腐植酸肥对土壤养分与微生物活性的影响.doc

腐植酸肥对土壤养分与微生物活性的影响王利宾1 王曰鑫2*（1 山西农业大学信息学院 太谷 0308012 山西农业大学资源环境学院 太谷 030801）摘 要：本试验进行了腐植酸肥对土壤微生物活性与土壤速效养分影响的研究。试验在温室条件下，采用盆栽饲草高粱法，设腐植酸肥、化肥和对照(CK)3个处理。试验表明：抽穗期，腐植酸肥处理的土壤细菌数比化肥处理高45.58；拔节期和抽穗期，腐植酸肥处理的土壤放线菌数比化肥处理高28.57和43.58，土壤真菌数比化肥处理高23.26和20。结果表明，施用腐植酸能改善土壤脲酶和磷酸酶的活性，提高土壤有效养分的时效性，改善植物营养。关键词：腐植酸 速效养分 酶活性 土壤微生物中图分类号：Q93-331 文献标识码：A 文章编号：1671-9212(2011)04-0001-04Effects of Humic Acid Fertilizer on Soil Nutrients and Microbial ActivityWang Libin1, Wang Yuexin2*(1 College of Information, Shanxi Agricultural University, Taigu, 030801，2 College of Resource and Environment, Shanxi Agricultural University, Taigu, 030801)Abstract: In this paper, the pot experiment was conducted to study the effects of humic acid fertilizer on soil microbial activity and soil available nutrients under the condition of growing forage sorghum in greenhouse. The experiment had three treatments including no fertilizer (CK), chemical fertilizer, and humic acid fertilizer. The results showed that the quantity of soil bacteria in humic acid fertilizer treatment was higher by 45.58% than that in chemical fertilizer treatment at heading stage. In the stages of jointing and heading, the quantity of soil actinomycetes in humic acid fertilizer treatment was higher by 28.57% and 43.58% than that in chemical fertilizer treatment, respectively. And the quantity of soil fungi in treatment with humic acid fertilizer was higher by 23.26% and 20% than that in treatment with chemical fertilizer in jointing and heading stage, respectively. The results also indicated that applying humic acid could increase the activities of soil urease and phosphatase, prolong the timeliness of available nutrient in soil, and improve sorghum nutrient.Key words: humic acid; rapidly available nutrient; enzyme activity; soil microorganisms随着世界经济与现代农业的快速发展，越来越多的化学肥料被利用在农作物栽培上，同时带来的不良影响也越来越严重。化肥的低利用率不仅带来了巨大的经济损失，也严重影响了人类赖以生存的环境。因此，提高化肥利用率，减少或免除肥料污染，建立良好的土壤生态系统，发展可持续、高效农业，实现经济效益、生态效益和社会效益的全面提高是目前肥料研究领域要解决的问题。有关科研人员正积极寻求提高肥料利用率的有效途径，腐植酸以其天然环保的自然属性和安全可靠的使用价值，已被广泛关注，而利用腐植酸肥料则为解决上述问题提供了新的思路。本研究试图比较腐植酸肥、化肥对土壤微生物活性与土壤速效养分的影响。1 试验设计与方法1.1 供试材料1.1.1 供试土壤采自山西农业大学建筑工地生土。土壤的主要理化性质见表1。1.1.2 供试肥料供试腐植酸肥由山西农业大学农业化学调控中心提供，腐植酸含量为10%。化学肥料尿素、氯化钾和磷酸二氢铵为市场购买。1.1.3 供试作物晋草一号高粱(青饲高粱)，由山西省农业科学院高粱研究所提供。表1供试土壤的主要理化性质Tab.1 Basic physicochemical properties test soil有机质（g/kg）质地pH速效氮（mg/kg）速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）6.5中壤8.826.51.759.51.2 试验设计试验在山西农业大学资源环境学院的日光温室中进行。塑料盆高36 cm、上口直径28.5 cm、下口直径23.5 cm。试验设3个处理：处理1，不施任何肥料(CK)；处理2，纯化肥；处理3，腐植酸肥。处理2、处理3均为等量N、P、K，用量20克/盆。每个处理设5次重复，采用完全随机区组设计。每盆装10 k g土壤，每千克土壤氮肥用量0.20 g，纯N、P、K用量按照比例计算(NP2O5K2O=10.40.6)。肥料与土壤混匀后装盆、播种高粱，出齐苗后进行间苗，每盆保留4棵苗。种植期间不再追施任何肥料，期间浇水等田间管理各处理均一致。1.3 测定项目与方法土壤速效养分与微生物及酶活性的测定：土壤速效氮用碱解法，有效磷用0.5 mol/L NaHCO3法，速效钾用NH4OAC浸提法。