长期施用钾肥对稻油轮作土壤养分及微生物多样性的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第8期北京时间：

作者：李绪勋，张郅昊，向风云，李雅琼，章彧豪，李继福

单位：(1.长江大学农学院，湖北 荆州 434025;2.荆州市农业技术推广中心，湖北 荆州 434025)

摘要：为探讨长期施用钾肥对水稻- 油菜轮作体系土壤养分及微生物群落结构的影响，采用长期田间定位试验(起始于2011 年3 月)，试验共设0、45、90、135、180 kg/hm2 5 个钾肥施用处理( K0、K45、K90、K135、K180)，旨在分析不同钾肥施用量对土壤理化性质、土壤微生物Alpha 多样性及物种差异等影响。结果显示:高钾肥施用对土壤养分影响最为明显，K180 处理中水溶钾、速效钾和缓效钾含量较供试土壤理化性质初始值分别显著增加了348.9%、45.1% 和83.0%；有机质含量得到相应提升，而有效磷含量则呈现下降趋势。与K0 处理相比，长期施用钾肥且随着施用量的增加，细菌和真菌的丰富度有所提高。在细菌门分类水平上，变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为优势菌门，其相对丰度随钾肥施用量的增加而降低。在真菌门分类水平上，真菌群落对钾肥梯度的响应呈现非线性特征，各处理中子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌门，整体上看子囊菌门相对丰度呈下降趋势，但高钾肥施用下有所上升；而担子菌门丰度在135 kg/hm2 钾肥施用水平下达到峰值后急剧回落，被孢霉门(Mortierellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)相对丰度虽总体上升但存在阶段性波动。在属水平上，施钾肥处理与K0 处理相比，土壤中细菌和真菌优势菌群相对丰度显著降低。主成分分析、热图分析和韦恩图分析表明，K90 处理对土壤微生物多样性和物种差异性的影响最优，继续增加施用量对土壤微生物群落的稳定性和多样性产生负面影响。冗余分析结果显示，土壤pH 和有效磷、有机质、速效钾含量对土壤微生物种群结构的影响占主导地位，分别在细菌和真菌群落中共解释了77.6% 和81.0% 的变异属性。研究发现，秸秆全量粉碎还田条件下，135 和180 kg/hm2 的钾肥施用能够有效优化土壤养分，而施用90 kg/hm2 钾肥能维持土壤微生物群落多样性。

关键词：稻油轮作;钾肥;土壤养分;微生物群落多样性;可持续农业

基金资助：基金项目:国家自然科学基金项目(42207414，42107370)；农业农村部作物需水与调控重点实验室项目(ZWS202302)。