全 文 ：母态科学2003年05月第22卷第2期 ECOLOGJCSCIENCEMay．2003，22r2
秸秆覆盖免耕对土壤氮素转化细菌区系的影响
高云超1，蔡作新2，朱文珊3，陈文新3
“广东省农业科学院生物技术研究既广州510640：2齐鲁制药厂，济南25(删：3中国农业大学微生物系，北京j000％
【摘要】 不同耕作方法影响土壤N紊转化细菌的维成和数量．多年连续秸秆覆盖免耕试验结果表明，好氧固氮菌和厌氧
圊氯菌数量在铁茬处理土壤中较少，而在免耕与翻耕土壤中较多，免耕厌氧固氮菌数量明显地高于翻耕和铁茬，而铁茬最
低．这种趋势特别在0～n1m和n1～0．2m土层中表现明显。土壤反硝化细菌的数量在表层士壤中较少，三种耕作方法棚
差较小，但在0l～n2m，02～03m土层中，黼耕反硝化细菌数量比免耕和铁茬多，而铁茬最少。不同耕作方法问钒氧化
细菌数量相差不明显，免耕土壤中氨氧化细菌数量较高，动态变化趋势不规则。o～ol m上层中免耕亚硝酸氧化细菌数封
高f翻耕和铁茬，O．1^一O．2m土层免耕与翻耕亚硝酸氧化菌数较多，而铁茬较少。
关键词：秸秆覆盖；免耕；氮转化细菌
中国分类号：s154．3 文献标识码：A 文章编号：I()08_8873(2003)0，一150_03
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免耕农作制(NmⅢua咎)是指不翻耕和扰动土壤，
把作物直接播种到种床上，有前茬作物残茬或草皮覆盖
土地，用除草剂灭草，仅进行播种一次日1间作业的农作
制度。耕作方法影响了土壤环境，从而影响土壤生物的
数量与组成。1945年DaⅧ就报道了秸秆还田浅耕与
常规翻耕处理微生物数量的变化”l，Doran发现由于秸秆
覆盖可使细菌、放线菌、真菌数量增加2～6倍，硝化和
反硝化细菌数量增加更多“⋯。目前国内关于免耕土壤
氮素转化细菌较为详细的研究未见报道，为说明免耕的
土壤培肥机制和增产效果，本文拟对土壤氮素转化细菌
群落进行分析和探讨耕作方法对土壤氮素转化的影响。
1材料与方法
试验地位于北京中囤农业大学校内，供试土壤为草
甸褐土，质地轻壤．有灌溉条件，试验开始于1978年，
当时测定的o～0．2m土层土壤有机质含量为1．37％，全
氮含量为O．086％。长期秸秆覆盖免耕定位试验没■个处
理，随机区组设计，三次重复，小区面积为1(J4I旷。播
种、施肥、灌水以及其它田问管理一敏。种植制度为冬
小麦厦玉米一年两熟制。取样是在作物生长期间，采取
免耕、翻耕、铁茬处理土J丢o～o．1m、o．I～o．2m、o．2～
03m深度土壤样本，并立即进行分析处理。试验处理
为：(1)秸秆覆盖免耕(简称免耕)，即前茬作物收获后，
不翻耕土地直接开沟播种，播种后把前茬秸秆切碎成30
mm左右撤于地表做覆盖物(秸秆量还田量为4000
妇．ha-1)。(2)无覆盖直播(简称铁茬)．即前茬作物
收获后不翻耕土地，把地E部分秸秆移走，直接)r沟播
种后茬作物。(3)常规耕作物(简称翻耕)，即前莅作物
收获后，把地卜秸秆切碎成30mm左{l撒于地表，而后
作肯简介高云超{1961一)．男．g蜩院员．博j．主璺从事上壤‘0环境微
牛物学、牛物技术研究啡
2002．11．28l瞄稿．2003掰∞接受
万方数据
万方数据
4J忐科学
水分含量降低从而导致微生物数量下降。从不同耕法上
雷，铁茬好氧固氮菌数量较少，免耕与翻耕较多，f睦差
异并不显著厌氧固氮菌数量的变化也表现出与好氧固
铽菌的槲似性，但免耕厌氧固氮菌数量明显地高j二翻耕
和铁茬．}酊铁茬最低．这种趋势特别在o～o．1m和o．卜～
o．2mJ．层中表现明显。土壤反硝化细菌的数量在表层
十壤较少，二种耕法相差不人，但在o1—0．2m，0．2～
o．3cm上层中，黼反硝化细菌数量比免耕和铁茬多，
而铁茬最少不同耕法间氨氧化细菌数量相差不大，但
免耕土壤t{·氨氧化细菌数量在一些测定中较高，动态变
化趋势不规则。O～O．1m十层中免耕亚硝酸氧化细菌数
量高于翻耕和铁茬，【)1～O．2m土层免耕与翻耕亚硝酸
氧化菌数较多．而铁茬后期菌数较少，o．’～o_3m土层
杰相差彳j大
3讨论
上壤耕作影响土壤微生物的数量与分布已很早就被
