专论与研究

纳米碳与氮肥配施对水稻土壤养分和微生物群落结构的影响

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  • 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所,哈尔滨 150086

网络出版日期: 2019-01-20

基金资助

NAM长效专用肥料试验研究与示范(YS15B23);黑龙江省农业科技创新工程2014年度院级科研项目计划(2014QN023)

Effects of Nanocarbon Mixing with Nitrogen Fertilizer on Soil Microbial Community Structure and Nutrient Content

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Online published: 2019-01-20

摘要

采用盆栽试验,设置了不施氮肥(CK)、常规施肥(N2)、减施氮肥+纳米碳粉(N1+C)和常规施肥+纳米碳粉(N2+C)4个处理,研究了纳米碳配施氮肥对东北黑土养分和微生物群落结构的影响。结果表明,添加了纳米碳的处理土壤pH值和含水量均显著高于未添加纳米碳的处理,较N2处理土壤pH值平均高2.89%、土壤含水量平均高16.99%;添加纳米碳的处理土壤有机碳、速效磷和速效钾含量均显著高于未添加纳米碳的处理,分别高8.49%、7.49%和23.41%,且养分含量均以N1+C处理最高;土壤总PLFA含量表现为N2+C>N1+C>N2>CK,革兰氏阳性菌/阴性菌和细菌摩尔百分比表现为N1+C>N2+C>N2>CK,真菌和放线菌摩尔百分比表现为CK>N2>N1+C>N2+C。对土壤微生物群落结构进行主成分分析,结果表明,添加纳米碳使土壤微生物群落结构发生了改变,其中N2+C处理的影响最显著。可见,在农业生产中,纳米碳与氮肥配施对提高土壤养分含量、改善土壤微生物群落结构具有积极作用。

本文引用格式

李一丹,孙磊 . 纳米碳与氮肥配施对水稻土壤养分和微生物群落结构的影响[J]. 中国稻米, 2019 , 25(1) : 70 -73 . DOI: 10.3969/j.issn.1006-8082.2019.01.017

Abstract

The effects of nanocarbon mixing with nitrogen fertilizer on microbial community structure and nutrient content of soil were studied, based on a pot experiment with four treatments: no nitrogen fertilizer(CK), conventional fertilizer(N2), decreased-nitrogen fertilizer plus nanocarbon(N1+C) and conventional fertilizer plus nanocarbon(N2+C). The results showed that compared with N2 treatment, the pH value and water content of soil of the treatments adding nanocarbon were significantly increased by 2.89% and 16.99% respectively. The SOC, Olsen P, available K were significantly increased by 8.49%, 7.49%, 23.41% respectively. The PLFA content was in the order of N2+C > N1+C > N2 > CK. The GNB to GPB ratio and the percentage of bacterial moles were in the order of N1+C > N2+C > N2 > CK. The percentage of fungi and the percentage of actinomyces were in the order of CK > N2 > N1+C > N2+C. The principal analysis(PCA)results showed that adding nanocarbon obviously changed the microbial community structure, and N2+C was the most obviously changed treatment. In conclusion, nanocarbon mixing with nitrogen fertilizer could increase the nutrient and water content, improve the microbial biomass and structure of soil.

