秸稈生物菌肥對保護地土壤微生物和土壤酶活性的影響

摘要：對朝陽市喀左縣蔬菜保護地用秸稈覆蓋進行栽培定位試驗，未覆蓋秸稈及未加菌肥的土壤作為對照（CK）；只覆蓋秸稈未加生物菌肥的土壤為1#；覆蓋秸稈同時加生物菌肥的土壤為2#，每隔一定時間采集土壤樣品。試驗結果表明：土壤中細菌數量最多，其次是真菌數量。土壤微生物數量： 2#>1#>CK；土壤過氧化氫酶、轉化酶、脲酶和堿性磷酸酶活性：2#>1#>CK，這幾種酶的活性與土壤微生物的數量呈正相關。

關鍵詞：蔬菜保護地；秸稈覆蓋；生物菌肥；土壤微生物；土壤酶活性

中圖分類號：S144文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）01-0107-04

作物秸稈是作物的主要組成部分，其各種營養元素含量也較高。焚燒秸稈不僅浪費資源、污染環境、妨礙交通 ，而且對土壤生態系統造成直接破壞，使土壤有機質含量明顯下降，土壤微生物數量顯著減少，久而久之必然造成土壤板結，肥力下降，土壤生態系統惡化，作物產量下降。而國內外實驗和實踐都證明了秸稈還田既有利于更新土壤有機質，保持和提高土壤有機質含量，又可增加土壤中營養元素的儲量，促進土壤中某些營養元素的有效供應，還可改善土壤的孔隙、團聚、堅實性等物理性質，提高土壤微生物生物量及增強各種土壤酶的活性，使作物較好較快地生長，提高作物的產量。

土壤酶是一種具有蛋白質性質的高分子生物催化劑，對土壤中各種有機物、無機物質轉化過程起催化作用。土壤酶活性是指土壤中胞外酶催化生物化學反應的能力，常以單位時間內單位土重的底物剩余量或產物生成量表示。它是評價土壤生物活性和土壤肥力的重要指標，其活性的增強能促進土壤的代謝作用，從而使土壤養分形態發生變化，提高肥力，改善土壤性質。研究長期施肥條件下土壤酶活性，可側面了解土壤生產力的變化趨勢，以往研究多數注重土壤酶與土壤理化性質的關系，而對涉及土壤生物學特性的土壤酶活性動態變化的研究報道相對較少。朝陽地區的土壤為半干旱地區黑土，土壤酶測定以磷酸酶、轉化酶、脲酶、過氧化氫酶活性可作為指示其肥力水平的酶活性指標

盡管對土壤變化高度敏感，土壤微生物成分經常被忽視。實際上，土壤生態系統的功能主要由土壤微生物機制所控制，土壤生物是目前可用的最敏感的生物標記之一，在能夠精確地測定土壤有機質變化之前，微生物群體動態是土壤微妙變化的最好證明。所以，土壤微生物參數將很有潛力成為土壤生態系統變化的預警及敏感指標。因此，研究土壤微生物與土壤酶活性之間的關系非常有必要。1材料與方法

11試驗材料

111樣品土樣采自喀左縣蔬菜保護地，種植作物為茄子。在定植作物前，挖溝、放秸稈、撒菌肥，覆蓋20 cm的土，之后定植作物，15天左右取一次土樣。取樣采用5點法，深度為20～30 cm，風干后過20目篩備用。未覆蓋秸稈及未加菌肥的土壤作為對照；只覆蓋秸稈未加菌肥的土壤為1#；覆蓋秸稈同時加菌肥的土壤為2#。

112儀器與藥品儀器：水浴搖床：SHZ-82（金壇市華龍試驗儀器廠）：可見分光光度計：T6（北京普析通用公司）；藥品：檸檬酸、苯酚鈉、高錳酸鉀、安替比啉等，均為分析純。

12試驗方法

121土壤微生物數量的測定采用稀釋平板涂布法進行細菌和真菌的菌數檢測。細菌培養采用牛肉膏蛋白胨培養基，真菌采用馬丁孟加拉紅培養基。

122土壤酶活性的測定采用高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶活性；用苯酚鈉比色法測定脲酶活性；用DNS比色法測定轉化酶活性，用磷酸苯二鈉比色法測定堿性磷酸酶活。

①土壤脲酶活性測定

標準曲線繪制：吸取配制好的氮溶液（01 mg/ml）10 ml，定容至100 ml吸取1，3，5，7，9，11，13 ml移至50 ml容量瓶，加水至20 ml，再加入4 ml苯酚鈉，混合，加入3 ml次氯酸鈉，充分搖蕩，放置20 min，用水稀釋至刻度。將著色液在紫外分光光度計上于578 nm處進行比色測定，以標準溶液濃度為橫坐標，以光密度值為縱坐標繪制曲線圖。

樣品測定：稱取5 g過1 mm篩的風干土樣于100 ml容量瓶中，加入1 ml甲苯并放置15 min；加入10%尿素溶液10 ml和檸檬酸緩沖液（pH 67）20 ml，混合均勻，放入37℃恒溫箱中，培養24 h；用38℃水定容，過濾；吸取2 ml濾液于50 ml容量瓶中，加入10 ml蒸餾水，充分振蕩，然后加入苯酚鈉4 ml，仔細混合，再加入次氯酸鈉3ml，充分搖蕩，放置20 min，用水稀釋至刻度，溶液呈現（靛）酚的藍色；于578 nm處進行比色測定，同時設無土對照及無基質對照。

