周玲紅，魏甲彬，唐先亮，成小琳，肖志祥，徐華勤，唐劍武

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

?

冬季種養(yǎng)結(jié)合對稻田土壤微生物量及有效碳氮庫的影響

周玲紅，魏甲彬，唐先亮，成小琳，肖志祥，徐華勤*，唐劍武

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

以雙季稻冬閑田種植綠肥與養(yǎng)雞結(jié)合的新型種養(yǎng)制度為平臺，通過冬季綠肥和雞糞還田，減少水稻生育期化肥用量，探討“冬季綠肥-雙季稻”輪作種植制度和“冬季種養(yǎng)結(jié)合-雙季稻”種養(yǎng)制度下對稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有機(jī)碳、氮的影響。試驗(yàn)包括5個(gè)處理，分別為冬閑(F)、冬季種植黑麥草(R)、冬季種植紫云英(M)、冬季種植黑麥草與養(yǎng)雞結(jié)合(RC)以及冬季種植紫云英與養(yǎng)雞結(jié)合(MC)。結(jié)果表明，在整個(gè)試驗(yàn)的動態(tài)過程中，微生物量碳、氮及可溶性有機(jī)碳、氮含量高低總體趨勢表現(xiàn)為綠肥養(yǎng)雞>綠肥>冬閑，各處理間差異顯著(P<0.05)；“冬季種養(yǎng)結(jié)合-雙季稻”種養(yǎng)制度能顯著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有機(jī)碳、氮。各處理微生物量碳、氮和可溶性有機(jī)氮在3月24日達(dá)到最大值，RC、MC、R和M處理微生物量碳最大值分別為492.22，464.91，432.34和435.48 mg/kg；微生物量氮的最大值分別為118.20，101.03，70.13和85.46 mg/kg；可溶性有機(jī)氮的最大值分別為1001.47，926.21，832.80和870.75 mg/kg；可溶性有機(jī)碳在早稻苗期達(dá)到最大值，RC、MC、R和M最大值分別為278.95，266.40，246.13和249.84 mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌漿期，微生物量氮的高峰出現(xiàn)在早稻分蘗期、齊穗灌漿期和晚稻孕穗期，可溶性有機(jī)碳在稻田養(yǎng)雞及成雞出欄后較高。與冬閑田種植綠肥和休閑相比，冬閑稻田種植綠肥結(jié)合養(yǎng)雞對增加微生物生物量的貢獻(xiàn)更大，并顯著提高土壤的可溶性有機(jī)碳氮，間接反映了種養(yǎng)制度能提高土壤有機(jī)碳、氮的礦化速率和土壤的活性有機(jī)碳氮以及滿足水稻生長期間自身養(yǎng)分需求。

冬閑稻田養(yǎng)雞；綠肥；土壤微生物量碳氮；可溶性有機(jī)碳氮

我國南方稻區(qū)是我國雙季稻主產(chǎn)區(qū)，存在大量冬閑田，冬季作物-雙季稻輪作是該區(qū)主要的種植制度[1]。利用冬閑田種植綠肥與養(yǎng)雞結(jié)合，綠肥可作為雞的飼料來源，還田后補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，養(yǎng)雞產(chǎn)生的雞糞在田間原位腐解，利用冬閑田作為有機(jī)肥發(fā)酵和堆放的地點(diǎn)，又能培肥稻田地力，減少后期水稻(Oryzasativa)種植期間的化肥用量，是本課題組在南方雙季稻種植區(qū)應(yīng)用推廣的一種新型的稻田減排模式[2]。

土壤微生物量碳(soil microbial biomass carbon，SMBC)、土壤微生物量氮(soil microbial biomass nitrogen，SMBN)、土壤可溶性有機(jī)碳(dissolved organic carbon，DOC)以及土壤可溶性有機(jī)氮(dissolved organic nitrogen，DON)等土壤活性碳氮形態(tài)變化與土壤養(yǎng)分供給和養(yǎng)分的有效性存在密切關(guān)系[3]，其作為評價(jià)土壤肥力和土壤質(zhì)量早期變化的有效指標(biāo)，已越來越成為當(dāng)前土壤生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[4]。國內(nèi)外研究表明種植制度、耕作方式、施肥方法(化肥和有機(jī)肥)和環(huán)境條件均是影響土壤微生物量碳氮和活性碳氮變化的重要因素[5-7]。目前國內(nèi)研究大多集中在施肥[6-10]以及綠肥還田[11-12]等對土壤微生物數(shù)量和理化性質(zhì)方面的影響。如高菊生等[7]對長期雙季稻綠肥輪作稻田研究得出種植綠肥各處理土壤微生物量碳、氮含量均顯著高于冬閑對照;井大煒等[13]報(bào)道了雞糞等有機(jī)肥配施處理的土壤微生物量碳氮含量均顯著高于單施化肥和對照處理。有關(guān)冬種綠肥與養(yǎng)雞兩者結(jié)合在冬季種養(yǎng)結(jié)合-雙季稻制度下對稻田土壤微生物生物量影響的研究很少。

本研究嘗試冬閑田種植綠肥與田間原位養(yǎng)雞結(jié)合，并通過雞糞腐解和綠肥還田培肥地力，減少化肥用量的種養(yǎng)結(jié)合制度，研究整個(gè)制度期間土壤微生物碳、氮和可溶性有機(jī)碳、氮的動態(tài)變化，為雙季稻區(qū)稻田土壤肥力生態(tài)培育及農(nóng)民增收提供科學(xué)依據(jù)及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014-2015年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)田塊常年為稻-稻-冬閑，供試土壤質(zhì)地為潮泥土，土壤含有機(jī)質(zhì)20.02 g/kg，有機(jī)碳11.61 g/kg，全氮6.67 g/kg，全磷0.45 g/kg，全鉀4.89 g/kg，堿解氮160.01 mg/kg，速效鉀77.61 mg/kg，速效磷53.71 mg/kg，pH為6.15。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與栽培管理

以“冬季綠肥-雙季稻”輪作種植制度和“冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度，試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理：1)冬季休閑為對照(fallow，F(xiàn))；2)冬季種植黑麥草(Loliumspp.,ryegrass，R)；3)冬季種植紫云英(Astragalussinicus,milk vetch，M)；4)冬季種植黑麥草與養(yǎng)雞結(jié)合(RC)；5)冬季種植紫云英與養(yǎng)雞結(jié)合(MC)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各小區(qū)面積為10 m×14 m，3次重復(fù)，各小區(qū)間起壟覆膜隔開，單灌單排，各處理的田間管理措施均一致。

