粉壟耕作對(duì)宿根蔗地根際微生物及酶活性的影響

黎佐生　蔣代華　韋本輝

摘要：試驗(yàn)設(shè)置常規(guī)旋耕（XG20）和粉壟20（FL20）、深翻旋耕（SF40）和粉壟40（FL40）4個(gè)處理，對(duì)比研究粉壟和常規(guī)耕作兩種耕作方式對(duì)根際土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響。結(jié)果表明，粉壟耕作較常規(guī)耕作有效提高土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性，從而改善土壤質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：粉壟耕作;微生物;酶活性

粉壟作為具有培育農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和生態(tài)文明可持續(xù)發(fā)展?jié)撃艿募夹g(shù)，在全國(guó)得到大面積推廣，有效改良鹽堿地、砂姜黑土、退化草原等障礙性土壤，活化土壤養(yǎng)分，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化肥農(nóng)藥的依賴度。因此，研究粉壟技術(shù)對(duì)農(nóng)田土壤微生物的影響具有重大意義。本試驗(yàn)研究粉壟技術(shù)在甘蔗種植中的應(yīng)用，探討不同耕作方式對(duì)蔗地根際微生物和酶活性的影響，進(jìn)一步解析粉壟技術(shù)增加作物產(chǎn)量，提高水土養(yǎng)分利用率的作用機(jī)制，以期為粉壟技術(shù)深入研究和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)隆安縣那桐鎮(zhèn)大滕村。土壤母質(zhì)為第四紀(jì)紅土，肥力中等，酸性土壤。2018年試驗(yàn)地土壤全氮1.45克/公斤，堿解氮238.57毫克/公斤，有效磷7.30毫克/公斤，速效鉀180毫克/公斤，有機(jī)質(zhì)30.22克/公斤，pH4.94，容重1.16克/立方厘米。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年4月進(jìn)行，設(shè)4個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組4個(gè)處理，隨機(jī)排列，每個(gè)處理小區(qū)面積90m2（長(zhǎng)15米，寬6米）。甘蔗品種桂糖42號(hào)。處理施用復(fù)合肥（15∶15∶15）50公斤/畝，追施復(fù)合肥（15∶15∶15）138公斤/畝，尿素（46%）69.4公斤/畝，加拿大鉀肥（KCL60%）69.4公斤/畝，地農(nóng)藥6.94公斤/畝。試驗(yàn)中F表甘蔗分蘗期，S表甘蔗伸長(zhǎng)期，C表甘蔗成熟期。

1.3 采樣方法

2019年甘蔗第二年生長(zhǎng)周期的分蘗期、伸長(zhǎng)期、成熟期內(nèi)分別采集甘蔗根際土樣，每個(gè)小區(qū)采樣5點(diǎn)取樣，混勻后采用四分法取土樣。部分鮮土裝入滅菌袋存于4℃冰箱內(nèi)，用于測(cè)定土壤微生物氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌、有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量。部分鮮土過(guò)篩存于4℃冰箱，用于測(cè)定土壤脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶、酸性磷酸酶。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 4種微生物功能能性細(xì)菌的測(cè)定 氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌、有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量測(cè)定使用平板稀釋法。

1.4.2 土壤酶活性測(cè)定 土壤脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法;蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色;酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法;過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS（19）和EXCEL（2010）軟件統(tǒng)計(jì)分析，制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作方式對(duì)土壤微生物的影響

圖1可知，不同耕作方式下甘蔗地土壤4種細(xì)菌發(fā)生顯著的變化。在甘蔗分蘗期，F(xiàn)L20根際氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌分別比XG高出59.73%、122.24%、53.93%和254.95%;FL40四種細(xì)菌數(shù)量中，F(xiàn)L40與SF的無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量差異不顯著，F(xiàn)L40的氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌比SF分別高出58.21%、52.74%和128.44%。到甘蔗伸長(zhǎng)期，F(xiàn)L20氨化細(xì)菌數(shù)量較XG提高了169.08%，而鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量差異均不顯著;對(duì)比FL40和SF，F(xiàn)L40的氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量均比SF有所提高，分別提高了45.52%、48.20%、51.21%和38.15%。進(jìn)入甘蔗成熟期，F(xiàn)L20氨化細(xì)菌、鉀細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量比XG分別高出104.99%、58.66%、59.87%和79.14%;而FL40四種細(xì)菌數(shù)量分別比SF高出了81.53%、50.11%、46.11%和26.93%。

2.2 耕作方式對(duì)土壤酶活性的影響

耕作方式對(duì)甘蔗土壤酶活性的影響如圖2所示。在甘蔗分蘗期，F(xiàn)L20與XG的過(guò)氧化氫酶活性差異不顯著，而FL20的脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性比XG提高了37.13%、7.08%和44.84%;FL40僅過(guò)氧化氫酶活性比SF高出19.50%，其他酶活性差異均不顯著。到甘蔗伸長(zhǎng)期，F(xiàn)L20的過(guò)氧化氫酶活性比XG有所降低，酸性磷酸酶和蔗糖酶活性差異不顯著，而FL20的脲酶活性較XG提高了43.07%;FL40的脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和酸性磷酸酶活性均比SF有所提高，分別提高了25.40%、68.42%、32.07%和20.13%。進(jìn)入甘蔗成熟期，F(xiàn)L20的脲酶和蔗糖酶活性比XG提高了19.09%和27.42%，過(guò)氧化氫酶和酸性磷酸酶活性差異均不顯著;而FL40的脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和酸性磷酸酶活性均比SF高，分別提高了36.30%、17.51%、58.58%和25.85%。

2.3 土壤酶活性與微生物數(shù)量相關(guān)性分析

甘蔗各生育期根際土壤微生物與酶活性相關(guān)系數(shù)如表1所示。在甘蔗分蘗期，土壤脲酶活性與土壤無(wú)機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.99**;蔗糖酶活性與鉀細(xì)菌數(shù)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.96*。到甘蔗伸長(zhǎng)期，土壤脲酶活性與氨化細(xì)菌數(shù)量極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.99**。進(jìn)入甘蔗成熟期，土壤脲酶活性與無(wú)機(jī)磷數(shù)量顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.96*。此外，甘蔗各個(gè)時(shí)期土壤酶活性與微生物數(shù)量表現(xiàn)不同程度的相關(guān)性，但差異均不顯著。

3 結(jié)論

不同的耕作方式對(duì)土壤中的氨化細(xì)菌、固氮菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和鉀細(xì)菌的數(shù)量產(chǎn)生顯著的影響。粉壟耕作后在甘蔗的分蘗期、伸長(zhǎng)期和成熟期，土壤中的氨化細(xì)菌、固氮菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌和鉀細(xì)菌的數(shù)量高于旋耕耕作處理和深翻耕作處理的，并且土壤酶活性表現(xiàn)不同程度的提高。土壤微生物是土壤酶的主要來(lái)源之一，土壤微生物數(shù)量增加，可提高土壤酶活性，進(jìn)而促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，利于植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。

作者簡(jiǎn)介：黎佐生（1994-），男，碩士研究生。研究方向：農(nóng)業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)。E-mail：1475445547@qq.com

通訊作者：蔣代華（1962-），男，教授。研究方向：土壤環(huán)境生態(tài)。E-mail：dhjiang2008@gxu.edu.cn