深耕并秸稈還田下玉米田土壤微生物類群變化論文
微生物是土壤養分轉化和循環的動力，也是土壤有機質中最為活躍的部分[1],直接影響土壤養分的礦化和固定。土壤微生物的數量變化能靈敏反應出農田土壤理化性狀的變化[2].研究表明，耕作通過改變土壤物理性狀對土壤微生物數量產生影響[3],深耕能夠提高農田土壤微生物數量[4],秸稈還田也能夠增加土壤微生物數量[5,6],并且土壤微生物數量的變化與秸稈在耕層土壤中的分布狀況有關[7].目前，在我國農業生產實踐中部分地區已經把深耕并秸稈還田技術作為緩解耕層土壤緊實措施進行推廣，但該技術給黃淮海冬小麥 - 夏玉米兩熟地區農田土壤微生物類群帶來的變化尚缺乏研究。本文擬通過在鶴壁和漯河兩個不同生態的土壤上，研究連續深耕并秸稈還田條件下玉米田土壤微生物類群的變化規律，為提升黃淮海地區糧食單產、保障國家糧食安全提供理論和技術支持。
1 材料與方法。
1. 1 試驗地概況。
試驗于 2009 ~ 2011 年在河南省鶴壁市農業科學院和漯河市農業科學院的試驗田同時進行。鶴壁市農業科學院的試驗田位于河南省北部（ 35°41'N,114°33'E） ,屬暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候，年平均氣溫 13. 7℃，全年無霜期平均 221 天，年平均日照時數 2 311 小時，年平均降水量 635. 9毫米，土壤質地為壤土。漯河市農業科學院的試驗田位于河南省中南部（ 33°36'N,113°59'E） ,屬暖濕性季風氣候，年均氣溫 14. 7℃，全年無霜期平均 220 天，年平均日照時數 2 350 小時，年降水量為 786 毫米，土壤質地為黏土。兩試驗田 0 ~40 cm 土層土壤的基礎物理性質和肥力見表 1,試驗期間的氣象條件見圖 1.
漯河市和鶴壁市農業科學院試驗田的供試玉米品種分別為當地主栽玉米品種鄭單 958 和浚單20,種植密度均為 67 500 株 / hm2; 小麥品種分別為當地的主栽品種溫麥 6 號和漯麥 4 號，種植密度均約為 675 萬穗/hm2.兩地各處理施肥量和施肥方法相同，其中玉米季施純氮300 kg/hm2、純磷 150 kg/hm2、純鉀 225 kg/hm2,小麥季施純氮300 kg / hm2、純磷 150 kg/hm2、純鉀 150 kg/hm2.氮肥采用后移技術，基肥和追肥分別占總施氮量的 60%和 40%.磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入。田間其他管理同當地一般生產田。
1. 2 試驗設計。
于 2009 ~ 2011 年，夏玉米免耕播種，夏玉米收獲后進行耕作處理，然后播種冬小麥。深耕處理耕作深度 30 cm,常規耕作處理耕作深度 20cm.試驗設常規耕作并秸稈還田 （ CT） 、深耕并秸稈還田 （ DT） 、深耕但秸稈不還田（ DNT） 3 個處理。隨機區組試驗設計，小區面積 6 m ×60 m,重復 3 次。秸稈還田處理： 夏玉米秸稈在耕作之前被秸稈粉碎機切碎，并結合耕作被全部混入耕層土壤中，冬小麥秸稈在夏玉米播種前被切碎全部覆蓋還田。秸稈不還田處理： 夏玉米秸稈和冬小麥秸稈全部移出試驗田。
1. 3 土壤樣品采集。
2010 年和 2011 年均在夏玉米吐絲期于每小區選取 3 點，用土鉆采集 0 ~10、10 ~20、20 ~30、30 ~ 40 cm 土層的樣品，于 4℃ 冰箱保存，用于土壤微生物數量測定。
1. 4 土壤微生物計數。
微生物數量用平板計數法測定。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基； 真菌采用馬丁氏培養基； 放線菌采用高氏 1 號培養基[9].
1. 5 數據處理。
試驗數據采用 SPSS 軟件進行統計分析和差異顯著性分析，置信水平為 α =0. 05.