参考文献

[1]    Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon[J]. Nature, 1991, 354(6348): 56-58.
[2]    刘键,张志明,金攻. 纳米碳长效环保复合肥料[P]. 中国:CN101362659A,2009-02-11.
[3]    范丽丽. 氮素添加纳米碳对盐碱地水稻生长及生理生态特性影响[D]. 长春:吉林农业大学,2012.
[4]    闫湘,金继运,何萍,等. 提高肥料利用率技术研究进展[J]. 中国农业科学,2008,41(2):450-459.
[5]    孙长娇,崔海信,王琰,等. 纳米材料与技术在农业上的应用研究进展[J]. 中国农业科技导报,2016,18(1):18-25.
[6]    方国东,司友斌. 纳米Fe3O4对红壤微生物数量、酶活性及2,4-D降解的影响[J].中国农业科学,2011,44(6):1 165-1 172.
[7]    汪玉洁,陈日远,刘厚诚,等. 纳米材料在农业上的应用及其对植物生长和发育的影响[J]. 植物生理学报,2017,53(6):933-942.
[8]    刘凤艳,候碧辉,丁晓红. 纳米碳促进大豆生长发育的应用研究[J]. 北京工业大学学报,2011,37(2):314-320.
[9]    刘键,张阳德,张志明. 纳米生物技术促进蔬菜作物增产应用研究[J]. 湖北农业科学,2009,48(1):123-127.
[10]  张哲,范喜福,孙磊,等. 纳米肥料对水稻生长特性的影响[J]. 黑龙江农业科学,2010(8):50-52.
[11]  钱银飞,邵彩虹,邱才飞,等. 纳米碳肥料增效剂在晚稻上的应用效果初报[J]. 华北农学报,2010,25(S):249-253.
[12]  乔俊,赵建国,解谦,等. 纳米炭材料对作物生长影响的研究进展[J]. 农业工程学报,2017,33(2):162-170.
[13]  王飞,刘彤彤,郑成彧,等. 不同氮素水平下添加纳米碳增效剂对玉米氮肥利用率及产量影响[J]. 中国农学通报,2015,31(33):74-78.
[14]  周蓓蓓,陈晓鹏,吕金榜,等. 纳米碳对不同植被覆盖下黄土坡地降雨侵蚀的抑制效果[J]. 农业工程学报,2017,33(2):116-124.
[15]  李淑敏,马辰,李丽鹤,等. 纳米碳对玉米氮素吸收及根系活力和土壤酶活性的影响[J]. 东北农业大学学报,2014(7):14-18.
[16]  王佳奇,李丽鹤,孟令波,等. 纳米碳对玉米种子萌发及根系形态的影响[J]. 中国农学通报,2013,29(18):62-66.
[17]  田艳飞,黄占斌,刘丹,等. 纳米碳及其复合材料对油菜生长和土壤氮素保持效应的影响[J]. 环境科学学报,2016,36(9):3 339 - 3 345.
[18]  李一丹. 纳米碳对水稻产量及氮肥利用率的影响[J]. 中国稻米,2013,19(1):44-46.
[19]  南京农学院. 土壤农化分析[M]. 北京:农业出版社,1980.
[20]  AI C, LIANG G, SUN J, et al. The alleviation of acid soil stress in rice by inorganic or organic ameliorants is associated with changes in soil enzyme activity and microbial community composition[J]. Biol Fertil Soil, 2015, 51(4): 465-477.
[21]  WANG X, SONG D, LIANG G, et al. Maize biochar addition rate influences soil enzyme activity and microbial community composition in a fluvo-aquic soil[J]. Appl Soil Ecol, 2015, 96: 265-272.
[22]  宋大利. 生物炭对华北潮土土壤碳、氮及微生物特性的影响[D]. 重庆:西南大学,2017.
[23]  KHODAKOVSKAYA M, DERVISHI E, MAHMOOD M, et al. Carbon nanotubes are able to penetrate plant seed coat and dramatically affect seed germination and plant growth[J]. Acs Nano, 2009, 3(10): 3 221.
[24]  王小燕,王燚,田小海,等. 纳米碳增效尿素对水稻田面水氮素流失及氮肥利用率的影响[J]. 农业工程学报,2011,27(1):106-111.
[25]  吕金榜,周蓓蓓,王全九,等. 纳米TiO2对土壤水分运动及离子迁移过程影响的试验研究[J]. 水土保持研究,2015,22(5):58-61.
[26]  谭帅,周蓓蓓,王全九. 纳米碳对扰动黄绵土水分入渗过程的影响[J]. 土壤学报,2014,51(2):263-269.
[27]  马筠,刘键,张志明. 纳米增效肥料在冬小麦上的应用研究[J]. 腐植酸,2009(2):14-20.
[28]  胡梓超,周蓓蓓,陈晓鹏,等. 纳米碳对关中地区土壤水分养分和小麦生长的影响[J]. 干旱地区农业研究,2018,36(1):1-9.
[29]  刘秀梅,冯兆滨, 张树清,等. 纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2007,13(1):57-63.
[30]  陈军辉,尹华强,刘勇军,等. 纳米碳材料及在环境保护中的应用前景[J]. 化工环保,2004,24(S):120-122.
[31]  PAN B, XING B. Applications and implications of manufactured nanoparticles in soils: a review[J]. Eur J Soil Sci, 2012, 63(4): 437-456.

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