喀左县蔬菜保护地秸秆覆盖栽培定位试验

喀左县蔬菜保护地秸秆覆盖栽培定位试验

收获是收获的主要成分，其各种养分含量也很高。焚烧秸秆不仅浪费资源、污染环境、妨碍交通,而且对土壤生态系统造成直接破坏,使土壤有机质含量明显下降,土壤微生物数量显著减少,久而久之必然造成土壤板结,肥力下降,土壤生态系统恶化,作物产量下降。而国内外实验和实践都证明了秸秆还田既有利于更新土壤有机质,保持和提高土壤有机质含量,又可增加土壤中营养元素的储量,促进土壤中某些营养元素的有效供应,还可改善土壤的孔隙、团聚、坚实性等物理性质,提高土壤微生物生物量及增强各种土壤酶的活性,使作物较好较快地生长,提高作物的产量。土壤酶是一种具有蛋白质性质的高分子生物催化剂,对土壤中各种有机物、无机物质转化过程起催化作用。土壤酶活性是指土壤中胞外酶催化生物化学反应的能力,常以单位时间内单位土重的底物剩余量或产物生成量表示。它是评价土壤生物活性和土壤肥力的重要指标,其活性的增强能促进土壤的代谢作用,从而使土壤养分形态发生变化,提高肥力,改善土壤性质。研究长期施肥条件下土壤酶活性,可侧面了解土壤生产力的变化趋势,以往研究多数注重土壤酶与土壤理化性质的关系,而对涉及土壤生物学特性的土壤酶活性动态变化的研究报道相对较少。朝阳地区的土壤为半干旱地区黑土,土壤酶测定以磷酸酶、转化酶、脲酶、过氧化氢酶活性可作为指示其肥力水平的酶活性指标尽管对土壤变化高度敏感,土壤微生物成分经常被忽视。实际上,土壤生态系统的功能主要由土壤微生物机制所控制,土壤生物是目前可用的最敏感的生物标记之一,在能够精确地测定土壤有机质变化之前,微生物群体动态是土壤微妙变化的最好证明。所以,土壤微生物参数将很有潜力成为土壤生态系统变化的预警及敏感指标。因此,研究土壤微生物与土壤酶活性之间的关系非常有必要。1材料和方法1.1试验材料1.1.1土样的采集:覆盖1020土样采自喀左县蔬菜保护地,种植作物为茄子。在定植作物前,挖沟、放秸秆、撒菌肥,覆盖20cm的土,之后定植作物,15天左右取一次土样。取样采用5点法,深度为20～30cm,风干后过20目筛备用。未覆盖秸秆及未加菌肥的土壤作为对照;只覆盖秸秆未加菌肥的土壤为1#;覆盖秸秆同时加菌肥的土壤为2#。1.1.2分光光度计仪器:水浴摇床:SHZ-82(金坛市华龙试验仪器厂):可见分光光度计:T6(北京普析通用公司);药品:柠檬酸、苯酚钠、高锰酸钾、安替比啉等,均为分析纯。1.2测试方法1.2.1土壤中微生物的数量采用稀释平板涂布法进行细菌和真菌的菌数检测。细菌培养采用牛肉膏蛋白胨培养基,真菌采用马丁孟加拉红培养基。1.2.2土壤酶活性测定采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性;用苯酚钠比色法测定脲酶活性;用DNS比色法测定转化酶活性,用磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶活。比色法标准曲线绘制:吸取配制好的氮溶液(0.1mg/ml)10ml,定容至100ml吸取1,3,5,7,9,11,13ml移至50ml容量瓶,加水至20ml,再加入4ml苯酚钠,混合,加入3ml次氯酸钠,充分摇荡,放置20min,用水稀释至刻度。将着色液在紫外分光光度计上于578nm处进行比色测定,以标准溶液浓度为横坐标,以光密度值为纵坐标绘制曲线图。样品测定:称取5g过1mm筛的风干土样于100ml容量瓶中,加入1ml甲苯并放置15min;加入10%尿素溶液10ml和柠檬酸缓冲液(pH6.7)20ml,混合均匀,放入37℃恒温箱中,培养24h;用38℃水定容,过滤;吸取2ml滤液于50ml容量瓶中,加入10ml蒸馏水,充分振荡,然后加入苯酚钠4ml,仔细混合,再加入次氯酸钠3ml,充分摇荡,放置20min,用水稀释至刻度,溶液呈现(靛)酚的蓝色;于578nm处进行比色测定,同时设无土对照及无基质对照。