試驗(yàn)田于2014年10月中旬播種紫云英和黑麥草，播種量分別為40和23 kg/hm2。2014年11月25日將苗齡30 d的閩南黃雞放入稻田，用籠子養(yǎng)雞，籠子大小為3 m×3 m，籠內(nèi)飼喂30只雞，各養(yǎng)雞小區(qū)內(nèi)每7 d挪動一次雞籠。種植綠肥養(yǎng)雞期間不施用肥料，雞飼料為玉米粉，2015年2月2日結(jié)束養(yǎng)雞，黑麥草和紫云英均還田用作綠肥，綠肥翻壓時(shí)間2015年3月27日(成雞出欄后53 d)，綠肥還田量RC、MC、R和M分別為14.88，8.55，13.23和15.61 t/hm2，新鮮雞糞原位還田量約為94.3 t/hm2。

各處理于2015年4月份開始種植雙季稻，早稻供試品種中嘉早17，于2015年4月18日播種，5月5日移栽，7月12日收獲；晚稻供試品種為湘晚秈12號，播種期為2015年6月27日，7月25日移栽，11月6日收獲。各處理施肥量一致，均減少肥料施用，基肥均不施氮肥。早稻施純氮74.25 kg/hm2，P2O560 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2，晚稻純氮102 kg/hm2，P2O560 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2。P肥做基肥一次性施用；K肥按基肥∶穗肥=1∶1施用；早稻N肥按分蘗肥∶穗肥=7∶3施用；晚稻N肥按分蘗肥∶穗肥∶粒肥=5∶3∶2施用。

1.3 取樣及分析

取土樣測定微生物量碳氮及可溶性有機(jī)碳氮，取樣時(shí)間分別為：稻田放入雞苗后2014年12月4日、12月22日、2015年1月19日以及成雞出欄后2月6日、3月24日；早稻苗期(2015年5月13日)、分蘗盛期(5月28日)、孕穗期(6月11日)、齊穗期(6月27日)、成熟期(7月12日)；晚稻苗期(8月3日)、晚稻分蘗盛期(8月19日)、晚稻孕穗期(9月11日)、晚稻齊穗期(9月24日)、晚稻灌漿期(10月12日)、晚稻成熟期(11月6日)。

土樣采集方式為用直徑5 cm，深度為20 cm的圓形土鉆于各小區(qū)內(nèi)S形取5點(diǎn)，測定前去除土樣中植物殘?bào)w(如根、莖和葉)及土壤動物、石塊等雜物后，混合均勻，風(fēng)干后過1 mm篩，將土壤濕度調(diào)節(jié)至田間持水量的40%，25 ℃下預(yù)培養(yǎng)7～10 d后，迅速測定微生物量碳氮，所有分析均重復(fù)3次。土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量根據(jù)Brookes等[14]和Vance等[15]的方法，采用氯仿熏蒸浸提法測定，KEC轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.38，KEN為0.45[16]。

熏蒸開始的同時(shí)，另稱取等量土樣，加入0.5 mol/L K2SO4溶液浸提，測定濾液中的碳和氮含量作為可溶性有機(jī)碳、氮。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

經(jīng)Excel 2007整理數(shù)據(jù)后，采用SPSS 12.5軟件進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)分析，不同處理之間采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤微生物量碳

由表1可見，不同處理?xiàng)l件下SMBC變幅很大，為26.25～492.22 mg/kg。除晚稻灌漿期外，成雞出欄后至晚稻收獲RC和MC處理SMBC的含量顯著高于F；綠肥養(yǎng)雞末期至早稻苗期，RC顯著高于R和M；除早稻孕穗期外，MC與R和M差異不顯著，R和M處理顯著高于對照(P<0.05)。

不同處理SMBC變化模式相似：在成雞出欄后的3月24日、早稻苗期和分蘗期以及晚稻孕穗期和灌漿期含量較高，RC和MC處理SMBC的含量最高，其次為R和M，F(xiàn)最低，與其他時(shí)期差異顯著，顯示出綠肥和雞糞肥翻壓的效果。在早稻齊穗期和成熟期以及晚稻苗期、分蘗期和成熟期SMBC降低。

除F外，各處理的SMBC在成雞出欄后3月24日達(dá)到最大值，RC和MC以及R和M與對照F相比分別增加了96.77%和85.85%以及72.83%和74.09%，這可能是因?yàn)殡S著氣溫的升高，微生物活性增強(qiáng)，雞糞的肥料逐漸腐熟釋放，RC和MC中的綠肥長勢沒有雞的啄食和踩踏，并且有雞糞肥作為肥源，長勢逐漸轉(zhuǎn)好，根系的分泌物質(zhì)增多。

早稻移栽初期，植株較小，對土壤養(yǎng)分的吸收能力小，綠肥和雞糞肥翻入土壤后為微生物提供了大量有機(jī)碳源，加上基肥和分蘗肥的施入(尤其氮肥的增加)，降低了碳氮比，加速了綠肥的分解和雞糞肥的腐熟，較多的有機(jī)碳被微生物固持，所以在早稻苗期和分蘗期出現(xiàn)相對較高的峰值。隨后水稻植株生長逐漸旺盛，水稻生長對碳源需求增多，綠肥中易分解的有機(jī)物質(zhì)逐漸減少，雞糞肥料逐漸釋放被植株吸收，土壤中較易礦化分解的有機(jī)碳已大部分被消耗，使中后期SMBC含量顯著降低。早稻成熟期，除R和F仍處于降低態(tài)勢，各處理的SMBC都略有回升，說明綠肥養(yǎng)雞以及紫云英還田后使土壤產(chǎn)生了一定的保肥性能。

晚稻生育期間，各處理的SMBC含量差異不明顯，但大都高于對照。晚稻移栽初期由于各處理均減少肥料的用量，絕大部分綠肥和雞糞肥在早稻期間已經(jīng)被消耗，所以初期呈下降趨勢；水稻孕穗期植株生長逐漸旺盛，前茬根系和稻莊的腐解，以及穗肥和粒肥的施入，同時(shí)水稻根系分泌的有機(jī)物質(zhì)增加，增加了微生物的活動能源，土壤微生物固持多余的有機(jī)碳使SMBC增加，所以在晚稻孕穗期和灌漿期SMBC有所回升；晚稻成熟期氣溫逐漸降低，水稻成熟時(shí)根系吸取養(yǎng)分能力下降很大，微生物生命活動降低，各處理的SMBC都降低。

SMBC在養(yǎng)雞以及晚稻生育期間出現(xiàn)RC和MC含量低于R和M的現(xiàn)象，養(yǎng)雞期間主要是因?yàn)殡u糞肥是緩釋肥料，并且氣溫較低，微生物活性不強(qiáng)，并且雞苗對幼苗期紫云英和黑麥草的啄食，導(dǎo)致綠肥養(yǎng)雞處理中的綠肥長勢差，根系分泌物少。晚稻期間可能是因?yàn)榫G肥養(yǎng)雞處理水稻分蘗數(shù)大于種植綠肥處理，滿足水稻中后期生長對養(yǎng)分的需求多于綠肥處理。

表1 不同制度下土壤微生物量碳的動態(tài)變化

RC：冬季種植黑麥草與養(yǎng)雞結(jié)合；MC：冬季種植紫云英與養(yǎng)雞結(jié)合；R：冬季種植黑麥草；M：冬季種植紫云英；F：冬季休閑，同一行中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

RC: Planting ryegrass and raising chicken; MC: Planting milk vetch and rising chicken; R: Planting ryegrass; M：Planting milk vetch; F：Fallow. Different small letters in same row indicate significant differences at 0.05 level. The same below.

