耕作方式对农田土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响

摘要：

[[目的]]耕作措施对土壤健康和作物营养品质提升具有关键作用,明确不同耕作方式对土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响,为集约化农田可持续管理提供理论依据.[[方法]]田间试验自2012年起在山东德州进行,供试土壤为潮土,种植制度为小麦-玉米轮作.设置4种耕作模式处理:传统耕作、旋耕、休耕和免耕.2020年,采集0-20 cm 土层土样分析土壤物理、化学性质和细菌群落结构,采集小麦籽粒样品分析其营养品质.[[结果]]与传统耕作相比,免耕、休耕和旋耕处理显著提高了土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有机质、全氮及有效磷含量,休耕还显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度.免耕、休耕和旋耕处理显著提高土壤微生物量碳、氮含量以及土壤细菌群落多样性指数,休耕及免耕处理提高土壤厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度.从营养品质变化来看,休耕显著提高小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素的含量,旋耕和免耕显著增加小麦籽粒蛋白质含量,除天冬氨酸外,其他16种氨基酸组分变化趋势与氨基酸总量变化基本一致.Pearson相关性分析及冗余分析(RDA)结果表明,小麦籽粒淀粉、铁、锌、硒含量与土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有效磷、微生物量碳、微生物量氮均呈显著正相关关系,其中铵态氮(F=25.7,P=0.002)、微生物量碳(F=4.9,P=0.008)、全氮(F=3.3,P=0.028)、土壤pH(F=3.1,P=0.036)是影响小麦营养品质的主要环境因子.[[结论]]减少对土壤扰动的耕作方式可不同程度地改变土壤环境因子及细菌群落结构,与旋耕、免耕相比,休耕更有利于小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素、氨基酸组分含量的积累,是改善土壤健康状况和提升小麦营养品质的有效耕作措施.

关键词：耕作方式、土壤质量、土壤健康、土壤微生物学特性、小麦营养品质

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分类号：S154.3;X53;Q93-331

资助基金：中央级科研院所基本科研业务费专项2021-jbkyywf-wh

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1964-1976