不同麦秸还田模式对稻田土壤微生物活性和微生物群落组成的影响

来源：《农业环境科学学报》2020 年 01 期

作者：王宁¹，罗佳琳^1,2，赵亚慧¹，李勇³，于建光^1,2,4*

单位：1. 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所；2. 南京农业大学资源与环境科学学院；3. 江苏省常州市金坛区土壤肥料技术指导站；4. 农业农村部江苏耕地保育科学观测实验站

摘   要

为探讨典型稻麦轮作区土壤微生物活性和群落组成对麦秸还田的响应规律，开展大田试验研究了麦秸直接还田、麦秸与氮肥配施、麦秸泡田还田三种模式下，稻田土壤微生物量碳和微生物量氮含量、酶活性和微生物群落组成的变化响应规律。

结果表明：三种麦秸还田模式均显著提高稻田土壤微生物量碳（251 mg·g^-1 vs 263~282 mg·g^-1）、氮（16.9 mg·g^-1 vs 24.6~27.6 mg·g^-1）含量，降低微生物量碳氮比（14.9 vs 8.58~10.7），提高土壤中多酚氧化酶活性（16.7 mmol·g^-1·h^-1 vs 21.5~24.8 mmol·g^-1·h^-1），但对于酸性磷酸酶活性并无显著影响。稻田土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性的变化在不同麦秸还田模式下存在显著差异，秸秆直接还田和麦秸与氮肥配施还田显著提高过氧化氢酶活性；麦秸泡田还田对过氧化氢酶活性无影响，但显著提高蔗糖酶活性；而秸秆直接还田和麦秸泡田还田则显著降低脲酶活性。

基于高通量测序，稻田土壤中优势细菌是绿弯菌门（Chloroflexi，24.2%~25.5%）、放线菌门（Actinobacteria，21.5%~24.1%）、变形菌门（Proteobacteria，18.2%~21.1%）、酸杆菌门（Acidobacteria，9.5%~11.1%）和厚壁菌门（Fimicutes，7.1%~8.4%）。与未施用麦秸土壤相比，麦秸还田显著提高了土壤中变形菌门的相对丰度，提升幅度为13.9%。非度量多维尺度分析（NMDS）结果显示，与未施用麦秸还田相比，麦秸直接还田和麦秸与氮肥配施还田改变了土壤中细菌群落组成，而麦秸泡田还田则未能改变土壤中细菌群落组成。

综合分析认为，麦秸还田为微生物提供了充足的碳源和能源，提高了土壤微生物量，而酶活性和土壤细菌群落组成对不同秸秆还田模式的响应不同。

结  论：

（1）三种麦秸还田模式均提高了稻田土壤微生物量碳氮含量，并显著降低了微生物量碳氮比。

（2）麦秸还田显著提高了稻田土壤中多酚氧化酶活性，但对酸性磷酸酶活性无显著影响；而稻田土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性的变化与其麦秸还田模式紧密相关。

（3）麦秸还田显著提高了稻田土壤中变形菌门 （Proteobacteria）的相对丰度，其中麦秸直接还田和麦秸与氮肥配施还田改变了土壤中细菌群落组成，而麦秸泡田还田并未改变土壤中细菌群落组成。