张道勇-水土保持与荒漠化防治-毕业论文

14.5%),夏季百脉根与白三叶处理间差异不显著,与其他处理差异显著,小冠花、鸡脚草间差异不显著,与其他处理差异显著,各处理土壤微生物碳熵较清耕高出42.6%~69.9%(小冠花处理较清耕低6.3%),秋季百脉根处理土壤微生物碳熵显著高于其他处理,各处理土壤微生物碳熵较清耕高出22.1%~72.2%(小冠花处理较清耕低1.4%)(P<0.05);10~20 cm土层中,春季各处理间壤微生物碳熵大小表现为:白三叶>清耕(CK)>鸡脚草>百脉根>小冠花,其中白三叶与其他处理间差异显著,较清耕高出29.6%,夏季各处理大小表现为:百脉根>鸡脚草>白三叶>清耕(CK)>小冠花,各处理间差异均不显著,秋季表现为:白三叶>百脉根>清耕(CK)>鸡脚草>小冠花,其中白三叶与清耕间差异显著,较清耕高出14.7%(P<0.05);20~40 cm土层中,春季各处理间壤微生物碳熵表现为:白三叶>百脉根>小冠花>清耕(CK)>鸡脚草,其中白三叶与百脉根之间差异显著,二者与清耕间差异显著,各处理土壤微生物碳熵较清耕高出0.7%~46.3%(鸡脚草处理较清耕低9.4%),夏季各处理表现为:白三叶>清耕(CK)>百脉根>鸡脚草>小冠花,白三叶与小冠花间差异不显著,秋季表现为:白三叶>百脉根>清耕(CK)>小冠花>鸡脚草,白三叶与其他处理间差异显著,其土壤微生物碳熵较清耕高出47.8%(P<0.05)。由此可见,在各个土层中,大部分生草处理的qSMBN高于清耕处理,说明果园生草提高了土壤微生物对全氮碳的利用效率。

生草0-5cm土层微生物碳熵的分布生草5-10cm土层微生物碳熵的分布

5.0aaa 5.0a a aaa 鸡脚草鸡脚草a aa 4.04.0babbc百脉根b 百脉根 3.0b b b aa3.0dc c c c cb 白三叶白三叶c bc 2.02.0小冠花小冠花1.01.0清耕 清耕0.00.0 春季夏季秋季春季夏季秋季

微生物碳熵qSMBC(%)微生物碳熵qSMBC(%)生草10-20cm土层微生物碳熵的分布生草20-40cm土层微生物碳熵的分布aaa ab微生物碳熵qSMBC(%)微生物碳熵qSMBC(%)4.03.02.0abbcaa 鸡脚草2.52.0bcccbaa abb鸡脚草cba abb百脉根bc1.51.00.5bbbb百脉根白三叶白三叶小冠花清耕小冠花清耕1.00.0春季夏季秋季0.0春季夏季秋季

图4-2 生草对各季节0-40cm土层土壤微生物碳熵的影响

Fig.4-2 Effects of interplanting herbages on qSMBC in 0-40cm soil layers in different seasons

4.2 生草对SMBN、qSMBN的影响

4.2.1生草对SMBN的影响

随着果树生育期和气温周年的不断变化,不同处理的土壤微生物量氮含量在各土层总体表现为夏、秋季高于春季,其变化趋势与土壤微生物量碳含量变化一致,但同一土层同一处理在三个季节之间变化幅度均不明显(图10)。

由图10可知,0~5 cm土层春、夏、秋三个季节不同生草处理下以种植白三叶处理土壤微生物量氮含量最高,分别为70.30 mg/kg、80.44 mg/kg和79.35 mg/kg,较清耕对照区分别提高50.7%,、49.7%和59.6%(P<0.05),其次为百脉根,土壤微生物量氮含量分别为65.36 mg/kg、78.74 mg/kg和71.60 mg/kg,分别较清耕对照区提高40.1%、46.6%和44.0%(P<0.05),不同处理下土壤微生物量氮含量在春季表现为:白三叶>百脉根>鸡脚草>小冠花>清耕,其中百脉根与小冠花处理间差异不显著,其他各处理间差异显著;夏季表现为白三叶>百脉根>小冠花>鸡脚草>清耕(CK),白三叶与百脉根处理间差异不显著,小冠花与鸡脚草处理间差异不显著,均与清耕(CK)差异显著,秋季各处理间土壤微生物量氮含量趋势与夏季一致。

