (mg·kg-1) | 速效磷 Available P, AP (mg·kg-1) | 速效钾 Available K, AK (mg·kg-1) | 产量 Yield (t·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CK | 8.26±0.02a | 3.60±0.04d | 0.45±0.14d | 0.27±0.02d | 29.88±0.35d | 2.99±0.33c | 104.72±2.12c | 7.90±0.11b |
CF | 8.24±0.01a | 3.62±0.03d | 0.47±0.01c | 0.33±0.01bc | 32.22±0.63d | 13.96±2.84a | 110.74±1.99b | 9.22±0.72a |
CHM | 8.17±0.02bc | 4.18±0.04a | 0.54±0.04b | 0.36±0.01a | 46.20±1.44a | 13.96±0.58a | 124.90±1.68a | 9.32±0.14a |
PM | 8.16±0.02c | 4.08±0.04b | 0.56±0.11a | 0.34±0.01ab | 43.11±1.13b | 14.62±1.66a | 124.36±2.87a | 9.57±0.16a |
CM | 8.21±0.03b | 4.02±0.02c | 0.55±0.04ab | 0.32±0.01c | 38.76±2.19c | 9.42±0.38b | 125.76±1.46a | 9.27±0.34a |
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