秸秆还田方式对土壤微生物及玉米生长特性的调控效应研究

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1、分类号：单位代码：10193密级：学号：2011822博士学位论文秸秆还田方式对土壤微生物及玉米生长特性的调控效应研究RegulationEffectofStrawReturningModeintoFieldonSoilMicroorganismandGrowthPropertiesinMaize作者姓名：于寒学位类别：博士专业名称：作物栽培学与耕作学研究方向：作物高产理论与实践指导教师：吴春胜所在学院：农学院2015年5月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽

2、我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意

3、将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要本研究选择玉米长期连作和米麦轮

4、作2种种植方式，分别进行秸秆覆盖还田和深埋还田，应用传统的微生物纯培养技术与磷脂脂肪酸谱图分析方法相结合，从微生物的角度了解不同秸秆还田方式下土壤微生态状况；同时，将与土壤密切相关的玉米地下部根系和地上部植株相结合，全面分析玉米生长过程中的形态指标、干物质积累、穗位叶光合和荧光特征、光合作用和碳氮代谢关键酶活性、籽粒灌浆速率、根系主要特征、籽粒产量和水分利用率的动态变化，揭示了不同模式下秸秆还田对土壤微生物和玉米的综合调控效应，为合理进行秸秆还田、土壤和作物达到共赢提供科学依据，为农业的可持续发展奠定理论基础。

5、主要结论有：1、同一种植方式不同秸秆还田方式下，秸秆深埋秸秆腐解速率均高于秸秆覆盖；但CT2相对于CT1的增幅，要比T2相对于T1的增幅大。玉米秸秆养分释放率从大到小顺序为：60.2%~81.3%(K)>52.0%~68.9%%(P)>28.6%~41.9%(N)，T1和T2显著高于CT1和CT2。在米麦轮作种植方式下，秸秆还田方式对秸秆养分释放率影响不大；在连作种植方式下，秸秆深埋处理可增加氮和磷素的释放率，增强微生物代谢活性，对磷的释放率影响不大。2、米麦轮作模式下，土壤主要微生物、微生物生理类群、土壤酶活

6、性和磷脂脂肪酸总量均高于玉米长期连作模式下。在玉米长期连作种植方式下，相比秸秆覆盖，秸秆深埋更能显著提高土壤微生物生物量碳含量，增加土壤细菌、放线菌、主要微生物生理类群(氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌)和降低土壤真菌数量，提高土壤脲酶和转化酶活性，显著增加了生育中后期(大喇叭口期V12~乳熟期R3)土壤PLFA总量。在米麦轮作条件下，秸秆还田降低了土壤细菌数量，对土壤放线菌、自生固氮菌和氨化细菌数量无显著影响；秸秆深埋显著提高玉米生育中后期土壤好气性纤维素分解菌和硝化细菌的数量。总的来说，在玉米长期连作种植区

7、，秸秆深埋比秸秆覆盖更能有效改善土壤微生物群落结构。3、米麦轮作种植方式下，秸秆还田降低玉米气生根数量，秸秆还田对0~20cm土层的根系干重无显著差异。玉米长期连作种植方式下，秸秆还田显著增加了玉米气生根数量，增加了0~20cm土层的根系干重，2两种秸秆还田方式比较，秸秆深埋处理的增加效应更加显著。随着土层的加深玉米根系干重逐渐减少，米麦轮作土壤中根系干重显著高于玉米长期连作土壤。4、米麦轮作模式下，秸秆还田显著降低了玉米抽雄期VT的根系活力和硝酸还原酶活性，其他时期无显著差异。秸秆还田方式对玉米根系活力、硝酸

8、还原酶活性、可溶性I糖和蛋白含量、SOD和POD活性影响不大，对不添加秸秆对照无显著差异；玉米长期连作模式下，秸秆深埋更能显著增强玉米根系活力和生育中后期的硝酸还原酶活性、可溶性糖、蛋白含量及保护酶活性。5、秸秆还田对玉米株高、穗位高、穗位高系数影响不大。秸秆深埋能够显著增加玉米生育中后期(抽雄VT~乳熟期R3)的干物质积累量。连作种植方式下，秸秆深埋更能显著增加玉米茎、鞘、雄穗的干物