小麥玉米輪作不同耕作方式對(duì)玉米季土壤微生物特性及產(chǎn)量的影響

小麥玉米輪作不同耕作方式對(duì)玉米季土壤微生物特性及產(chǎn)量的影響第1頁(yè)/共16頁(yè)小麥、玉米輪作不同耕作方式對(duì)玉米季土壤微生物特性及產(chǎn)量的影響第2頁(yè)/共16頁(yè)山東省自然降水多集中在7、8月份，總量一季有余兩季不足，水資源短缺且分布不均是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要限制因子。連續(xù)多年常規(guī)耕作措施（小麥季旋耕玉米免耕秸稈不還田）導(dǎo)致了土壤耕層變淺、養(yǎng)分水分庫(kù)容減少、抗逆緩沖能力變差，造成作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)定。

耕作是影響土壤質(zhì)量及其可持續(xù)利用最深刻的農(nóng)業(yè)措施之一，本試驗(yàn)將冬小麥和夏玉米兩季耕作技術(shù)作為一體，采用旋耕、免耕、深松和深耕等多種耕作方式，并進(jìn)行了組合和配置。

一、研究目的意義第3頁(yè)/共16頁(yè)不同耕作方式引起土壤固體、液體及氣體三相物質(zhì)的變化，改變并形成不同的土壤環(huán)境，對(duì)土壤微生物數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)組成及土壤微生物生物量造成影響。本試驗(yàn)對(duì)夏玉米農(nóng)田土壤微生物特性及產(chǎn)量進(jìn)行了研究，探討周年不同耕作措施對(duì)土壤微生物數(shù)量、群落構(gòu)成、微生物量碳氮和產(chǎn)量的影響，以期為實(shí)現(xiàn)山東省夏玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供一定理論依據(jù)。第4頁(yè)/共16頁(yè)供試品種：鄭單958（緊湊型品種）試驗(yàn)處理：周年耕作措施8種，其中對(duì)照為常規(guī)耕作措施小麥季旋耕、玉米季免耕直播、秸稈不還田，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積330m2田間管理：基肥（沃夫特控釋肥，N:P2O5:K2O=22:8:12)600kg/hm2，不追肥測(cè)定項(xiàng)目：玉米灌漿期9月20日取表層0-20cm土壤，測(cè)定細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量，微生物量碳氮含量；成熟期測(cè)產(chǎn)。二、試驗(yàn)方案第5頁(yè)/共16頁(yè)試驗(yàn)各個(gè)處理的情況試驗(yàn)處理代碼試驗(yàn)處理說(shuō)明CK小麥旋耕，玉米免耕直播，秸稈不還田W1M2小麥旋耕，玉米免耕直播，秸稈還田W2M2小麥免耕，玉米免耕直播，秸稈還田W3M2小麥深松，玉米免耕直播，秸稈還田W4M2小麥深耕，玉米免耕直播，秸稈還田W1M1小麥旋耕，玉米隔年旋耕，秸稈還田W3M3小麥深松，玉米隔年深松，秸稈還田W4M4小麥深耕，玉米隔年深耕，秸稈還田W、M字母分別代表小麥季和玉米季；下標(biāo)1-4分別代表旋耕（15cm）、免耕、深松（35cm）、深耕（25cm）；秸稈還田指兩季秸稈均還田，不還田兩季均不還田第6頁(yè)/共16頁(yè)旋耕秸稈還田深耕秸稈還田免耕秸稈不還田留茬免耕秸稈還田深松秸稈還田第7頁(yè)/共16頁(yè)配套的機(jī)械深松機(jī)旋耕機(jī)深耕機(jī)第8頁(yè)/共16頁(yè)三、主要研究結(jié)果（一）耕作方式對(duì)土壤可培養(yǎng)微生物種群數(shù)量的影響注：表中各項(xiàng)指標(biāo)均在玉米灌漿中期9月20日取表層0-20cm土壤測(cè)定，表中不同字字母為P<0.05水平差異顯著。下同

16.51a1.73b2.22abCK-14.4614.12ab104.963.55ab82.574.06aW4M4-38.0510.23ab48.872.58ab24.232.76abW3M3-61.596.34b152.944.38a-32.661.50bW1M1-7.6515.24a40.102.43ab42.233.16abW4M2-18.8613.39ab56.352.71ab-18.101.82bW3M2-33.0511.05ab82.203.16ab12.972.51abW2M2-20.1713.18ab23.152.13ab38.613.08abW1M2增加/%放線菌/(105CFU·g-1)增加/%真菌/(104CFU·g-1)增加/%細(xì)菌/(106CFU·g-1)處理

與常規(guī)耕作措施（CK）相比，各耕作措施處理細(xì)菌數(shù)量沒(méi)有顯著差異，小麥季旋耕、玉米季隔年旋耕、秸稈還田真菌數(shù)量顯著增加（150%），放線菌數(shù)量顯著減少（60%）。第9頁(yè)/共16頁(yè)（二）耕作方式中土壤可培養(yǎng)微生物三大菌群區(qū)系

