夏閑期不同耕作措施對(duì)旱地小麥根際土壤微生物的影響

劉 琪，喬月靜，高志強(qiáng)

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

土壤微生物是土壤中物質(zhì)形成與轉(zhuǎn)化的動(dòng)力，為植物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境，根際土壤微生物的數(shù)量、分布及活性直接影響到植物的生理活動(dòng)[1-2]。耕作措施、施肥、秸稈還田等對(duì)土壤微生物都有不同程度的影響[3-5]。通過分析土壤微生物的分布及數(shù)量，能夠判斷土壤的健康狀況。張德奇等[6]研究認(rèn)為，秸稈覆蓋、深松能有效提高土層含水量，降低耕層容重，提高產(chǎn)量。大量研究認(rèn)為，覆蓋增加了土壤微生物生理類群的數(shù)量，改善了土壤的溫度、水分等條件，有利于微生物的生長(zhǎng)[7-9]。目前，“三提前”蓄水保墑技術(shù)集中研究了小麥產(chǎn)量和品質(zhì)、蛋白質(zhì)的形成和積累以及土壤水分積耗等[10-14]，但缺乏土壤微生物方面的研究。

本研究通過分析夏閑期不同耕作措施對(duì)旱地小麥根際土壤微生物數(shù)量的影響，為夏閑期耕作措施能夠創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境提供微生物方面的數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2016年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)聞喜試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)田無灌溉來源。2015年6月15日測(cè)定土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為：有機(jī)質(zhì)含量為9.27 g/kg，堿解氮含量為61.31mg/kg，速效磷含量為10.43 mg/kg，速效鉀含量為238.16 mg/kg。全年降雨量為386.8 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為晉麥92。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置免耕（全年不耕作，NT）、深翻（深度為 25～30 cm，DT）、深松（深度為 30～40 cm，SS）3個(gè)處理，重復(fù) 3次，小區(qū)面積5 m×60 m＝300 m2。前茬小麥?zhǔn)斋@時(shí)留高茬，7月中旬施有機(jī)肥1 500 kg/hm2，秸稈打碎后覆蓋于地表。10月1日播種，底施純N150 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2，采用膜際條播，行距30 cm，常規(guī)管理。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別于小麥的播種前（Beforesowingstage，BSS）、越冬期（Wintering stage，WS）、返青期（Turn green stage，TGS）、開花期（Anthesis stage，AS）、收獲期（Maturitystage，MS），用土鉆取 0～20 cm土樣，置于4℃冰箱保存。細(xì)菌、真菌、放線菌和氨化細(xì)菌采用稀釋涂布法測(cè)定，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，放線菌采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基，氨化細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基[15]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2013軟件處理數(shù)據(jù)、作圖，并采用SAS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用LSD法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育時(shí)期土壤根際微生物的變化

從圖1可以看出，土壤細(xì)菌數(shù)量在整個(gè)生育期呈現(xiàn)出先下降、后上升又下降的趨勢(shì)，其中，越冬期細(xì)菌數(shù)量最低，開花期最高。播種前，DT處理的土壤細(xì)菌數(shù)量顯著高于NT處理（P＜0.05）；在其他生育時(shí)期，不同耕作措施之間差異不顯著。

從圖2可以看出，土壤放線菌數(shù)量在整個(gè)生育期呈現(xiàn)出先下降、后上升又下降的變化趨勢(shì)，其中，越冬期放線菌數(shù)量最低，開花期放線菌數(shù)量最高。播種前，SS處理的土壤放線菌數(shù)量顯著高于NT處理（P＜0.05）；在其他生育時(shí)期，不同耕作措施之間差異不顯著。

從圖3可以看出，土壤真菌數(shù)量在整個(gè)生育期呈現(xiàn)出先下降、后上升又下降的變化趨勢(shì)，其中，越冬期真菌數(shù)量最低，播種前真菌數(shù)量最高。播種前，DT，SS處理的土壤真菌數(shù)量顯著高于NT處理（P＜0.05）；在其他生育時(shí)期，不同耕作措施之間差異不顯著。

從圖4可以看出，土壤氨化細(xì)菌數(shù)量在整個(gè)生育期呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢(shì)，其中，返青期氨化細(xì)菌數(shù)量最低，收獲期氨化細(xì)菌數(shù)量最高。越冬期，SS處理的土壤氨化細(xì)菌數(shù)量顯著高于DT處理（P＜0.05）；在其他生育時(shí)期，不同耕作措施之間差異不顯著。

土壤細(xì)菌與真菌數(shù)量的比值（B/F），不同的處理呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)（圖5），其中，NT，DT處理在越冬期B/F值降到最低，在收獲期NT處理B/F值最高，在播種前和開花期DT處理B/F值最高；SS處理在開花期B/F值有下降的趨勢(shì)，但是在越冬期和返青期的B/F值最高。

2.2 收獲期土壤根際微生物的分布特征

收獲期土壤微生物總量NT處理最高（圖6），其次為DT，SS處理。其中，NT處理的收獲期微生物總量是DT處理的1.11倍，是SS處理的1.19倍。

從圖7可以看出，收獲期細(xì)菌所占數(shù)量最多，其次為放線菌，然后為氨化細(xì)菌，真菌數(shù)量最少。

3 結(jié)論與討論

不同的土壤微生物發(fā)揮著不同的作用，其中，氨化細(xì)菌是有機(jī)氮和無機(jī)氮轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵菌[16]。土壤微生物作為表征土壤肥力的活指標(biāo)，受到很多學(xué)者的重視，趙亞麗等[17]研究表明，深松（耕）與秸稈還田結(jié)合可以顯著增加土壤微生物數(shù)量。郭海斌等[18]研究表明，深松（耕）主要使下部土層微生物數(shù)量增加，秸稈還田主要使上部土層微生物數(shù)量增加。本研究發(fā)現(xiàn)，在越冬期，SS處理下的氨化細(xì)菌數(shù)量顯著高于DT處理（P＜0.05），在其他生育時(shí)期無顯著差異；細(xì)菌、真菌以及放線菌均在播種前有顯著差異（P＜0.05），SS，DT處理顯著高于 NT處理，在其他生育時(shí)期無顯著差異。本研究分析了小麥各個(gè)生育時(shí)期的微生物，各處理之間在越冬期后無顯著差異是因?yàn)?個(gè)處理都進(jìn)行了秸稈還田處理，秸稈還田使得上部土壤微生物增加。

B/F值是表征土壤肥力的一個(gè)潛在指標(biāo)[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn)，SS處理的B/F值在越冬期和返青期最高，NT處理的B/F值在播種前和收獲期最高，DT處理的B/F值在開花期最高。說明SS處理的土壤肥力后期下降，這可能是因?yàn)樯钏捎欣诟肯略?，在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期（包括越冬期和返青期）B/F值比較高，而在后期土壤肥力下降，可能是因?yàn)橥寥栏髟黾恿苏婢幕钚訹21]。本試驗(yàn)中，收獲期NT處理的微生物總量最高，其細(xì)菌所占微生物總量的比例高于其他處理；收獲期SS處理的微生物總量最小，其真菌占微生物總量的比例高于其他處理，這與孫冰潔[22]的研究結(jié)果相似。這也說明了收獲期NT處理的土壤肥力較高。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，NT處理能夠很好的保持土壤肥力，微生物菌群比較穩(wěn)定；SS處理以及DT處理則在播種前顯著提高微生物的數(shù)量，在后期微生物數(shù)量降低、土壤肥力降低。