摘要: 【目的】探究水稻土微生物群落、酶活性及理化性質(zhì)對有機肥、石灰連續(xù)施用的響應(yīng)規(guī)律,為培育健康水稻土提供理論依據(jù)。【方法】于2014 年冬季,選取湘東雙季稻區(qū)典型酸紫泥田,分別進行了連續(xù)施用雞糞發(fā)酵商品有機肥、生石灰的大田試驗。每年早、晚稻翻耕前各撒施一次有機肥、石灰,施用量均為2.25 t/hm2,分別以不施有機肥、石灰的處理為對照。在處理后第3 年(2017 年) 和第7 年(2021 年) 晚稻黃熟期,采集表層(0—15 cm) 混合土壤樣品,測定土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFAs) 含量、酶活性及理化性質(zhì),篩選指示性強、響應(yīng)敏感的土壤指標?;谕寥览砘再|(zhì)與生物學(xué)性質(zhì)間的相互關(guān)系,構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型,解析土壤PLFAs 含量與酶活性對有機肥、石灰處理的響應(yīng)機理?!窘Y(jié)果】與對照相比,有機肥連施3 年后,土壤革蘭氏陰性菌(G?)PLFAs 含量提高23%,革蘭氏陽性菌/革蘭氏陰性菌值(G+/G?) 因而降低29%;連施7 年后,總PLFAs、細菌、革蘭氏陽性菌(G+) 和放線菌PLFAs 含量分別提高16%、13%、28% 和38%,腐生真菌PLFAs 含量降低19%,而G? 菌PLFAs 含量、G+/G?均與對照無顯著差異。石灰連施3 年后,土壤微生物類群PLFAs 含量平均降低30%,連施7 年后,平均降幅增至36%。有機肥施用3 年后,土壤脲酶活性提高了29%;施用7 年后,土壤過氧化氫酶、蔗糖酶和脲酶活性分別顯著提高了63%、82% 和39%。連施石灰3 年,脲酶活性顯著提高25%,連續(xù)施用7 年則顯著降低39%,對其他酶活性無顯著影響。有機肥連施3、7 年,土壤通氣孔隙度分別增加了14%、33%,有機質(zhì)總量分別增加了12%、7%,3 個活性有機碳組分平均分別提高29%、69%;pH 和堿解氮、有效磷、速效鉀含量無顯著變化;連續(xù)施用石灰3、7 年,土壤pH 分別提高0.6、0.6 個單位,而通氣孔隙度分別顯著降低了47%、28%,總有機質(zhì)和易氧化有機碳含量無顯著變化,細顆粒有機碳含量分別提高了24%、9%,粗顆粒有機碳含量分別提高了100%、21%,施用石灰3 年對速效養(yǎng)分含量無顯著影響,施用石灰7 年土壤堿解氮含量顯著降低而有效磷含量顯著增加。土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)指標對連續(xù)施用有機肥的響應(yīng)比值以正值為主,對連續(xù)施用石灰的響應(yīng)比值以負值為主,土壤生物、化學(xué)指標對連續(xù)施用有機肥7 年的響應(yīng)比值較3 年趨向更高正值,而對施用石灰趨向更高負值,達到17%~149%。結(jié)構(gòu)方程分析結(jié)果表明,連續(xù)施用有機肥主要通過增加粗顆粒有機碳含量提升土壤易氧化有機碳,提升微生物總PLFAs 含量和脲酶活性,而隨著石灰累積用量的增加,降低土壤通氣孔隙度、粗顆粒有機碳和堿解氮含量,降低土壤微生物總PLFAs、脲酶活性。【結(jié)論】長期連續(xù)施用有機肥可持續(xù)改善土壤通氣性,增加有機質(zhì)積累,提高土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì),短期施用石灰有利于改善土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀,但長期連續(xù)施用則降低石灰的正向效果。粗顆粒有機碳對土壤生物和化學(xué)性狀響應(yīng)有機肥、石灰連續(xù)施用的影響最為關(guān)鍵,具有預(yù)測土壤健康的潛能。
關(guān)鍵詞: 酸紫泥田; 土壤微生物; 磷脂脂肪酸; 土壤活性有機碳組分; 酶活性; 土壤健康