2.2 土壤微生物量氮

由表2可見，不同處理下SMBN變幅很大，為4.68～118.20 mg/kg，RC和MC，R和M普遍顯著高于F，雞出欄后的3月24日至早稻齊穗期，RC的SMBN顯著高于R；早稻分蘗期和齊穗期，MC顯著高于M(P<0.05)。

不同處理SMBN變化模式相似：在成雞出欄后的3月24日、早稻分蘗期和齊穗期以及晚稻孕穗期含量較高，與其他時(shí)期差異顯著，RC和MC處理SMBN的含量最高，其次為R和M，F(xiàn)最低，顯示出冬季種養(yǎng)結(jié)合，早春翻壓回田對提高SMBN的效果，說明綠肥和雞糞肥配施化肥后微生物數(shù)量的增加促進(jìn)了土壤中氮素的轉(zhuǎn)化，并且綠肥結(jié)合雞糞肥的促進(jìn)作用更大。在早稻苗期、孕穗期和成熟期，晚稻苗期、分蘗期、灌漿期和成熟期SMBN有所降低。

表2 不同制度下土壤微生物量氮的動態(tài)變化

除對照F外，在成雞出欄后(3月24日)，各處理的SMBN均達(dá)到最高值，與對照F相比，RC和MC的SMBN分別提高了137.66%和103.12%，差異顯著；與R相比，RC和MC分別提高了68.54%和44.05%，說明綠肥養(yǎng)雞的優(yōu)勢效果。這可能是因?yàn)闅鉁刂饾u升高，微生物的活性增強(qiáng)，綠肥養(yǎng)雞處理中雞糞的肥料逐漸腐熟釋放，綠肥有雞糞提供養(yǎng)分，長勢轉(zhuǎn)好，根系分泌物增多，根跡附近的微生物含量增加。

早稻移栽初期可能因氣溫升高，植株對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收量較小，土壤微生物活性增強(qiáng)，促進(jìn)了綠肥、雞糞肥的腐解，使有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的微生物氮等物質(zhì)，土壤中的氮素營養(yǎng)積累逐漸增多被微生物固定，所以在早稻分蘗期有一個(gè)相對高峰。之后水稻營養(yǎng)生長和生殖生長并進(jìn)，養(yǎng)分需求量增加，土壤中氮養(yǎng)分被大量消耗，部分被固定的微生物氮又釋放出來供給水稻生長發(fā)育需要，從而使土壤微生物量氮開始降低；早稻進(jìn)入齊穗灌漿期以后，水稻生長對肥料需求有所降低，并且由于穗肥的施用，多余氮素被微生物固定，再次出現(xiàn)峰值。至早稻成熟期，可能是由于減少肥料的用量，綠肥、雞糞肥和化肥養(yǎng)分被大量消耗，不能滿足微生物大量生長繁殖從而SMBN明顯降低，成熟期各處理差異不顯著。在早稻生育期間RC、MC普遍高于R、M，但在晚稻期間RC、MC和R、M處理差異不顯著，且晚稻期間SMBN含量與早稻相比有所降低，可能是由于早晚稻均減少化肥的用量，且綠肥和雞糞肥的養(yǎng)分在早稻期間已被消耗大半，微生物沒有充足的有效氮源，所以SMBN含量有所降低。

豆科綠肥處理M在晚稻孕穗期和齊穗期顯著高于非豆科綠肥R，MC僅在早稻齊穗期和晚稻孕穗期顯著高于RC，這可能與綠肥還田量有關(guān)，MC的還田量過少，RC和MC分別為14.88和8.55 t/hm2。

2.3 土壤可溶性有機(jī)碳

由表3可見，不同處理?xiàng)l件下DOC變幅很大，為55.22～278.95 mg/kg。RC和MC均顯著高于F，除早稻分蘗期外，普遍顯著高于R和M；R和M普遍顯著高于F(P<0.05)。

表3 不同制度下土壤可溶性有機(jī)碳的動態(tài)變化

不同處理DOC變化模式相似：在養(yǎng)雞期間的12月22日以及早稻苗期含量較高，與其他時(shí)期差異顯著。在整個(gè)制度期間DOC含量普遍表現(xiàn)為RC、MC>R、M>F，顯示出綠肥和雞糞肥翻壓能顯著提高土壤DOC含量。

冬閑田種植綠肥以及種植綠肥養(yǎng)雞期間的DOC普遍高于水稻生長時(shí)期；從植株生育期的動態(tài)變化來看，除對照外，在早稻苗期各處理DOC含量達(dá)到最大值，該期與F相比，RC、MC、R和M提高幅度分別達(dá)72.71%，64.94%，52.39%和54.69%。在晚稻灌漿期和成熟期，各處理DOC有所回升。

2.4 土壤可溶性有機(jī)氮

由表4可見，不同處理?xiàng)l件下DON含量變幅很大，為30.30～1001.47 mg/kg，RC和MC均顯著高于F，普遍顯著高于R和M，成雞出欄后的3月24日至早稻分蘗期，M顯著大于R。不同處理DON變化模式相似：在成雞出欄后的3月24日達(dá)到最高值，與其他時(shí)期差異顯著(P<0.05)。

表4 不同制度下土壤可溶性有機(jī)氮的動態(tài)變化

從植株生育期的動態(tài)變化來看，在雙季稻生育期間，綠肥養(yǎng)雞處理、綠肥處理和冬閑對照的DON含量范圍分別為76.25～170.43 mg/kg，55.24～152.27 mg/kg，30.30～105.92 mg/kg。在整個(gè)制度期間DON與DOC相似，含量普遍表現(xiàn)為RC、MC>R、M>F，說明綠肥和雞糞肥翻壓能顯著提高DON含量。

豆科綠肥處理M成雞出欄后的3月24日，早稻苗期和分蘗期以及晚稻灌漿期顯著高于非豆科綠肥R，MC顯著低于RC或二者差異不顯著，這可能與MC的紫云英還田量過少有關(guān)。

