土壤微生物在促进土壤有机质转化和土壤养分循环方面起着重要作用<1 ,2 > 。微生物一方面分解有机物质形成腐殖质并释放养分 ,另一方面又转化土壤碳素和固定无机营养元素形成微生物量<3> 。土壤微生物量对于系统中的养分循环和植物有效性主要有两个方面的作用 :其一 ,微生物量自身含有一定数量的碳、氮、磷和硫 ,可看成是一个有效养分的储备库 ;其二 ,土壤微生物通过新陈代谢推动着这些元素的转化和流通<4> 。因此 ,研究土壤中微生物的数量对于研究水旱轮作的机理有重要的意义 ,它可以使我们了解水旱轮作各处理微生物的动态。作者在已有工作的基础上<5> ,进一步研究了稻田水旱轮作第3年度对土壤微生物的影响。1 材料与方法1 .1 试验设计1 .1 .1 稻田水旱轮作试验设计 试验于 1 998年冬至 2 0 0 1年秋在江西农业大学实验站红壤性水稻田进行 ,土壤肥力中等。小区面积为 33.35ｍ2 ,田间试验分 4个处理 ,4个重复 ,各处理在田间的耕作方式如表 1所示 ,按随机区组排列。1 .1 .2 2 0 0 0年冬至 2 0 0 1年秋田间作业情况 供试品种分别为 :早稻金优 974,早玉米掖单 1 3,晚稻金优桂 99,晚玉米掖单 1 3。早稻于 3月 2 1日用强氯精浸种 ,3月 2 7日播种 ,4月 30日移栽 ,7月 2 2日收获 ;春玉米于 4月 6日直播 ,7月 1 7日收获 ;晚稻于 7月 2 5日移栽 ,1 0月 2 0日收获 ;晚玉米于 7月 2 6日直播 ,1 0月 2 7日收获。种植规格 :早稻行株距为 2 0ｃｍ× 1 4ｃｍ ,春、秋玉米行株距为 5 0ｃｍ× 2 5ｃｍ ,晚稻行株距为 2 0ｃｍ× 1 7ｃｍ。水稻、玉米施肥采用计算机模拟优化施肥方案 ,磷肥均作基肥 ;钾肥施用 ,水稻均按分蘖肥∶孕穗肥∶抽穗肥 =2∶1∶1 ,玉米均采用苗肥∶穗肥 =2∶1 ;氮肥施用 ,水稻均采用基肥∶分蘖肥∶孕穗肥∶抽穗肥 =2∶1∶1∶1 ,玉米均采用基肥∶苗肥∶穗肥 =2∶3∶5。晚稻于 6月 1 9日用强氯精浸种 ,6月 2 1日播种 ,并于 6月 2 8日晚稻两叶一心期喷施多效唑 ,其他栽培管理同一般大田。表 1 稻田水旱轮作周期表处理 第一年度 (1998年冬至1999年秋 )第二年度 (1999年冬至2 0 0 0年秋 )第三年度 (2 0 0 0年冬至2 0 0 1年秋 )方式 1紫云英—早玉米—晚玉米(Ｃ -Ｃ -Ｃ)紫云英—早稻—晚玉米(Ｃ -Ｒ -Ｃ)紫云英—早玉米—晚稻(Ｃ -Ｃ -Ｒ)轮作方式 2 紫云英—早稻—晚玉米(Ｃ -Ｒ -Ｃ)紫云英—早玉米—晚稻(Ｃ -Ｃ -Ｒ)紫云英—早玉米—晚玉米(Ｃ -Ｃ -Ｃ)方式 3紫云英—早玉米—晚稻(Ｃ -Ｃ -Ｒ)紫云英—早玉米—晚玉米(Ｃ -Ｃ -Ｃ)紫云英—早稻—晚玉米(Ｃ -Ｒ -Ｃ)连作 (ＣＫ) 紫云英—早稻—晚稻(Ｃ -Ｒ -Ｒ)紫云英—早稻—晚稻(Ｃ -Ｒ -Ｒ)紫云英—早稻—晚稻(Ｃ -Ｒ -Ｒ)1 .2 土壤微生物测定方法在 2 0 0 1年的夏作成熟期 ( 7月 2 0日 )、晚稻拔节期 ( 8月 2 0日 )、晚稻齐穗期 ( 9月 1 6日 )和晚稻成熟期 ( 1 0月 1 3日 ) ,于各实验小区用灭菌器具按Ｓ型多点取耕层土样 ,进行土壤微生物测定。细菌、真菌、放线菌、氨化细菌、好气性自生固氮菌用平板法测定 ,其余均用液体稀释法。2 结果与分析2 .1 不同轮作方式下土壤微生物总量的变化表 2 不同轮作方式下土壤微生物总量的变化 10 4/ ｇ(干土 )微生物轮 作 区轮作方式 1早玉米成熟期晚 稻成熟期轮作方式 2早玉米成熟期晚玉米成熟期轮作方式 3早 稻成熟期晚玉米成熟期轮作平均夏 作成熟期后 作成熟期连作区早 稻成熟期晚 稻成熟期 轮作比连作轮作方式1比连作轮作方式2比连作轮作方式3比连作轮作平均比连作夏作后作夏作后作夏作后作夏作后作细菌740 0 90 62 480 3 3 3 61943 13 499.75 5 6.6740 92 73 18.13 .3 6.11.2 1.5 1.68.62 .0真菌 18.92 .92 96.12 .93 5 .766.3 40 .3 4.0 7.3 4.0 2 .60 .713 .3 0 .70 .81.65 .61.0放线菌 2 744 7.43 3 .13 1.9163 18.115 6.73 2 .5 45 .740 .3 6.0 1.2 0 .70 .83 .60 .43 .40 .8从表 2可以看出 ,水旱轮作田土壤中细菌的数量 ,无论是轮作方式 1 ,或是轮作方式 2、3 ,无论是在夏作成熟期还是后作成熟期 ,轮作田均多于连作田。