细菌、放线菌、真菌总数用平板计数法。培养基分别为牛肉膏蛋白胨培养基，高氏一号培养基和P D A真菌培养基。土壤脲酶、磷酸酶活性测定采用比色法1。2 结果分析与讨论2.1 土壤速效养分矿质养分对植物的生长和发育是必需的，其中氮是植物需要量最多、质量分数最高的营养元素之一2。能被当季植物利用的氮素称为有效氮，而土壤中有效氮的供应多少是植物正常生长的关键因素。不同施肥高粱不同生育期土壤碱解氮含量的变化与差异见表2。表2 不同施肥高粱不同生育期土壤碱解氮含量的变化与差异Tab.2 Change and difference of soil available N at different growth stages with different treatments mg/kg处理苗期拔节期抽穗期收获期CK253.261.5c72.990.12c59.450.22c50.270.43bc纯化肥545.691.5a81.800.29c68.780.95b54.6806.5b腐植酸肥443.783.8b106.981.3a81.800.06a73.030.2a注：同一列中，具有完全不同字母的处理间差异达0.05显著水平。下同。如表2所示，在苗期，化肥处理过的土壤速效氮含量显著高于其他处理；但从拔节期开始，土壤氮素含量显著低于腐植酸肥处理，说明其养分释放的速率与植物的需肥规律相一致，也表明腐植酸肥土壤氮素释放与供给更为合理。磷是作物体内重要的有机化合物组分，同时也是参与光合作用及蔗糖和淀粉合成和运转的关键因素，也是作物代谢过程的调节剂，参与作物体内碳水化合物的合成、分解等多种过程。由于磷属于沉积型元素类型3，施入土壤中的磷极容易转化为植物难吸收的形态。因此，磷肥的利用率一般很低。土壤供磷能力常常是限制作物生长发育的主要因素之一。不同施肥处理高粱不同生育期对土壤有效磷含量的变化与差异见表3。表3 不同施肥处理高粱不同生育期土壤有效磷含量的变化与差异Tab.3 Change and difference of the soil available P at different growth stages with different treatments mg/kg处理苗期拔节期抽穗期收获期CK53.670.10c45.040c52.490.26c42.080.28c纯化肥114.391.67a88.090.17b73.730.36b76.120.41b腐植酸肥98.671.36b108.170.25a84.610.17a81.550.38a可见，在苗期，虽然仍是化肥处理的土壤有效磷含量最高，但从拔节期开始，腐植酸肥处理的土壤供磷水平增加，显著高于化肥处理，其原因是腐植酸肥能不断释放出植物吸收的活效磷。钾的作用主要表现为促进酶的活化，提高植物光合效率，促进同化产物运输2，对蛋白质核酸的形成也有很大作用，对增强植株的抗逆性有很大功效2。可以看出，在苗期，化肥处理与腐植酸肥处理的速效钾含量相近，但从拔节期开始，腐植酸肥处理的土壤速效钾含量显著高于化肥处理和不施肥处理，这说明腐植酸肥有长效性(表4)。2.2 土壤酶活性土壤酶能催化土壤中复杂的有机质转化为简单的无机化合物4，可用于评价土壤的肥力状况。脲酶是一种比较专性的酶，催化尿素水解生成氨、二氧化碳和水。施入土壤的尿素只有在脲酶的参与下才能水解4，脲酶的活性是尿素分解转化的关键因素(表5)。表4 不同施肥处理高粱不同生育期土壤速效钾含量的变化与差异Tab.4 Change and difference of the soil rapidly available K at different growth stages with different treatments mg/kg处理苗期拔节期抽穗期收获期CK52.380.96b14.580.42c15.980.42c15.410.07c纯化肥184.761.90a65.831.67b24.410.42b19.11b0.36b腐植酸肥186.660.95a79.580.83a31.251.44a29.150.36a表5 不同施肥处理高粱不同生育期土壤酶活性变化与差异 Tab.5 Change and difference of the soil enzyme activity at different growth stages with different treatments mg/kg生长期处理脲酶（NH3-Nmg/g土24h）磷酸酶（酚mg/g24h）苗期CK0.9994c0.1080b纯化肥1.3754a0.1120b腐植酸肥1.2496b0.1994a拔节期.CK1.2320b0.1234b纯化肥1.6024a0.1274b腐植酸肥1.3366b0.2192a抽穗期CK1.2490c0.1784b纯化肥1.8324a0.1960bb腐植酸肥1.5862b0.2654a成熟期CK1.0584c0.1072b纯化肥1.5982a0.1324b腐植酸肥1.2320b0.2622a由表5可以看出，腐植酸肥处理的脲酶活性显著低于化肥处理，这说明化肥对脲酶的活性没有抑制作用，腐植酸肥能抑制脲酶活性，延长尿素肥效。磷酸酶促进有机磷水解，提高土壤有效磷含量。土壤中磷酸酶活性变化见表5，化肥处理的磷酸酶活性与不施肥处理没有显著差异，而加入腐植酸肥处理的磷酸酶活性则明显高于其他处理。 2.3 土壤细菌、真菌、放线菌数由表6可以看出，施入腐植酸肥的土壤可培养出的真菌、细菌和放线菌的菌落数明显增多。在抽穗期，腐植酸肥处理的细菌数比化肥处理高45.58；拔节期和抽穗期，腐植酸肥处理的土壤的真菌数比化肥处理高23.26和20，土壤放线菌数量比化肥处理高28.57和43.58。这说明施用腐植酸肥料可显著增加土壤微生物数量。表6 不同施肥处理高粱不同生育期土壤微生物数量的变化与差异Tab.6 Change and difference of microorganisms in the soil at different growth stages with different treatments mg/kg细菌（107CFU/g土）ck腐植酸肥化肥苗期4.0c7.9a4.1b拔节期6.5c9.7a7.8b抽穗期5.1c9.9a6.8b成熟期3.1c6.2a3.6b真菌（105CFU/g土）ck腐植酸肥化肥苗期2.4c5.8a3.0b拔节期2.3c5.3a4.3b抽穗期2.3c5