3 討論

本研究中，各處理SMBC和SMBN的季節(jié)性動態(tài)變化表現(xiàn)出相似的規(guī)律性，說明稻田土壤微生物對碳、氮的固持作用主要取決于土壤微生物本身的生物量大小[1]，這可能也與外界氣溫以及水稻植株吸肥特性的變化有關(guān)[17]。

有機(jī)肥[18-19]和綠肥翻壓[20-21]均能提高土壤微生物量，但施肥對微生物量的影響與施肥量、肥料類型和肥料配比有關(guān)。韓曉日等[22]和Witter等[23]研究表明有機(jī)肥能顯著提高SMBC和SMBN；楊曾平等[24]研究表明長期冬種綠肥的雙季稻種植區(qū)SMBC和SMBN含量高于長期雙季稻冬閑處理。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥和綠肥翻壓能為微生物提供大量的碳源和氮源，根系生物量及根系分泌物增加，促進(jìn)土壤微生物生長，從而提高土壤微生物量。

本研究中SMBC、SMBN和DOC、DON各處理普遍顯著高于對照(P<0.05)，冬季作物還田量是影響稻田土SMBC差異的原因之一[1]，本研究冬季綠肥還田量分別是：RC為14.88 t/hm2，MC為8.55 t/hm2，R為13.23 t/hm2和M為15.61 t/hm2，綠肥還田量是M>RC>R>MC，所以SMBC綠肥養(yǎng)雞末期至早稻孕穗期，還田量高的RC顯著高于R和M，而還田量最小的MC與R和M差異不顯著。很多研究得出豆科紫云英做綠肥對SMBN的影響大于禾本科黑麥草，因?yàn)槎箍浦参镌谏L期間利用根瘤固氮[25]，本研究中RC與MC的SMBN差異普遍不顯著，M處理SMBN在水稻種植期間普遍高于R，但是除了晚稻孕穗期和齊穗期外，普遍差異不顯著，原因可能也與MC的紫云英還田量較小有關(guān)。DOC含量RC和RM普遍顯著高于R和M，DON成雞出欄后的3月24日至早稻分蘗期，M顯著大于R(P<0.05)。

本研究結(jié)果表明，SMBC、SMBN含量總體趨勢表現(xiàn)為RC、MC>R、M>F，表現(xiàn)出綠肥養(yǎng)雞處理增加SMBC、SMBN的良好效果。從整個(gè)大田種養(yǎng)制度上來看，“冬季種養(yǎng)-雙季稻”以及“冬季綠肥-雙季稻”明顯增加了土壤SMBC和SMBN，其原因可能是由于雞糞肥以及綠肥還田增加土壤有機(jī)碳源和氮源，促進(jìn)了土壤中有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與固定，提高了微生物的活性。本研究中各處理的SMBC、SMBN在成雞出欄后50 d即2015年3月24日達(dá)到最大值，其原因可能是隨著溫度的升高，雞糞肥腐解釋放，綠肥地上部分生物量加大，地下部分根系分泌物增加，微生物固持的碳氮增加。SMBC在早稻生育期間逐漸下降，在早稻成熟期有所回升，晚稻成熟期各處理都降低；早晚稻生育期間SMBC的高峰時(shí)期出現(xiàn)在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌漿期。早晚稻生育期間SMBN的高峰時(shí)期出現(xiàn)在早稻分蘗期和齊穗灌漿期、晚稻孕穗期，晚稻SMBN含量與早稻相比有所降低[26]。羅蘭芳[27]研究控釋氮肥和豬糞有機(jī)肥施用下水稻不同生育期間土壤微生物生物量的變化后發(fā)現(xiàn)：在施肥后 10 d內(nèi)，SMBC和SMBN含量達(dá)到最高值，隨著水稻生育期的進(jìn)程，SMBC下降。本研究與以上研究結(jié)果相似。

本研究與另外一些研究結(jié)論不同，如曾路生等[28]發(fā)現(xiàn)水稻不同生育期的土壤微生物生物量的變化為水稻苗期至分蘗期SMBC增加，其原因可能是種植模式的不同，本研究采用冬季種植綠肥，田間原位養(yǎng)雞，雞糞肥在田間的腐解，土壤養(yǎng)分與其他施用有機(jī)肥和化肥的種植模式有所不同。張帆等[1]研究黑麥草、紫云英等冬季作物-雙季稻輪作種植制度下短期內(nèi)對稻田土壤微生物碳、氮影響，本研究與該研究結(jié)論相反，其結(jié)果表明在晚稻成熟期間每個(gè)處理的SMBC、SMBN含量逐漸增加，可能原因是張帆等[1]的試驗(yàn)在雙季稻期間沒有減少肥料的施用(早稻氮肥N 225 kg/hm2，晚稻氮肥N 300 kg/hm2)，而本研究減少肥料用量，早稻期間因?yàn)榫G肥和雞糞肥的腐解，肥料能夠滿足植株生長需求，晚稻期間繼續(xù)減少肥料的用量，導(dǎo)致在分蘗期肥料不足，生育期推遲，所以前期SMBN呈下降趨勢；后期由于追肥，SMBN含量逐漸增加；至成熟期，化肥、綠肥和雞糞肥中大量土壤養(yǎng)分被作物吸收利用，轉(zhuǎn)化為地上部生物量，同時(shí)根系活動減弱，土壤微生物沒有多余的有機(jī)碳氮固持，所以成熟期下降。高嵩涓等[29]對長期冬種綠肥的紅壤稻田土壤微生物生物量研究也發(fā)現(xiàn)早稻成熟期各處理SMBC、SMBN均顯著低于其他時(shí)期。

本研究中稻田養(yǎng)雞及成雞出欄后DOC較高，早稻期間降低，至晚稻生長后期有所回升，可能原因是DOC是土壤微生物重要的物質(zhì)和能量來源，當(dāng)微生物的數(shù)量大且活性高時(shí)，會使DOC含量下降[7]，在稻田養(yǎng)雞的12月22日、早稻苗期以及晚稻成熟期，SMBC含量下降，從而使DOC含量增加。倪進(jìn)治等[30]研究紅砂土中加入稻草秸稈和豬糞后，DOC在有機(jī)肥加入后第一周效果較明顯；隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，土壤中DOC逐漸降低。崔鳳娟等[31]研究也表明施用有機(jī)肥后DOC的含量只在短時(shí)間內(nèi)增加，隨之有所下降。本研究與以上研究結(jié)果相似，原因可能是有機(jī)肥本身含有豐富的DOC和DON使微生物的數(shù)量和活性提高，進(jìn)而影響到有機(jī)碳、氮的生物降解過程[32]。本研究DON在稻田成雞出欄后的2015年3月24日含量達(dá)到最大值，并與早稻苗期差異顯著，可能原因是雞糞原位施于土壤表面，早稻時(shí)期進(jìn)行灌水泡田、排水插秧可能導(dǎo)致可溶性有機(jī)養(yǎng)分隨徑流水流失[33]。在雙季稻生育期間含量范圍為30～171 mg/kg，這與張永全[34]的研究結(jié)果相似。

