蔣亞芬
(蘭西縣農業技術推廣中心,黑龍江綏化 151500)
玉米秸稈還田對土壤酶活性的影響
蔣亞芬
(蘭西縣農業技術推廣中心,黑龍江綏化 151500)
現代農業生產發展過程中,秸稈還田已經成為一種常用的增加土壤肥力的手段。但是,秸稈還田對土壤的酶活性是否有影響,還存在爭議。
玉米秸稈 還田 土壤酶活性
在農業生產過程中,農民越來越重視環保和可持續發展,從最開始的焚燒秸稈,利用產生的草木灰,增加土壤肥力,到現在的秸稈還田,減少空氣的污染。同時,更加充分地利用秸稈中的營養物質,促進酶活性的增強,更加有利于來年作物的種植。
1.1 秸稈還田對土壤水分的影響
秸稈還田相比裸地對土壤含水量產生的影響是分階段的。在秸稈還田初期,作物生長需要水,但同時秸稈的降解也需要大量的水分,秸稈的降解和作物的生長都需要水分,因此二者相互競爭,導致秸稈還田初期,土壤含水量降低。當還田的秸稈降解到一定程度后,就不再需要與作物競爭水分,而且在保持降水的同時,還會釋放水分,增加土壤的含水量。
1.2 秸稈還田對土壤有機碳、全氮的影響
秸稈還田舉措可以有效增加土壤中有機碳含量。秸稈還田是一種使用非常廣泛的有機肥料,其肥力釋放非常緩慢,持久性較高,甚至持續好多年,同時還為作物生長提供所需的養分,不必再施用其它人工合成的化肥。秸稈還田最根本的作用是為土壤提供有機質,有機質含量的提高,更加有利于農作物的生長。所以,秸稈還田顯著提高了土壤有機碳的含量。
1.3 秸稈還田對土壤微生物量碳和氮的影響
土壤中的物質轉化過程由土壤微生物完成的。同時,土壤微生物也是養分循環中最重要的,不可或缺的部分。土壤中,土壤微生物儲存著大量的營養物質,這些營養物質提供給農作物促進其生長。土壤微生物碳只占土壤總碳的1%~4%,所占比例不多,但卻是土壤有機質中唯一活著的,也是最重要的部分。
從秸稈還田的角度說,這一舉措能夠提高土壤的有機質含量,使微生物生長繁殖不會因缺少營養元素或沒有營養而受到阻礙。但是,在某些時期,比如抽穗期,經過秸稈還田處理的微生物量碳氮,并沒有顯著高于裸地的數值,歸其原因,是由于微生物的作用,增加了有機質含量。
經過科學實驗后的結果表明,一般情況下,秸稈還田處理相對于裸地來說,可提高土壤酶的活性。但也有個別時期,處理間有不同的表現。總體來說,玉米生長同一時期,秸稈還田導致的土壤中的3種酶活性:蛋白酶、脫氨酶、脫氫酶活性均為最高值;裸地處理下的土壤中的3種酶活性:蛋白酶、脫氨酶、脫氫酶活性均為最低值。對于脲酶來說,秸稈還田處理下,脲酶的酶活性較高,裸地酶活性相對較低。
在農作物生長前期,秸稈還田處理不利于土壤升溫。同時,在玉米生長發育前期,比起裸地處理,秸稈還田會降低土壤溫度和土壤含水量。因此,秸稈還田后的土壤酶活性可能會低于裸地的酶活性。
在農作物生長苗期,蛋白酶、脫氫酶、脫氨酶的酶活性,在秸稈還田后與裸地相比,酶活性較高。因此,秸稈還田的優勢要遠遠超過裸地。同時,大量研究結果表明,秸稈還田會提高土壤有機碳和全氮含量。
在農作物生長的中后期,也是農作物生長的高峰期,有相關研究表明,該時期農作物會大量吸收土壤養分,作物根系的微生物就會大量分泌相應的酶來轉化和傳遞營養物質,所以,酶活性會非常高,幾乎達到作物生育期的最大值。
秸稈還田明顯增加農作物不同生長期的土壤蛋白酶、脫氨酶和脫氫酶的活性,這3種酶活性在作物生長的大喇叭口期達到最高,而脲酶活性在玉米抽穗期最高。在秸稈還田處理下的蛋白酶、脫氨酶、脫氫酶,在氮素轉化過程中,有著明顯的相關性。秸稈還田大大提高了土壤氮素轉化速率,土壤氮素轉化是由土壤酶催化進行的。秸稈還田提高了與氮素轉化相關的土壤酶的活性,從而促進轉化土壤氮素。由于氮素轉化速率的提高,導致了酶活性的提高。
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