不同气候与施肥条件下农田土壤微生物生物量特征与容量分析

摘要：

[目的]土壤微生物生物量是土壤生物肥力的重要指标,是土壤养分重要的周转库.探讨不同气候和施肥条件下土壤微生物生物量(生物量碳、氮)的特征及容量,对于深刻认识土壤微生物生物量的影响因素及提高土壤生物肥力具有重要意义.[方法]本研究从中国知网、万方和web of Science 3个文献数据库,以“土壤微生物生物量”、“中国农田”和“长期施肥”为关键词,共收集目标文献42篇,包括458组含土壤有机碳(s0c)与土壤微生物生物量碳(SMBC)和41 4组含土壤全氮(TN)与土壤微生物生物量氮(SMBN)的数据集,涵盖了4种气候下的2类施肥条件(施有机肥:单施或配施,+OM;不施有机肥:无肥和化肥,-OM).土壤微生物熵(SMBC/SOC)和SMBN/TN的中值差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验(P＜ 0.05),容量分析采用界限分析方法.[结果]统计分析结果表明,不同施肥处理下,SMBC与SOC和SMBN与TN之间均存在显著线性正相关关系(P＜0.01),长期施用有机肥条件下,土壤微生物生物量碳、氮对土壤有机碳和全氮增加的响应系数分别为24.77和30.27,显著高于化肥或不施肥条件(分别为19.88和19.86)(P＜ 0.05).界限分析结果显示,不同施肥措施下SMBC对SOC增加响应的最大值为33.45-36.00,SMBN对TN的最大响应系数为45.45-49.79,当前条件下SMBC和SMBN还有37.99％和49.66％的提升空间.不同气候条件下SMBC/SOC和SMBN/TN均存在显著差异(P＜ 0.05),其中,中温带半干旱半湿润区SMBC/SOC的中值最高为2.73％,其次为亚热带湿润区(2.4 5％)和暖温带湿润区(2.31％),中温带湿润区最低为1.48％;SMBN/TN的中值大小顺序为:暖温带湿润区(4.72％)＞中温带半干旱半湿润区(3.50％)＞亚热带湿润区(2.99％)＞中温带湿润区(1.80％).不同施肥条件下SMBC/SOC和SMBN/TN的变化范围分别为0.35％-6.50％和0.50％-9.72％,但其中值并无显著差异(P＞ 0.05).对于同一气候条件不同施肥措施而言,仅在中温带湿润区,施有机肥处理对微生物量碳(氮)占总有机碳(氮)的比例有显著影响(P＜0.05).[结论]气候对土壤微生物生物量碳、氮所占比例具有显著影响,不同施肥模式虽然不能显著改变微生物生物量碳、氮的比例,但有机肥的施用对微生物生物量碳、氮的提升效果显著高于化肥或不施肥,该结果对于土壤生物肥力的调控有重要指导意义.

关键词：中国农田、施肥、气候、土壤微生物熵(SMBC/SOC)、土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮

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分类号：S15;S14

资助基金：国家“十二五”国家科技支撑计划项目2014BAD14B02,2014BAD14B03;国家公益性行业农业科研专项201203030,201303126

在线出版日期：2017-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1067-1075