DOC和DON能影響營養(yǎng)物質(zhì)的供給和有效性[35]，DOC含量能夠反映土壤中潛在活性養(yǎng)分含量和周轉(zhuǎn)速率，與土壤養(yǎng)分循環(huán)和供應(yīng)狀況有密切關(guān)系[36]；DON是土壤微生物和植物吸收利用氮素的直接或間接來源[37-38]。本研究中的DOC和DON含量趨勢和SMBC與SMBN相同，表現(xiàn)為綠肥養(yǎng)雞>綠肥>冬閑，綠肥養(yǎng)雞對DOC和DON的增幅最明顯，說明綠肥養(yǎng)雞處理能較大地提高稻田土壤中潛在活性養(yǎng)分含量和養(yǎng)分的有效性，增加土壤中可被植物吸收的直接或者間接氮源。本研究在雙季稻期間減少化肥的用量，冬季種養(yǎng)結(jié)合稻田土壤能夠提供更多的DOC和DON經(jīng)轉(zhuǎn)化或直接供作物吸收利用，補(bǔ)充無機(jī)氮肥的不足[35]。

焦坤等[39]通過研究不同利用年限紅壤水田DOC的含量動態(tài)和生物降解特性得出0～30 cm土壤DOC的含量及其占總碳比例隨土壤有機(jī)碳含量的升高而增大。徐秋芳等[40]也得出不同土地利用方式下0～20 cm土層土壤總有機(jī)碳高的土壤DOC含量也較高。很多學(xué)者研究得出DOC和總有機(jī)碳、全氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系。例如何冬梅[41]研究4種土地利用方式下0～25 cm土層鹽溶液提取的DOC的含量都隨土壤有機(jī)碳和土壤總氮含量的增加而增加，且相關(guān)性極顯著(P<0.01)。汪景寬等[42]研究得出棕壤DOC和DON與全碳、全氮和微生物量碳、氮的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，可以作為指示土壤肥力的重要指標(biāo)，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果相似[43-44]。由此可見，DOC和DON與土壤全碳、全氮具有極好的平行關(guān)系，即隨著土壤總有機(jī)碳、全氮不斷提高，DOC和DON的含量也相應(yīng)地增加。

同時(shí)，有機(jī)碳的解聚和溶解是其礦化的先決條件，有機(jī)碳在轉(zhuǎn)化為CO2、CH4前必須先進(jìn)入溶液中，因此DOC的含量動態(tài)和周轉(zhuǎn)與土壤有機(jī)碳的礦化有密切關(guān)系[45]。并且一些研究表明較多土壤DOC和可礦化釋放的CO2-C相關(guān)性較好[46]。而土壤有機(jī)氮礦化的主要途徑是先由胞外酶把非溶解的有機(jī)氮分解和解聚成DON，小分子DON再進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行下一步分解代謝[47]，因此DON在土壤有機(jī)質(zhì)礦化過程中起著中間氮庫的作用，并作為土壤有機(jī)氮礦化的初始物質(zhì)調(diào)控氮素的生物轉(zhuǎn)化。李忠佩等[45]研究培養(yǎng)過程中土壤有機(jī)碳的礦化速率動態(tài)與DOC含量的變化趨勢一致，韓成衛(wèi)等[48]通過去除DON研究其對土壤氮素礦化的影響后得出可溶性有機(jī)氮的去除明顯降低了水稻土有機(jī)氮的累計(jì)礦化量。

由此可見DOC和DON含量的動態(tài)變化可間接反映土壤總有機(jī)碳、全氮的含量以及土壤碳氮礦化的變化。本研究中綠肥養(yǎng)雞的DOC和DON含量普遍高于綠肥和冬閑處理，間接反映了綠肥養(yǎng)雞處理的總有機(jī)碳和全氮以及有機(jī)碳、氮的礦化速率也大于綠肥處理和冬閑，從而增加了土壤的活性有機(jī)碳、氮含量。

本研究中新鮮雞糞原位還田量約為94.3 t/hm2，肉雞和蛋雞的糞便含水量為52.31%[49]，風(fēng)干雞糞總含N、P2O5和K2O分別為10.3 kg/t、9.4 kg/t和8.7 kg/t[50]，因此本研究中還田的雞糞肥約含N、P2O5和K2O分別為463.19，422.72和391.24 kg/hm2。每生產(chǎn)500 kg稻谷，對N、P2O5和K2O的吸收量分別是：7.55～9.55 kg，4.05～5.10 kg和9.15～19.10 kg[51]，所以冬閑田種植綠肥結(jié)合養(yǎng)雞，在雙季稻期間減少肥料用量可基本滿足中高產(chǎn)水稻生長對養(yǎng)分的需求。

4 結(jié)論

1) “冬季綠肥-雙季稻”輪作種植制度和“冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度較“冬閑-雙季稻”對土壤微生物碳、氮的動態(tài)影響基本趨于一致，均能提高稻田土壤微生物量碳、氮和可溶性有機(jī)碳、氮含量，且“冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度提高效果最顯著。

2) “冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度能顯著提高土壤可溶性有機(jī)碳氮，間接反映了“冬季種養(yǎng)-雙季稻”制度能提高土壤有機(jī)碳、氮的礦化速率的潛力，從而增加了土壤的活性有機(jī)碳氮含量及土壤的供氮能力。

3) “冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度雞糞原位還田在雙季稻期間減少肥料用量可基本滿足中高產(chǎn)水稻生長對養(yǎng)分的需求。

“冬季種養(yǎng)-雙季稻”種養(yǎng)制度能為探索發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

[1] Zhang F, Huang F Q, Xiao X P,etal. Short-term influences of winter crops on microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen and Cmic-to-Corgin a paddy soil. Acta Ecological Sinica, 2009, 29(2): 734-739.

[2] Tang J W, Wei J B, Xu H Q,etal. The Moving Chicken Coop for Poultry Grazing in Farmland: China, ZL201520337464.1[P]. 2015-9-23.[3] Zhao T, Jiang Y L, Yan H,etal. Effects of different aspects on soil microbial biomass and dissolved organic carbon of the loess hilly area. Environmental Science, 2013, 34(8): 3223-3230.