5~10 cm土层,春、夏、秋三个季节仍以白三叶处理的土壤微生物量氮含量最高,分别为48.47 mg/kg,57.74 mg/kg,53.62 mg/kg,较清耕(CK)提高72.0%,73.2%和77.5%,春季土壤微生物量氮含量顺序依次为:白三叶>百脉根>鸡脚草>小冠花>清耕,其中鸡脚草与百脉根处理间差异不显著,其他各处理间差异均达显著水平,夏、秋季均表现为白三叶>鸡脚草>百脉根>小冠花>清耕,鸡脚草与百脉根之间差异不显著。

10~20 cm土层,土壤微生物量氮含量在春季仍以白三叶处理最高(37.1 mg/kg),依次为百脉根(33.3 mg/kg)、鸡脚草(27.76 mg/kg)、小冠花(22.53 mg/kg)和清耕(21.26 mg/kg),其中白三叶与百脉根处理间差异不显著,小冠花与清耕处理间差异不显著;夏季则以鸡脚草处理的土壤微生物量氮含量最高(40.78 mg/kg),较清耕(CK)提高102.3%(P<0.05),各处理土壤微生物量氮含量顺序依次为鸡脚草>百脉根>白三叶>小冠花>清耕,鸡脚草、百脉根和白三叶与小冠花和清耕处理间差异显著;秋季土壤微生物量氮含量以百脉根最高(40.3 mg/kg),其次为白三叶(38.1 mg/kg),分别较清耕(CK)提高110.2%和98.7%(P<0.05),依次为鸡脚草、小冠花和清耕(CK),各处理间差异显著。

20~40 cm土层,各处理间土壤微生物量氮含量表现为春季百脉根最高,其次为白三叶,分别较清耕(CK)提高69.6%和63.0%,夏,秋两季均以白三叶处理的土壤微生物量氮含量最高,百脉根次之,进入秋季,白三叶与百脉根处理土壤微生物量氮含量基本相当,较清耕(CK)的增加量基本持平,白三叶与百脉根处理在春、夏、秋季差异均不显著(P<0.05)。

从空间分布看,同一处理在同一季节的不同土层间土壤微生物量氮含量由表及深依次递减,随着土层加深,相邻土层土壤微生物量氮含量差距逐渐减小。

不同生草类型0-5cm土层微生物量氮含量100806040200春季夏季秋季cbacdb微生物量氮含量(mk/kg)微生物量氮含量(mg/kg)不同生草类型5-10cm土层微生物量氮含量806040200春季夏季秋季abbbbcdacdbbacdaaabccbacd鸡脚草百脉根白三叶小冠花清耕鸡脚草百脉根白三叶小冠花清耕不同生草类型10-20cm土层微生物量氮含量微生物量氮含量(mk/kg)微生物量氮含量(mg/kg)不同生草类型20-40cm土层微生物量氮含量3020100春季夏季秋季baaabcbcabacddbaa50403020100春季baaccaaabcbaacd鸡脚草百脉根白三叶小冠花清耕ac鸡脚草百脉根白三叶小冠花清耕夏季秋季

图4-3 生草对各季节0-40cm土层土壤微生物量氮含量的影响

Fig.4-3 Effects of interplanting herbages on SMBN content in 0-40cm soil layers in different seasons

