粉垄耕作和间作绿肥还田对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响

周灵芝; 黄渝岚; 周佳; 申章佑; 李艳英; 王锋; 李素平; 张宪; 劳承英; 韦本辉; 《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]探讨粉垄耕作和间作绿肥还田后对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响,为甘蔗产业可持续发展提供理论参考.[方法]设常规单作(CT)、常规间作绿肥还田(CTJ)、粉垄单作(FL)和粉垄间作绿肥还田(FLJ)4个处理,利用Biolog微平板法研究不同处理对甘蔗分蘖期、伸长期和成熟期土壤微生物群落功能多样性的影响.[结果]培养期内,不同处理的平均颜色变化率(AWCD)随着培养时间的增加而增大;培养至168 h时,甘蔗3个生长时期0~20 cm 土层中各处理的AWCD值均为分蘖期>伸长期>成熟期,每个时期各处理在0~20cm 土层的AWCD值大于20~40 cm 土层.在0~20 cm 土层,分蘖期、伸长期和成熟期FLJ处理的AWCD值分别比其他处理增加24.6%~55.2%、114.8%~205.3%和25.9%~47.8%.在甘蔗整个生育期,0~20和20~40 cm 土层中FLJ处理的Shannon-wiener多性样指数、Simpson优势度指数和Mclntosh丰富度指数最大(成熟期Mclntosh丰富度指数除外),但与其他处理总体差异不显著(P>0.05).碳水类、氨基酸类和羧酸类为微生物代谢利用最主要的碳源,0~20 cm 土层中FLJ处理对碳水类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、胺类、酚酸类六类碳源的利用强度总体上大于其他处理.在分蘖期,土壤微生物对多聚物类和氨基酸类的利用程度最高;在伸长期和成熟期均为对碳水类和氨基酸类的利用程度最高.主成分分析表明,粉垄耕作和间作绿肥还田影响着土壤微生物群落碳代谢能力,各处理的微生物群落代谢功能存在显著差异(P<0.05),导致微生物群落功能差异的特征碳源为碳水类、氨基酸类和羧酸类.[结论]粉垄耕作结合间作绿肥还田可以增加土壤微生物群落功能多样性并提高其对碳源的利用程度,可作为一种耕作与栽培模式在广西蔗区推广应用.

关键词： 粉垄耕作 绿肥还田 微生物群落 代谢功能 功能多样性 甘蔗