[4] Zhao X L, Chen H T, Lv G H,etal. Advances in soil microbial biomass. Journal of Meteorology and Environment, 2006, 22(4): 68-72.

[5] Chen A L, Wang K R, Xie X L. Effects of fertilization systems and nutrient recycling on microbial biomass C, N and P in a reddish paddy soil. Journal of Agro-Environment Science, 2005, 24(6): 1094-1099.

[6] Goyal Sneh C K, Mundra M C, Kapoor K K. Influence of inorganic fertilizers and organic amendments on soil organic matter and soil microbial properties under tropical conditions. Biology and Fertility of Soils, 1999, 29: 196-200.

[7] Gao J S, Cao W D, Li D C,etal. Effects of long-term double-rice and green manure rotation on rice yield and soil organic matter in paddy field. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(16): 4542-4548.

[8] Moore J M, Susanne K, Tabatabail M A. Soil microbial biomass carbon and nitrogen as affected by cropping systems. Biology and Fertility of Soils, 2000, 31: 200-210.

[9] Zang Y F, Hao M D, Zhang L Q,etal. Effects of wheat cultivation and fertilization on soil microbial biomass carbon，soil microbial biomass nitrogen and soil basal respiration in 26 years. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(5): 1445-1451.

[10] Jia W, Zhou H P, Xie W Y,etal. Effects of long-term inorganic fertilizer combined with organic manure on microbial biomass C, N and enzyme activity in cinnamon soil. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2008, 14(4): 700-705.

[11] Li Z, Liu G S, Ye X F,etal. Effects of different years of burying green manure on soil microbial biomass C, N and C, N content in soil. Acta Agriculturae Jiangxi, 2010, 22(4): 62-65.

[12] Pan F X, Lu J W, Liu W,etal. Study on characteristics of decomposing and nutrients releasing of three kinds of green manure crops. Plan Nutrition and Fertilizer Science, 2011, 17(1): 216-223.

[13] Jing D W, Xing S J. Effects of chicken manure mixed with inorganic fertilizer on soil enzyme activities, microbial biomass C and N at rhizosphere of poplar seedlings. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013, 19(2): 455-461.

[14] Brookes P C, Landman A, Puden G,etal. Chloroform fumigation and the release of soil nitrogen: a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil. Soil Biology and Biochemistry, 1985, 17: 837-842.

[15] Vance E D, Brookes P C, Jenkinson D S. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology and Biochemistry, 1987, 19: 703-707.

[16] Jenkinson D S, Brookes P C, Powlson D S. Measuring soil microbial biomass. Soil Biology and Biochemistry, 2004, 36: 5-7.

[17] Li S Q, Li S X. Effects of organic materials on maintaining soil microbial biomass Nitrogen. Acta Ecologica Sinica, 2001, 21(1): 136-142.

[18] Pei X X. Effect of Long-term Fertilization on Diversity of Soil Microbiol Community Structure under Different Cropping Systems[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2010.

[19] Xu Y C, Shen Q R, Ran W. Effects of zero-tillage and application of manure on soil microbial biomass C, N and P after sixteen years of cropping. Acta Pedologica Sinica, 2002, 39(1): 89-96.

[20] Liu G S, Luo Z B, Wang Y,etal. Effect of green manure application on soil properties and soil microbial biomass in tobacco field. Journal of Soil and Water Conservation, 2006, 20(1): 95-98.

[21] Yan Z L, Fang Y, Chen J C,etal. Effect of turning over Chinese milk vetch (AstragalussinicusL.) on soil nutrients and microbial properties in paddy fields. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(5): 1151-1160.

[22] Han X R, Zheng G D, Liu X Y,etal. Dynamics sources and supply characteristic of microbial biomass nitrogen in soil applied with manure and fertilizer. Scientia Agricultura Sinica, 2007, 40(4): 765-772.

[23] Witter E, Mortensson A M, Gareia F V. Size of the soil microbial biomass in a long-term field experiment as affected by different N-fertilizers and organic manures. Soil Biology & Biochemistry, 1993, 25: 659-669.

[24] Yang Z P, Gao J S, Zheng S X,etal. Effects of long-term winter planting-green manure on microbial properties and enzyme activities in reddish paddy soil. Soils, 2011, 43(4): 576-583.

[25] Liu S L, Xiao H A, Tong C L,etal. Microbial biomass C, N and P and their responses to application of inorganic and organic fertilizers in subtropical paddy soils. Research of Agricultural Modernization, 2003, 24(4): 278-283.

[26] Song R, Wu C S, Mou J M,etal. Effects of maize stubble remaining in field on dynamics of soil microbial biomass C and soil enzyme activities. Chinese Journal of Applied Ecology, 2002, 13(3): 303-306.

[27] Luo L F. Effect of Controlled Release Nitrogen Fertilizer on Soil Microbiological Characteristics and Nitrogen Fertility[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2008.

[28] Zeng L S, Liao M, Huang C Y,etal. Variation of soil microbial biomass and enzyme activities at different developmental stages in rice. Chinese Journal of Rice Science, 2005, 19(5): 441-446.

[29] Gao S J, Cao W D, Bai J S,etal. Long-term application of winter green manures changed the soil microbial biomass properties in red paddy soil. Acta Pedologica Sinica, 2015, 52(4): 902-910.

[30] Ni J Z, Xu J M, Xie Z M,etal. Contents of wsoc and characteristics of its composition under different fertilization systems. Acta Pedologica Sinica, 2003, 40(5): 724-730.

[31] Cui F J, Liu J H, Li L J,etal. Effect of zero tillage with mulching on active soil organic carbon. Acta Agricultural Boreali-occidentalis Sinica, 2012, 21(9): 195-200.

[32] Liang B. Effect of Different Fertilization on Contents of Soil Microbial Biomass and Soluble Carbon and Nitrogen on the Loess Plateau[D]. Yangling: Northwest A & F University, 2008.

[33] Zhao X. Effect of Land Use Types and Fertilization Systems on Active Soil Organic Carbon Pool[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2007.

[34] Zhang Y Q. Effects of Long Term Combination Application of Different Organic Materials and Nitrogen Fertilizer on Carbon，Nitrogen and Microbial Characteristics of Soil[D]. Zhengzhou: Henan Agricultural University, 2014.

[35] Zhao M X. The Adsorption and Biodegradation of Soluble Organic Nitrogen, Carbon in Soil[D]. Yangling: Northwest A & F University, 2007.

[36] Li S F, Yu Y C, He S. Correlation between dissolved organic carbon and soil factors of the forest soil in southern of China. Journal of Zhejiang Forestry College, 2003, 20(2): 119-123.

[37] Magill A H, Aber J D. Variation in soil net mineralization rates with dissolved organic carbon additions. Soil Biology and Biochemistry, 2000, 32: 597-601.