标准曲线的绘制酚标准曲线绘制:分别取1、3、5、7、9、11和13ml稀释的酚工作液(10μg/ml)于50ml容量瓶中,分别加入蒸馏水20ml,再加入pH9.6的硼酸盐缓冲液5ml,质量分数为2.0%的4-氨基安替吡啉溶液0.5ml,质量分数为8%的铁氰化钾溶液0.5ml,摇匀显色20min,这时显青色,定容,在分光光度计上于波长578nm处比色,以工作液为横坐标,以吸光值为纵坐标绘制标准曲线。样品测定:准确称取土样5g置于50ml三角瓶中,加5滴甲苯,轻摇混匀,静置15min,加入0.5%磷酸苯二钠溶液20ml,仔细混合后将混合物置于37℃恒温箱中培养12h。培养结束后摇匀过滤,取5ml滤液于50ml容量瓶中,加入pH9.8的NH4Cl-NH4OH缓冲液0.25ml,2%的4-氨基安替吡啉溶液0.5ml,8%的铁氰化钾溶液0.5ml,摇匀,显色20min,定容,于波长578nm处测定光密度,同时设置无土对照和无基质对照。加标回收和色浆对照法准确称取土样5g于三角瓶中,加水40ml和0.3%H2O25ml,置于摇床上37℃振荡2h,再加入3mol/LH2SO45ml,过滤,取滤液25ml,用0.1mol/LKMnO4滴至粉红色,同时做空白对照。标准曲线的绘制还原糖标准曲线的制作:精确配制1mg/ml葡萄糖标准溶液,分别取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2ml,依次加入10ml刻度试管中,用水补足2ml,分别加入DNS1.5ml,沸水浴5min,冷却,定容,540nm处测定吸光度,绘制标准曲线。样品测定:准确称取土样1g于10ml刻度试管中,加入2ml水,混匀,加入0.2ml甲苯处理15min,然后加入磷酸缓冲液配制的5%蔗糖溶液3ml,于37℃条件下反应,同时设不加土样的和不加蔗糖的对照处理,反应21h后,用38℃水定容至10ml,继续培养1h,取上清2ml,加入DNS试剂1.5ml,煮沸5min,降温后定容至10ml,于540nm处测定光密度。2结果与分析2.1不同坡位土壤污染环境对微生物生长的影响由表1可以看出,在土壤微生物中细菌的数量要比真菌数量多,至少是两个数量级,在土壤微生物中占绝对优势。随着作物的生长,微生物数量也在逐渐增加,这是由于植物根系的生长,给微生物繁殖提供了良好的生长环境。另外可以看出,土壤微生物数量为2#>1#>CK,CK土壤中的微生物只能利用自然提供的养分进行繁殖和生长,1#土壤中有少数土著菌对秸秆有分解作用,为微生物提供了部分养分,而2#土壤有添加的生物菌肥,加速了秸秆的发酵分解,产生了大量的有机质等,为微生物提供了丰富的营养物质,所以数量会迅速增加。同时也看出,秸秆还田对改善各类土壤细菌营养条件与提高土壤细菌活性有重要的作用,秸秆覆盖与土壤微生物之间是相互促进的,秸秆覆盖增加了微生物生物量,提高微生物的活性,反过来微生物生物量及活性的提高也会加快秸秆的腐解。2.2不同立地条件对土壤酶活性的影响由表2看出,随着时间的推移,土壤酶活性逐步增长。其中,土壤过氧化氢酶的变化不明显;磷酸酶到后期增加幅度比较大,说明土壤中磷元素在逐渐减少,促进了其分解无机磷的活性。过氧化氢酶能促进过氧化氢的分解而有利于防止过氧化氢对生物体的毒害,具有保护酶的作用,对植物的生长发育和代谢活动具有重要意义,它与土壤的碱解氮含量有很大关系。磷酸酶能够催化磷酸单酯的水解及无机磷酸释放,而碱性磷酸酶是一种适应酶,当植物缺磷时碱性磷酸酶活性增加,其活性随磷素含量的上升而降低。脲酶能分解有机物,促进其水解生成氨和CO2,其中氨是氮素营养的直接来源,因此脲酶活性可表示土壤氮素供应状况。而转化酶活性对土壤有机碳的循环起决定作用,土壤有机碳含量提高能够导致转化酶底物诱导作用明显。土壤酶活性总的趋势是2#>1#>CK。秸秆还田试验中,施入的秸秆残骸分解后为土壤微生物活动提供了充足的能源和碳源,加速微生物繁殖和生长,改善土壤的物化性状,同时秸秆本身也含有一定数量的酶,有利于提高土壤酶活性,因此长期秸秆还田能明显提高土壤中脲酶、转化酶以及碱性磷酸酶活