大豆接种根瘤菌对设施连作土壤氮素高效利用的机制研究

针对连作条件下，氮素投入量大，表层土壤氮素累积严重，氮素利用率低的问题，以温室连作障碍突出的黄瓜土壤为研究对象，在不改变传统两茬黄瓜种植基础上，以夏季休闲，传统两茬优化施氮处理为对照，休闲期填闲接种根瘤菌大豆及还田，传统两茬设置优化施氮量、75％优化施氮量、50％优化施氮量处理，采用连续两年的定点试验，系统研究填闲接种根瘤菌大豆及还田下有效利用土壤累积N03-N的能力、大豆通过根瘤菌固定的氮素通过矿化后对下茬作物氮素供应的贡献、改善土壤微生物环境的效果、以及对下茬作物生产力的影响，为减少土壤氮素累积和氮肥投入、提高氮素利用率、改善连作土壤质量，实现设施连作土壤持续高效低耗利用提供理论依据。

针对连作条件下，氮素投入量大，表层土壤氮素累积严重，氮素利用率低的问题，以温室连作障碍突出的黄瓜土壤为研究对象，在不改变传统两茬黄瓜种植基础上，以夏季休闲，传统两茬优化施氮处理为对照，开展了不同设施条件和栽培方式的长期田间试验；开展了休闲期填闲接种根瘤菌大豆及还田，传统两茬设置优化施氮量、75％优化施氮量、50％优化施氮量处理的连续2年的定点试验；开展了大豆秸秆还田下不同水控条件和适宜水控的盆栽模拟试验。.研究表明，常年温室和大棚连作黄瓜均显著降低了土壤微生物总量和功能多样性，且温室相对大棚更显著增加了土壤养分累积，尤其是硝态氮累积；温室连作黄瓜夏季填闲大豆/花生可显著改变微生物区系，增加微生物多样性，减少养分的累积。明确了夏季填闲大豆对连作温室黄瓜土壤的修复效果。.研究表明，夏季填闲大豆增加土壤pH，降低EC，秋冬茬接种大豆还田下50％施肥量增加pH效果显著；接种大豆还田下75％、50％施肥量的土壤EC降低效果显著；接种还田50％施肥处理拉秧期显著增加速效钾含量；结瓜初期接种还田75％、50％以及非接种还田50％施肥显著增加速效氮含量。总之，填闲大豆可有效降低夏季休闲期土壤EC和表层速效氮累积，增加土壤pH，接种根瘤菌大豆还田75％、50％可提供秋冬茬作物较高的速效氮养分。明确了填闲接种根瘤菌大豆对减少土壤氮素累积，均衡连作土壤养分的作用，揭示了不同氮素水平下，接种根瘤菌大豆还田条件下，土壤氮素矿化和土壤生物活性间的相互作用对提高土壤氮素高效利用的复合效应。.研究表明，大豆秸秆还田下黄瓜生育前期(＜110 d）水分控制＜50％，生育后期（＞110 d）, 水分控制在75％有利于秸秆还田后土壤酶活性和微生物活性的保持与提高。培养后期还田处理可显著增加速效氮、铵态氮、硝态氮含量；且土壤在最大田间持水量50％、75％时秸秆还田处理能提高土壤供肥能力，同时接种根瘤菌优于非接种。适宜水分调控下，还田对增加硝态氮、硝态氮+铵态氮含量效果显著，接种相对非接种显著促进氮素相关养分的含量增加，增加蔗糖酶、脲酶活性和细菌数量，降低真菌数量。探明了能有效改善土壤质量的田间水控，接种根瘤菌大豆还田的土壤氮素动态变化及对下茬作物氮素供应的贡献。.撰写论文10篇，发表7篇，接收3篇。SCI收录1篇，EI 1篇，核心7篇；申请专利2项，获批实用新型专利1项，达到项目总体目标的要求。