[38] Jones D L, John R. Dissolved organic nitrogen uptake by plants-An important N uptake pathway.Soil Biology and Biochemistry, 2005, 37: 413-423.

[39] Jiao K, Li Z P. Dynamics and biodegradation of dissolved organic carbon in paddy soils derived from red clay. Soils, 2005, 37(3): 272-276.

[40] Xu Q F, Jiang P K. Study on active organic carbon of soils under different types of vegetation. Journal of Soil and Water Conservation, 2004, 18(6): 84-87.

[41] He D M. The Chemical Characteristics of Soil Organic Matter and Its Mineralization under Different Land Uses[D]. Nanjing: Nanjing Forestry University, 2014.

[42] Wang J K, Li C, Yu S,etal. The biodegradation of dissolved organic carbon and nitrogen in brown earth with different fertility levels. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(12): 6165-6171.

[43] Gao Z X. Contents and Characteristics of Soluble Organic Carbon, Nitrogen in the Arable Soil[D]. Yangling: Northwest A & F University, 2009.

[44] Jansen B, Nierop Klaas G J, Verstraten J M. Mobility of Fe (II), Fe (III) and Al in acidic forest soils mediated by dissolved organic matter: influence of solution pH and metal/organic carbon ratios. Geoderma, 2003, 113(3/4): 323-340.

[45] Li Z P, Zhang T L, Chen B Y. Dynamics of soluble organic carbon and its relation to mineralization of soil organic carbon. Acta Pedologica Sinica, 2004, 41(4): 544-552.

[46] Marschner B, Bredow A. Temperature effects on release and ecologically relevant properties of dissolved organic carbon in sterilized and biologically active soil samples. Soil Biology & Biochemistry, 2002, 34(4): 459-466.

[47] Zaman M, Di H J, Cameron K C,etal. Gross nitrogen mineralization and nitrification rates and their relationships to enzyme activities and the soil microbial biomass in soils treated with dairy shed effluent and ammonium fertilizer at different water potentials. Biology and Fertility of Soils, 1999, 29(2): 178-186.

[48] Han C W, Li Z P, Liu L,etal. Influence on carbon and nitrogen mineralization after dissolved organic matter removal in subtropical Chinese paddy soils. Scientia Agricultura Sinica, 2007, 40(1): 107-113.

[49] Agricultural Technology Extension and Service Center of China. Organic Fertilizer Nutrient Data Set in China[M]. Beijing: China Science and Technology Press, 1999.

[50] Jia W. Studies on the Evaluation of Nutrient Resources Derived from Manure and Optimized Utilization in Arable Land of China[D]. Beijing: China Agricultural University, 2014.[51] Yang W Y, Tu N M. The Theory of Crop Cultivation[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2003.

[1] 張帆, 黃鳳球, 肖小平, 等. 冬季作物對稻田土壤微生物量碳、氮和微生物熵的短期影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 29(2): 734-739.

[2] 唐劍武, 魏甲斌, 徐華勤, 等. 用于農(nóng)田輪牧養(yǎng)雞的移動雞籠: 中國, ZL201520337464.1[P]. 2015-9-23.

[3] 趙彤, 蔣躍利, 閆浩, 等. 黃土丘陵區(qū)不同坡向?qū)ν寥牢⑸锷锪亢涂扇苄杂袡C(jī)碳的影響. 環(huán)境科學(xué), 2013, 34(8): 3223-3230.

[4] 趙先麗, 程海濤, 呂國紅, 等. 土壤微生物生物量研究進(jìn)展. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào), 2006, 22(4): 68-72.

[5] 陳安磊, 王凱榮, 謝小立. 施肥制度與養(yǎng)分循環(huán)對稻田土壤微生物生物量碳氮磷的影響. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 24(6): 1094-1099.

[7] 高菊生, 曹衛(wèi)東, 李冬初, 等. 長期雙季稻綠肥輪作對水稻產(chǎn)量及稻田土壤有機(jī)質(zhì)的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 31(16): 4542-4548.

[9] 臧逸飛, 郝明德, 張麗瓊, 等. 26年長期施肥對土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(5): 1445-1451.

[10] 賈偉, 周懷平, 解文艷, 等. 長期有機(jī)無機(jī)肥配施對褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2008, 14(4): 700-705.

[11] 李正, 劉國順, 葉協(xié)鋒, 等. 綠肥翻壓年限對植煙土壤微生物量C、N和土壤C、N的影響. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 22(4): 62-65.

[12] 潘福霞, 魯劍巍, 劉威, 等. 三種不同綠肥的腐解和養(yǎng)分釋放特征研究. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2011, 17(1): 216-223.

[13] 井大煒, 邢尚軍. 雞糞與化肥不同配比對楊樹苗根際土壤酶和微生物量碳、氮變化的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(2): 455-461.

[17] 李世清, 李生秀. 有機(jī)物料在維持土壤微生物體氮庫中的作用. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2001, 21(1): 136-142.

[18] 裴雪霞. 典型種植制度下長期施肥對土壤微生物群落多樣性的影響[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2010.

[19] 徐陽春, 沈其榮, 冉煒. 長期免耕與施用有機(jī)肥對土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響. 土壤學(xué)報(bào), 2002, 39(1): 89-96.

[20] 劉國順, 羅貞寶, 王巖, 等. 綠肥翻壓對煙田土壤理化性狀及土壤微生物量的影響. 水土保持學(xué)報(bào), 2006, 20(1): 95-98.

[21] 顏志雷, 方宇, 陳濟(jì)琛, 等. 連年翻壓紫云英對稻田土壤養(yǎng)分和微生物學(xué)特性的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(5): 1151-1160.

[22] 韓曉日, 鄭國砥, 劉曉燕, 等. 有機(jī)肥與化肥配合施用土壤微生物量氮動態(tài)、來源和供氮特征. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 40(4): 765-772.

[24] 楊曾平, 高菊生, 鄭圣先, 等. 長期冬種綠肥對紅壤性水稻土微生物特性及酶活性的影響. 土壤, 2011, 43(4): 576-583.

[25] 劉守龍, 肖和艾, 童成立, 等. 亞熱帶稻田土壤微生物生物量碳、氮、磷狀況及其對施肥的反應(yīng)特點(diǎn). 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2003, 24(4): 278-283.

[26] 宋日, 吳春勝, 牟金明, 等. 玉米根茬留田對土壤微生物量碳和酶活性動態(tài)變化特征的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2002, 13(3): 303-306.

[27] 羅蘭芳. 控釋氮肥對稻田土壤微生物特性及氮素肥力的影響[D]. 長沙: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008.