认识到了，Dawsoneta1．发现微生物在耕作土壤剖面的分
布是有差异的．o～25mm土层少耕法上壤细菌、放线
菌、真菌数量大9J。Doran研究秸秆耙茬!嗡撇术时发现
t耙深75mm)．微生物数量与秸秆田间位置、水分、
pH相关，在施用14t·ha。顷秸秆与不施秸秆比较时，
微生物总数在行内和行间分别增高70％和4倍，细菌总
数增高50％和5．】倍，放线菌数增高。和1．4倍．真菌
数增高io％和90％．反硝化菌数增高20％和43倍，硝
化单胞前数增高。40％和14％，硝化杆菌增高30％和
2．9倍，他认为在行间由于有机物质和水分集巾，硝化作
用和反硝化作用较大，而在行内较少9l。以后的试验也
显示出了相近的趋势，但行内反硝化细菌数、硝化细菌
数均高于对照几倍，行内微生物数量主要是由于播种时
目l械开沟拔开秸秆抄敞，使行内与行问秸秆量不同。而
N旺。．N含量测定表明，行间N03+．N含量比行内高3～
5倍之多，由此使行间硝化作用和反硝化作用增高”1。
Dcmn研究荚国7个地区免耕试验的土壤生物学特征，
上壤有机c和全N在免耕0～75mm分别比翻耕高25％
和’0％，75～150mm土层免耕与常规作相近或略低，
】so一一30()mn比常规耕作低6～7％，免耕土壤pH比常
规耕作低约u．2～o．4，士壤微生物数量在表层七壤明显
提高。7叶地区平均免耕比翻耕提高微生物总数35％，
真菌数57％，放线菌数14％，好氧细菌数41％，氨氧化
菌数25％，N02。一N氧化菌数58％，嫌l生厌氧菌57％，
提高反吾}lj化菌6．3倍，但是在75～150111In土层各类群
微生物数最在免耕土壤中明显较低(除嫌性厌氧菌和反
硝化细菌外)。从总的看来免耕反硝化组：菌数羁i嫌性厌氧
菌明显增多。所以他认沏奎是对免耕}壤中Nn‘‘N含
量低的一种解犁“。另外，免耕ii壤厌氧活性较高，Dl‘)ran
计算翻耕上壤o～o．15m嫌性厌氧微牛物r≮总微jE物数
为I．8％．而免耕上壤0’一75nlmI弓1．8％，75’150mm
土层内燎陛厌氧缁生物占总微生物数为2．8％．翻耕土壤
中反硝化细菌数占总微生物数为o3％，而免耕土壤l{1反
硝化细菌数占总微生物比例勾o．67％，j}随【．层，蕾化很
少．差异显著”’⋯。
我们测定了好氧固氯菌的数量，不同耕作方法问并
无差异，而免耕厌氧同氮菌数却明显增多。关fr壤反
硝化细菌的测定国外有很多结果小同的报道，D“．柚结
果认为免耕可提高反硝化细菌数量高达43侪“”，而
∞mn嗣n的测定却未见差异”‘，我们的测定结果也表f{fj
免耕与翻耕上壤反硝化细菌数量变化趋势嘭[，数韪也
相近。其实反硝化作用仅仅在田问持水量大于76％的条
件下发生“，华北地区属半f旱半湿涮地选，农川不会
形成反硝化的环境条件。另外，我们的测定表明．免耕
土壤的氨氧化细菌数增多．亚硝酸氧化绌茼数电增多，
表明免耕有利于十壤硝化作用，关于免耕土壤中No，_N
含量明娃较低．并不是由于免耕能够降低土壤∥化作用
和增大反硝化作用引起的，而是免耕作物吸收量增大，
上壤微生物固结作用增强的结果”1。
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万方数据
秸秆覆盖免耕对土壤氮素转化细菌区系的影响
作者： 高云超， 蔡作新， 朱文珊， 陈文新
作者单位： 高云超(广东省农业科学院生物技术研究所,广州,510640)， 蔡作新(齐鲁制药厂,济南
,250400)， 朱文珊,陈文新(中国农业大学微生物系,北京,100094)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2003,22(2)
被引用次数： 12次

参考文献(8条)
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11.刘巧辉 应用BaPS系统研究旱地土壤硝化—反硝化过程和呼吸作用[学位论文]硕士 2005
12.杨秀春 旱作农田土壤风蚀防治的保护性耕作技术研究[学位论文]博士 2004


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