耕作方式影響可培養(yǎng)微生物群落中各類群微生物的組成、數(shù)量和各類群的比例。與常規(guī)耕作措施相比，小麥季深耕、玉米季隔年深耕、秸稈還田（W4M4)耕作方式最有利于增加微生物數(shù)量，而耕作措施小麥季旋耕、玉米季隔年旋耕、秸稈還田（W1M1）形成的土壤環(huán)境微生物數(shù)量最少。388.8342.46165.11.051.7357.09

222CK41.64550.7525.64141.22.513.5573.72406W4M4-2.04380.8826.86102.32.522.5872.46276W3M3-43.99

217.7829.1163.46.914.3868.88150W1M121.09470.8332.37152.41.592.4367.12316W4M2-18.06318.6142.03133.92.022.7157.12182W3M2-6.22364.6630.30110.52.863.1668.83251W2M213.66441.9329.82131.81.622.1369.69308W1M2平均占有率平均平均占有率平均平均占有率平均總菌數(shù)增加總菌數(shù)放線菌真菌細(xì)菌處理×104CFU?g-1第10頁(yè)/共16頁(yè)

兩季免耕秸稈還田（W2M2）處理SMBC含量與對(duì)照相比顯著增加（34%），qMB最高為2.69。小麥深耕玉米免耕秸稈還田（W4M2）處理SMBC含量比對(duì)照處理顯著降低（43%），qMB最低為1.07。與常規(guī)耕作相比，各耕作處理SMBN含量、SMBC/SMBN沒(méi)有顯著差異（三）耕作方式對(duì)土壤微生物量碳氮的影響3.98ab54.32b1.89cd11.64bcd220.92bcW4M44.27a83.42ab2.31abcd12.20abc281.53abW3M33.68abc72.75ab2.63ab10.51d273.61abW1M11.82bc86.81ab1.07e12.60ab134.75dW4M23.84ab70.81ab1.97bcd13.55a265.71abW3M23.22abc106.22a2.69a12.21abc326.94aW2M21.61c105.73a1.64de10.88cd177.37cdW1M22.66abc87.30ab2.35abc10.11d237.13bcCKSMBC/SMBNSMBN(mg·kg-1)qMB（SMBC/SOC）(%)SOC(g·kg-1)SMBC(mg·kg-1)處理第11頁(yè)/共16頁(yè)

與常規(guī)耕作措施相比，小麥季旋耕玉米季免耕秸稈還田（W1M2）、小麥季深松玉米季免耕秸稈還田(W3M2)和小麥季旋耕玉米季旋耕秸稈還田(W1M1)處理產(chǎn)量增加顯著。不同處理行粒數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重差異顯著，其中對(duì)照行粒數(shù)和穗粒數(shù)最少。穗行數(shù)和穗數(shù)差異不顯著。6513.70ab33.53a6.07a501.02ab34.58a14.49aW4M46532.84ab32.15ab6.05a507.23ab35.51a14.28aW3M37314.71a32.64ab5.93a511.65ab35.47a14.42aW1M16696.28ab30.95b5.83a520.92a35.25a14.78aW4M27463.46a33.93a5.42a507.24ab34.56a14.67aW3M26784.11ab32.89ab6.11a495.69ab34.25ab14.47aW2M27271.00a32.17ab5.60a523.60a36.14a14.50aW1M25854.15b32.10ab6.17a465.25b31.75b14.67aCK籽粒產(chǎn)量（Kg/hm2）百粒重（g）穗數(shù)（104穗/hm2）穗粒數(shù)（粒）行粒數(shù)（粒）穗行數(shù)（行）處理（四）耕作方式對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響第12頁(yè)/共16頁(yè)1、受耕作方式的影響，土壤微生物數(shù)量差異顯著。與常規(guī)耕作措施（CK）相比，各耕作措施處理細(xì)菌數(shù)量沒(méi)有顯著差異，小麥季旋耕、玉米季隔年旋耕、秸稈還田真菌數(shù)量顯著增加（150%），放線菌數(shù)量顯著減少（60%）。土壤3大微生物類群（真菌、細(xì)菌、放線菌）中各類群的比例產(chǎn)生了一定的變化。與常規(guī)耕作措施相比，小麥季深耕、玉米季隔年深耕、秸稈還田（W4M4)耕作方式最有利于增加微生物數(shù)量，而耕作措施小麥季旋耕、玉米季隔年旋耕、秸稈還田（W1M1）形成的土壤環(huán)境微生物數(shù)量最少。四、結(jié)論第13頁(yè)/共16頁(yè)

2、與常規(guī)耕作措施相比，各耕作措施土壤總有機(jī)碳（SOC）含量均有不同程度的增加。兩季免耕、秸稈還田土壤微生物量碳(SMBC)含量顯著增加38%，微生物商(qMB)最高；而小麥深耕、玉米免耕、秸稈還田耕作措施下SMBC顯著降低43%，qMB最低。

各耕作措施土壤微生物量氮（SMBN）、微生物量碳氮比（SMBC/SMBN）與傳統(tǒng)耕作措施相比沒(méi)有顯著差異。3.周年耕作措施