2 結果與分析。
2. 1 不同處理對土壤微生物數量的影響。
兩地兩年數據平均后結果（ 表 2） 表明，DT 處理耕層土壤細菌、真菌、放線菌數量分別比 CT 處理高 10. 8%、23. 9%、31. 0%,分別比 DNT 處理高56. 1% 、85. 3% 、142. 6% .說明深耕和秸稈還田均可增加耕層土壤微生物數量，其中秸稈還田條件下土壤微生物數量的增幅高于深耕處理。
2. 2 不同處理對耕層土壤細菌數量的影響。
深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤細菌的數量。由表 3 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤細菌數量分別比CT 和 DNT 處理高 84. 7% 和 12. 8% ,2011 年同比分別高 32. 8% 和 57. 1%; 在漯河，2010 年 DT 處理 20 ~ 30 cm 土層土壤細菌數量分別比 CT 和DNT 處理高 55. 9% 和 106. 6% ,2011 年同比分別高 81. 7%和 93. 1%.
2. 3 不同處理對耕層土壤真菌數量的影響。
深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤真菌的數量。由表 4 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數量分別比 CT 和 DNT 處理高60. 4%和54. 0%,2011 年同比分別高 62. 2% 和 43. 1%; 在漯河，2010 年 DT處理 20 ~30 cm 土層土壤真菌數量分別比 CT 和DNT 處理高 433. 3% 和 32. 3% ,2011 年同比分別高 115. 5%和 185. 3%.
2. 4 不同處理對耕層土壤放線菌數量的影響。
深耕和秸稈還田主要提高 20 ~30 cm 土層土壤放線菌的數量。由表 5 可以看出，在鶴壁，2010年 DT 處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數量分別比 CT 和 DNT 處理高42. 7%和52. 8%,2011 年同比分別高137. 5%和235. 3%; 在漯河，2010 年 DT處理 20 ~30 cm 土層土壤放線菌數量分別比 CT和 DNT 處理高 44. 7%和 277. 0%,2011 年同比分別高 20. 8%和 325. 4%.
3 結論與討論。
深耕增加農田土壤微生物數量，主要增加耕層下部土壤微生物數量。本試驗兩年數據平均后結果表明，深耕處理土壤細菌、真菌和放線菌的數量比 常 規 耕 作 處 理 分 別 高 10. 8%、23. 9%、31. 0% .本試驗中，深耕處理的耕作深度為 30cm,常規耕作處理的耕作深度為 20 cm,與常規耕作相比深耕處理主要改善 10 ~30 cm 土層土壤環境[10],從而增加土壤微生物數量。該結果與前人的研究相符，因為土壤的結構、水分狀況、通氣情況和養分狀況9對土壤微生物的`生長和繁殖均有重要影響[11].
秸稈還田增加整個耕層土壤微生物數量。本試驗兩年數據平均后結果表明，與深耕秸稈不還田處理相比深耕秸稈還田處理的土壤細菌、真菌和放線菌的數量分別增加了 56. 1%、85. 3%、142. 6% .前人的研究也表明秸稈還田能夠提高土壤中微生物數量[1].因為，還田的秸稈能夠為土壤微生物生長繁殖提供碳源[13],同時秸稈自身也存在大量活的微生物[14].
本研究在 2010 年和 2011 年兩年的微生物數量差異較大，2011 年的土壤微生物數量遠少于2010 年，這是因為 2011 年 9 月份降雨量較大，同時氣溫也比較低，均不利于土壤微生物生長繁殖。
參 考 文 獻：
[1] Powlson D S,Jenkinson D S. A comparison of the organic mat-ter,biomass,adenosine triphosphate and mineralizable nitrogencontents of ploughed and direct - drilled soils[J]. J. of Agri-cultural Science,1981,97: 713 - 721.
[2] 巨天珍，任海峰，孟凡濤，等。 土壤微生物生物量的研究進展[J]. 廣東農業科學，2011（ 16） : 45 -47.
[3] Nyamadzawo G,Nyamangara J,Nyamugafata P,et al. Soil mi-crobial biomass and mineralization of aggregate protected carbonin fallow - maize systems under conventional and no - tillage inCentral Zimbabwe [J]. Soil Till. Res. ,2009,102: 151 - 157.
[4] 劉紅杰，習向銀，劉朝科，等。 深翻耕和連作對植煙土壤養分及其生物活性的影響 [J]. 福建農業學報，2011,26（ 2） : 298 -303.
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