4.2.2生草对qSMBN的影响

土壤微生物量氮(SMBN)与土壤全氮(TN)的比值称为微生物氮熵(qSMBN)。土壤微生物氮熵(qSMBN) 反映微生物对全氮(TN)的利用效率(冯书珍等2013)。从图11可以看出,各土层的土壤微生物氮熵在三个季节的的分布无明显规律。从土层分布来看,各生草处理土壤微生物氮熵均随土层深度的增加变化不明显。 不同处理在同一土层土壤微生物氮熵的分布差异明显,0~5 cm土层中,春季各处理间壤微生物氮熵大小表现为:百脉根>鸡脚草>白三叶>小冠花>清耕(CK),从差异性方面来看,各生草处理间差异不显著,均与清耕间差异显著(小冠花与清耕差异不显著),各处理土壤微生物氮熵较清耕高出8.3%~24.1%,夏季各处理表现为:白三叶>百脉根>小冠花>鸡脚草=清耕(CK),各生草处理间差异不显著,且与清耕间差异不显著(CK),秋季各处理表现为:白三叶>百脉根>小冠花=清耕(CK)>鸡脚草,除白三叶与鸡脚草处理间差异显著外,其他各处理间差异均不显著(P<0.05);5~10 cm土层中,春季各处理间壤微生物氮熵大小表现为:百脉根>白三叶>鸡脚草>小冠花>清耕(CK),各处理间差异显著(白三叶与鸡脚草处理间差异不显著),各生草处理土壤微生物氮熵较清耕(CK)高出12.2%~39.2%,夏季各处理大小表现为:白三叶>百脉根>鸡脚草>清耕(CK)>小冠花,各生草处理与清耕(CK)间差异均不显著,秋季则表现为:百脉根>白三叶>鸡脚草>清耕(CK)>小冠花,小冠花处理与清耕(CK)差异显著,其他各生草处理与清耕(CK)无显著性差异(P<0.05);10~20 cm土层中,春季各处理间壤微生物氮熵大小表现为:白三叶>百脉根>鸡脚草>清耕(CK)>小冠花,白三叶与百脉根处理间差异不显著,与其他处理间差异显著,各生草处理土壤微生物氮熵较清耕(CK)高出2.9%~54.3%(小冠花处理较清耕低17.6%),夏季

微生物量氮熵qSMBN(%)6.04.02.00.0baa bbaaabbb微生物氮熵qSMBN(%)各处理表现为:百脉根>白三叶>鸡脚草>小冠花>清耕(CK),其中百脉根、白三叶、鸡脚草间差异不显著,与清耕间差异显著,各生草处理土壤微生物氮熵较清耕(CK)高出5.4%~59.0%,秋季则表现为:百脉根>白三叶>鸡脚草>清耕(CK)>小冠花,白三叶与百脉根处理间差异不显著,与其他处理间差异显著,各生草处理土壤微生物氮熵较清耕高出11.6%~55.2%(小冠花处理较清耕低4.8%)(P<0.05),20~40 cm土层中,春、秋季各处理间壤微生物氮熵大小均表现为:百脉根>白三叶>小冠花>鸡脚草>清耕(CK),且都表现为百脉根与白三叶间差异不显著,均与清耕(CK)间差异显著,春季各生草处理土壤微生物氮熵较清耕(CK)高出27.5%~69.2%,秋季高出2.1%~34.1%,夏季各处理间大小表现为:白三叶>百脉根>鸡脚草>小冠花>清耕(CK),白三叶与百脉根间差异不显著,均与清耕(CK)间差异显著,各生草处理土壤微生物氮熵较清耕(CK)高出0.2%~47.6%(P<0.05)。可见,在各个土层中,大部分生草处理的qSMBN高于清耕处理,说明生草导致土壤中的全氮分解速率较快,提高了土壤微生物对全氮的利用效率。

生草5-10cm土层微生物氮熵的分布生草0-5cm土层微生物氮熵的分布 8.08.0aaaaaa 鸡脚草鸡脚草aba 6.0a a aabaababbbabababaaab6.0b acb百脉根百脉根db

白三叶白三叶4.04.0 小冠花小冠花2.02.0 清耕清耕 0.00.0春季夏季秋季春季夏季秋季

生草20-40cm土层微生物氮熵的分布生草10-20cm土层微生物氮熵的分布

8.08.0微生物氮熵qSMBN(%)微生物氮熵qSMBN(%)aabb鸡脚草百脉根白三叶小冠花清耕6.04.0caabbc dbcabac ccaab鸡脚草bcc 百脉根白三叶小冠花清耕2.00.0春季夏季秋季春季夏季秋季

图4-4 生草对各季节0-40cm土层微生物氮熵的影响

Fig.4-4 Effects of interplanting herbages on qSMBN in 0-40cm soil layers in different seasons

4.3 生草对SMBC/SMBN的影响

土壤微生物量碳氮比(SMBC/SMBN)可以反映出土壤中微生物的区系构成(刘玲等 2011)。表2所示,同一处理的SMBC/SMBN在各土层三个季节的时间变化上无明显规律,从平均值来看(0~40 cm),各处理的SMBC/SMBN表现为秋季高于春、夏季。各生草处理的春、夏、秋三个季节中,0~40 cm土层的SMBC/SMBN垂直变化规律总体表现为由上到下逐层递减,清耕(CK)则表现为5~20 cm土层SMBC/SMBN最高,表层和底层土壤的SMBC/SMBN相对较低。

不同生草处理对不同土层土壤SMBC/SMBN 的影响状况不一致,从同一季

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