尤其是轮作方式 1差异最为显著 ,它在夏作成熟期细菌的数量是连作区的 1 8倍 ,在晚稻成熟期细菌的数量是连作的 3.3倍。土壤中的真菌数量比细菌要少 ,连作区真菌的数量在夏作成熟期与后作成熟期变化不大。轮作 2夏作成熟期真菌的数量变化较大 ,夏作是后作的 30多倍。真菌的数量在后作成熟期相差均不大 ,除轮作方式 3是连作的 1倍多以外 ,其它两种轮作方式均比连作稍小。放线菌的数量除连作区在两个时期表现比较稳定外 ,轮作方式 2也表现稳定。而轮作方式 1与轮作方式 3在两个时期相差较大。轮作方式 1放线菌的数量在两个时期均高于连作。另外 ,从轮作平均看 ,轮作平均中细菌、放线菌和真菌的数量在夏作成熟期均远大于连作 ;在后作成熟期细菌的数量轮作平均也是连作的 2倍 ,而真菌和放线菌的数量相差不大。2 .2 不同轮作方式下土壤微生物主要类群的变化从图 1可以看出 ,( 1 )氨化细菌 :氨化细菌的数量在夏作成熟期只有轮作方式 2高于连作 ,而到了后作成熟期 3种轮作方式均高于连作。这说明轮作有利于含氮有机物经氨化细菌分解为氨气 ,供给植物氮素营养。 ( 2 )自生固氮菌 :自生固氮菌在夏作成熟期均高于连作 ,后作物种植后 ,后作成熟期轮作方式3自生固氮菌稍有减少 ,且低于连作 ;但轮作方式 2与轮作方式 1均高于连作。说明轮作在一定程度上有利于自生固氮菌的生长。 ( 3)纤维素分解菌 :纤维素分解菌在夏作成熟期连作最高。在分蘖期均有所增高 ,但以轮作方式 3增加最大 ,达到 5 0多倍。在抽穗期 3种轮作方式的纤维素分解菌均高于连作。说明此时分解有机物质最为强烈 ,有利于后作物的生长。到后作成熟期 4种方式的纤维素分解菌相差不大 ,以轮作方式 3最低。 ( 4 )铁细菌 :铁细菌的变化 ,在夏作成熟期以连作最高 ,种植后作物后均有所升高 ,但 3种轮作方式均高于连作 ,而在后作成熟期相差不大 ,轮作方式 2的铁细菌数量比其它几种方式稍小。 ( 5 )硝化细菌 :硝化细菌数量在各个时期中轮作区数量均高于连作区。这说明轮作有利于硝化细菌的活动 ,有利于它将土壤中的氮素转变为利于植物吸收的硝酸 ,从而促进作物生长。 ( 6)反硝化细菌 :反硝化细菌在种植后作后在轮作区中也占优势 ,这可能是由于土壤中硝酸的增多 ,促进了反硝化细菌也相应增多 ,使土壤中Ｎ的供应达到平衡 ,从而促进作物生长。 ( 7)磷细菌 :土壤中磷细菌的数量在夏作成熟期以轮作方式 1最高 ,是连作的 93倍多。随着后作的生长 ,其它 3种方式磷细菌的数量均有所增长 ,在抽穗期增长最快 ,而连作却有所减少。这说明轮作供磷的能力在抽穗期更强 ,有利于作物生长。另外 ,从各曲线中的轮作平均曲线看 ,各生理细菌轮作平均曲线在各时期除少数几个点小于连作外 ,大部分点均大于连作。由此可见 ,轮作总的说来更有利于微生物的生长和繁殖。3 讨论与小结稻田水旱轮作 ,改善了土壤的通气性<5> ,有利于氨化细菌、自生固氮菌、硝化细菌、好气性纤维素分解菌、磷肥分解菌等数量的增加。稻田水旱轮作 ,也有利于作物根系生长和对土壤的养分吸收 ,使轮作田晚稻根系活力增强 ,叶绿素含量升高<6> 。土壤细菌的增多 ,培肥了地力 ,也使作物获得了充分的养料 ,有利于作物生长发育 ,使后作的产量提高 ,提高了经济效益。在 3种轮作方式中 ,以轮作方式 1表现的效果最好稻田水旱轮作(第3年度)的土壤微生物效应@王淑彬$江西农业大学生态科学研究中心!江西南昌330045
@黄国勤$江西农业大学生态科学研究中心!江西南昌330045
@李年龙$江西农业大学生态科学研究中心!江西南昌330045
@刘隆旺$江西农业大学生态科学研究中心!江西南昌330045水旱轮作;;晚稻;;微生物稻田水旱轮作研究表明 :轮作区田块在夏作成熟期的细菌数量均高于连作 ,真菌的数量轮作方式 3比连作稍小 ,放线菌的数量轮作方式 2比连作稍小。其它生理群细菌数量 ,轮作与连作的差别都较大 ,总的趋势是轮作的微生物的数量明显大于连作<1>SmithJL ,PaulEA .Thesignificanceofsoilmicrobialbiomassestima tions.Jean-MarcBlooagandGStotzkyeds
.SoilBiochemistry.INC,1991,6:359～396
<2>BrookesPC ,PowlsonDS ,JenkinsonDS .Phosphorusinthesoilmicrobialbiomass.SoilBiol.Biochem,1984,16:169～175
<3>高云超,朱文珊,陈文新.土壤微生物生物量周转的估算.生态学杂志,1993,12(6):6～10
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