[28] 曾路生, 廖敏, 黃昌勇, 等. 水稻不同生育期的土壤微生物量和酶活性的變化. 中國水稻科學(xué), 2005, 19(5): 441-446.

[29] 高嵩涓, 曹衛(wèi)東, 白金順, 等. 長期冬種綠肥改變紅壤稻田土壤微生物生物量特性. 土壤學(xué)報(bào), 2015, 52(4): 902-910.

[30] 倪進(jìn)治, 徐建民, 謝正苗, 等. 不同施肥處理下土壤水溶性有機(jī)碳含量及其組成特征的研究. 土壤學(xué)報(bào), 2003, 40(5): 724-730.

[31] 崔鳳娟, 劉景輝, 李立軍, 等. 免耕秸稈覆蓋對土壤活性有機(jī)碳庫的影響. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 21(9): 195-200.

[32] 梁斌. 黃土區(qū)不同培肥措施對土壤微生物量和可溶性有機(jī)碳氮的影響[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2008.

[33] 趙鑫. 土地利用方式與施肥制度對土壤活性有機(jī)碳庫的影響[D]. 沈陽: 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007.

[34] 張永全. 長期不同有機(jī)物料與氮肥配施對土壤碳氮及微生物特性的影響[D]. 鄭州: 河南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.

[35] 趙滿興. 可溶性有機(jī)氮、碳在土壤中的吸附和降解特性研究[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2007.

[36] 李淑芬, 俞元春, 何晟. 南方森林土壤溶解性有機(jī)碳與土壤因子的關(guān)系. 浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 2003, 20(2): 119-123.

[39] 焦坤, 李忠佩. 紅壤稻田土壤溶解有機(jī)碳含量動態(tài)及其生物降解特征. 土壤, 2005, 37(3): 272-276.

[40] 徐秋芳, 姜培坤. 不同森林植被下土壤水溶性有機(jī)碳研究. 水土保持學(xué)報(bào), 2004, 18(6): 84-87.

[41] 何冬梅. 不同土地利用方式土壤有機(jī)碳結(jié)構(gòu)及礦化特征[D]. 南京: 南京林業(yè)大學(xué), 2014.

[42] 汪景寬, 李叢, 于樹, 等. 不同肥力棕壤溶解性有機(jī)碳、氮生物降解特性. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(12): 6165-6171.

[43] 高忠霞. 農(nóng)田土壤中可溶性有機(jī)碳、氮的含量及特性研究[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2009.

[45] 李忠佩, 張?zhí)伊? 陳碧云. 可溶性有機(jī)碳的含量動態(tài)及其與土壤有機(jī)碳礦化的關(guān)系. 土壤學(xué)報(bào), 2004, 41(4): 544-552.

[48] 韓成衛(wèi), 李忠佩, 劉麗, 等. 去除溶解性有機(jī)質(zhì)對紅壤水稻土碳氮礦化的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 40(1): 107-113.

[49] 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心. 中國有機(jī)肥料養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 1999.

[50] 賈偉. 我國糞肥養(yǎng)分資源現(xiàn)狀及其合理利用分析[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.

[51] 楊文鈺, 屠乃美. 作物栽培學(xué)各論[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2003.

Effects of winter green manure crops with and without chicken rearing on microbial biomass and effective carbon and nitrogen pools in a double-crop rice paddy soil

ZHOU Ling-Hong, WEI Jia-Bin, TANG Xian-Liang, CHENG Xiao-Lin, XIAO Zhi-Xiang, XU Hua-Qin*, TANG Jian-Wu

CollegeofAgriculture,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China

This study examined the short term effects of the crop rotation systems known as “winter green manure with double cropped rice” and “winter planting and chicken raising with double cropped rice” on paddy soil microbial biomass and dissolved organic C and N. The goal of a winter planting and chicken raising in rice double cropping systems is to return green manure and chicken manure to soils and reduce the amount of fertilizer during the rice growing period. Five winter treatments were included: fallow (F), planting ryegrass (R), planting milk vetch (M), planting ryegrass and rearing chickens (RC), planting milk vetch and rearing chickens (MC). In general soil microbial biomass and dissolved organic C and N were increased significantly, compared to a winter fallow, by a green manure crop and further increased when chickens were also reared, although values were subject to dynamic seasonal fluctuation. Specifically, the maximum values for soil microbial biomass C were 492.22, 464.91, 432.34, 435.48 and 378.02 mg/kg for the treatments RC, MC, R, M and F, respectively; while the corresponding maxima for microbial biomass N were 118.20, 101.03, 70.13, 85.46 and 61.12 mg/kg, respectively. The maxima for dissolved organic N were 1001.47, 926.21, 832.80, 870.75 and 719.86 mg/kg; and the maxima for dissolved organic C were 278.95, 266.40, 246.13, 249.84 and 201.58 mg/kg, for RC, MC, R, M and F, respectively. The dynamics of microbial biomass C, N and dissolved organic C were different at different growth stages. Microbial biomass C peaked at the transplanting, booting and filling stage of late rice. Microbial biomass N peaked at the tillering and heading stage of early rice, and the booting stage of late rice. While the dissolved organic C peaked at seedling stage of early rice and it was higher during the period of raising chickens and after chicken removal from the paddy field. In summary, compared to a winter fallow paddy field, planting green manure and raising chickens significantly increased microbial biomass and soil dissolved organic carbon and nitrogen, which indirectly indicates that winter manure and chicken rearing systems can improve the soil organic carbon, and soil labile organic carbon contents, as well as nitrogen levels and nitrogen mineralization rate. Plant nutrients needed by the rice crop during the rice growing season can thus be provided by a winter planting and chicken raising.

raise chicken in winter fallow paddy field; green manure; microbial biomass C, N; dissolved organic C, N

10.11686/cyxb2016032

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-01-21；改回日期：2016-03-25

國家自然科學(xué)基金(31100382)，教育部博士點(diǎn)基金(20134320110004)和中國博士后科學(xué)基金(2013M542115)資助。

周玲紅(1991-)，女，湖南郴州人，碩士。E-mail:271905246@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail: xu7541@163.com

周玲紅, 魏甲彬, 唐先亮, 成小琳, 肖志祥, 徐華勤, 唐劍武. 冬季種養(yǎng)結(jié)合對稻田土壤微生物量及有效碳氮庫的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(11): 103-114.

ZHOU Ling-Hong, WEI Jia-Bin, TANG Xian-Liang, CHENG Xiao-Lin, XIAO Zhi-Xiang, XU Hua-Qin, TANG Jian-Wu. Effects of winter green manure crops with and without chicken rearing on microbial biomass and effective carbon and nitrogen pools in a double-crop rice paddy soil. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(11): 103-114.