②土壤堿性磷酸酶活性的測定

酚標準曲線繪制：分別取1、3、5、7、9、11和13 ml稀釋的酚工作液（10 μg/ml）于50 ml容量瓶中，分別加入蒸餾水20 ml，再加入pH 96的硼酸鹽緩沖液5 ml ，質量分數為20%的4-氨基安替吡啉溶液05 ml ，質量分數為8%的鐵氰化鉀溶液05 ml，搖勻顯色20 min，這時顯青色，定容，在分光光度計上于波長578 nm處比色，以工作液為橫坐標，以吸光值為縱坐標繪制標準曲線。

樣品測定：準確稱取土樣5 g置于50 ml三角瓶中，加5滴甲苯，輕搖混勻，靜置15 min，加入05%磷酸苯二鈉溶液20 ml，仔細混合后將混合物置于37℃恒溫箱中培養12 h。培養結束后搖勻過濾，取5 ml濾液于50 ml容量瓶中，加入pH 98的NH4Cl-NH4OH緩沖液025 ml，2%的 4-氨基安替吡啉溶液05 ml，8%的鐵氰化鉀溶液05 ml，搖勻，顯色20 min，定容，于波長578 nm處測定光密度，同時設置無土對照和無基質對照。

③土壤過氧化氫酶活性的測定

準確稱取土樣5 g于三角瓶中，加水40 ml和03%H2O2 5 ml，置于搖床上37℃振蕩2 h，再加入3mol/L H2SO4 5 ml，過濾，取濾液25 ml，用01 mol/L KMnO4滴至粉紅色，同時做空白對照。

④土壤轉化酶活性的測定

還原糖標準曲線的制作：精確配制1 mg/ml葡萄糖標準溶液，分別取0、02、04、06、08、10、12 ml，依次加入10 ml刻度試管中，用水補足2 ml，分別加入DNS 15 ml，沸水浴5 min，冷卻，定容，540 nm處測定吸光度，繪制標準曲線。

樣品測定：準確稱取土樣1 g于10 ml刻度試管中，加入2 ml水，混勻，加入02 ml甲苯處理15 min，然后加入磷酸緩沖液配制的5%蔗糖溶液3 ml，于37℃條件下反應，同時設不加土樣的和不加蔗糖的對照處理，反應21 h后，用38℃水定容至10 ml，繼續培養1 h，取上清2 ml，加入DNS試劑15 ml，煮沸5 min，降溫后定容至10 ml，于540 nm處測定光密度。

2結果與分析

21土壤微生物數量測定結果

由表1可以看出，在土壤微生物中細菌的數量要比真菌數量多，至少是兩個數量級，在土壤微生物中占絕對優勢。隨著作物的生長，微生物數量也在逐漸增加，這是由于植物根系的生長，給微生物繁殖提供了良好的生長環境。另外可以看出，土壤微生物數量為2#>1#>CK，CK土壤中的微生物只能利用自然提供的養分進行繁殖和生長，1#土壤中有少數土著菌對秸稈有分解作用，為微生物提供了部分養分，而2#土壤有添加的生物菌肥，加速了秸稈的發酵分解，產生了大量的有機質等，為微生物提供了豐富的營養物質，所以數量

會迅速增加。同時也看出，秸稈還田對改善各類土壤細菌營養條件與提高土壤細菌活性有重要的作用，秸稈覆蓋與土壤微生物之間是相互促進的，秸稈覆蓋增加了微生物生物量，提高微生物的活性，反過來微生物生物量及活性的提高也會加快秸稈的腐解。22土壤酶活性測定結果

由表2看出，隨著時間的推移，土壤酶活性逐步增長。其中，土壤過氧化氫酶的變化不明顯；磷酸酶到后期增加幅度比較大，說明土壤中磷元素在逐漸減少，促進了其分解無機磷的活性。過氧化氫酶能促進過氧化氫的分解而有利于防止過氧化氫對生物體的毒害，具有保護酶的作用，對植物的生長發育和代謝活動具有重要意義，它與土壤的堿解氮含量有很大關系。磷酸酶能夠催化磷酸單酯的水解及無機磷酸釋放，而堿性磷酸酶是一種適應酶，當植物缺磷時堿性磷酸酶活性增加，其活性隨磷素含量的上升而降低。脲酶能分解有機物，促進其水解生成氨和CO2，其中氨是氮素營養的直接來源，因此脲酶活性可表示土壤氮素供應狀況。而轉化酶活性對土壤有機碳的循環起決定作用，土壤有機碳含量提高能夠導致轉化酶底物誘導作用明顯。

土壤酶活性總的趨勢是2#>1#>CK。

秸稈還田試驗中，施入的秸稈殘骸分解后為土壤微生物活動提供了充足的能源和碳源，加速微生物繁殖和生長，改善土壤的物化性狀，同時秸稈本身也含有一定數量的酶，

有利于提高土壤酶活性，因此長期秸稈還田能明顯提高土壤中脲酶、轉化酶以及堿性磷酸酶活性。

3結論

本試驗結果表明，隨著作物的生長，微生物數量逐漸增加，而土壤脲酶、轉化酶、堿性磷酸酶及過氧化氫酶的活性也隨之增加，其中轉化酶活性在作物生長后期增加幅度較大，說明土壤中蔗糖的含量比較大，這與秸稈后期的快速分解有很大的關系。以上說明土壤酶活性與微生物數量有明顯的相關性。生物菌肥能有效地促進秸稈分解，表現為2#>1#>CK。參考文獻：

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