炭基肥与有机肥替代部分化肥对青紫泥水稻土微生物丰度及酶活性的影响

  目的  探究炭基肥施用和有机肥替代部分化肥对土壤养分含量、微生物丰度和酶活性的影响,分析土壤酶活性变化的主要驱动因子,为提高稻田土壤质量和新型肥料应用提供科学依据。  方法  在杭嘉湖平原典型稻田进行田间小区试验,供试土壤为青紫泥稻田土。设置4个处理:不施肥对照(ck)、常规施肥(CF)、炭基肥(BF)及有机肥替代50%化肥(OF),3种施肥处理的氮、磷、钾投入量一致。处理开始于2019年6月,于2019年11月水稻Oryza sativa收获后采集0~20 cm土壤样品,测定土壤碳氮组分质量分数、细菌、真菌和古菌丰度及土壤碳氮磷循环相关酶活性。  结果  与CF处理相比,BF和OF处理对土壤pH、总碳、易氧化态碳、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮质量分数无显著影响,而OF处理显著提高了土壤铵态氮和溶解性有机氮质量分数。与ck相比,OF处理显著提高了土壤微生物生物量碳质量分数(164%)、细菌16S rRNA (35%)和真菌18S rRNA基因拷贝数(98%)及真菌/细菌比(50%),而BF处理对上述指标无影响。3种施肥处理对β-葡萄糖苷酶、木聚糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性均无影响,而BF和OF处理显著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(111%和136%)、纤维二糖苷酶(77%和100%)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(109%和177%)和酸性磷酸酶(97%和199%)活性,OF处理平均提高幅度高于BF处理。冗余分析表明:土壤铵态氮、溶解性有机碳和氮、真菌丰度是影响土壤酶活性变化的主要驱动因子。  结论  相比常规施肥,有机肥替代部分化肥和炭基肥施用提高了土壤碳氮磷转化相关酶活性,且有机肥替代部分化肥进一步提高了微生物丰度,对促进稻田土壤养分周转具有重要意义。图2表3参33     

施用肥料对水稻产量及氮素吸收的影响

为探讨有机肥和炭基肥对水稻产量及氮素吸收的影响,设置不施肥(CK)、纯化肥(CF)、50%有机肥替代化肥(COF)、炭基肥(CBF)处理进行试验,采样分析水稻籽粒、秸秆中氮含量,并用全收获法测定水稻产量。结果表明,与CK相比,3个施肥处理均显著增加水稻籽粒、秸秆产量,提高土壤速效养分含量。3个施肥处理间水稻籽粒、秸秆产量和土壤速效养分含量差异不显著。水稻氮肥吸收利用率和氮肥农学利用效率排序均为COF>CBF>CF。与CF相比,COF、CBF处理的氮肥吸收利用率、农学利用率分别提高7.9、7.1百分点和89.1%、66.7%,差异显著。有机肥部分替代和施用炭基肥均能显著提高水稻氮肥利用效率。