不同施肥水平及玉米種植對土壤微生物生物量碳氮含量的影響

權基哲

[摘要]為研究玉米種植土壤和無農作物土壤中不同的施肥水平對土壤微生物中生物量碳元素和氮元素含量的影響，本次試驗選擇了某農科院的裸地和玉米種植的田間小區作為相應的試驗對象，根據玉米生長過程采取不同的施肥水平，對土壤微生物中生物量的氮元素和碳元素進行相應的含量測定。結果顯示，當不施加相應的肥料時，某農科院裸地土壤微生物中碳元素和氮元素含量的平均值分別為175.98mg/kg和26.04mg/kg;玉米種植的田間小區土壤微生物中碳元素和氮元素的含量分別為161.65mg/kg和22.70mg/kg。通過探究可以明確玉米種植的田間小區土壤微生物中生物量的碳元素和氮元素含量要比裸地低，因此在施肥過程中需要了解施肥種類和施肥量，根據土壤微生物中碳、氮含量的規律合理施肥。

[關鍵詞]施肥水平;玉米種植土壤;微生物;碳元素;氮元素

中圖分類號：S513;S154.3文獻標識碼：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

由于土壤的肥力會對糧食的生產量產生重要影響，因此為提高我國糧食生產量，保證糧食安全，必須對土壤肥力進行合理的控制。現階段很多專家認為，農作物在生長過程中會在一定程度上吸收土壤中的營養成分，進而導致土壤的肥沃能力下降，而通過施肥操作可以確保土壤維持原有的肥力。為了實現農田的可持續利用，在休耕時期也要通過施肥使土壤肥力保持在原有的水平。

1 施肥水平及玉米種植的影響概述

農作物種植及休耕期間所進行的施肥流程對土壤的肥力均能夠產生重要的影響，但是，由于土壤肥力的主要指標為土壤中的有機質，因此通過施肥操作改變土壤中有機質的組成成分及含量，是當前對土壤中微生物生物量相關生物活性含量產生影響的重要體現形式。通過研究土壤微生物生物量相關元素，可以明確現階段土壤的養分情況以及生物活性;對碳元素和氮元素等相關生物學指標進行探究，可以了解在農作物種植以及栽培等過程中對土壤肥力影響的具體表現。由此，可以將土壤微生物生物量中氮元素和碳元素含量作為改善土壤肥力的具體響應指標，從而明確對土壤施肥時需要注意的事項[1]。

2 材料與方法

為了探究不同施肥水平以及不同施肥操作對不同種類土壤微生物生物量相關生物活性含量的影響，首先需要選擇試驗的原材料，本次試驗選擇以農田生態系統作為相應的試驗基地來進行相關的測量和試驗。試驗基地位于黃淮海平原，屬溫帶半干旱半濕潤性季風型大陸性氣候，平均降雨量為600mm左右，6—7月份降雨較為明顯，占全年降雨量的70%～80%，全年的平均氣溫在15℃左右;主要種植方式是小麥和玉米輪番種植。該試驗基地農作物種植的土壤類型為輕質潮土，在試驗區域內對其進行相應的施肥處理。從小麥季開始，進行施肥處理的相關布置和計劃，然后在小麥和玉米輪番種植的過程中做施肥處理，對不種植農作物土壤和種植農作物土壤的施肥處理結果進行對比分析，同時要確保施肥處理的方式和添加的肥料種類及數量與種植農作物的試驗田相同。如果不種植農作物的試驗田出現雜草，應該立即鏟除，以防止試驗受其他無關因素影響，保障試驗結果的準確性[2-3]。

在對玉米農作物進行施肥處理的過程中，施加肥料的水平分為7個檔次，第1個檔次是不進行相應的施肥處理，第2個檔次是采取30kg/hm2的處理方式，第3個檔次為70kg/hm2的處理方式，然后依次分別為110kg/hm2、150kg/hm2、190kg/hm2、200kg/hm2。在氮肥施加完成以后，對土壤中的氮元素和碳元素進行測量，然后相應施加磷肥，保證磷肥的施加量是氮肥施加量的40%左右即可，并且針對農作物不同的生長期重復3次施肥操作。

在完成施肥流程以后，需要對土壤樣品進行采集。在采集樣品的過程中，要嚴格控制樣品采集量和樣品采集時間。只有確保樣品數量和采集時間大致相同，才能夠保證實驗結果的可靠性。對土壤樣品進行采集，尤其是對玉米種植小區土壤進行采集時，需要分別在玉米的拔節期、抽雄期、乳熟期和成熟期采樣，同時對玉米植株不同生長時期的生長狀況采樣，記錄相關數據，對裸地土壤采樣時采用相同的數據收集流程。然后需要對土壤樣品進行相應的處理。由于采集到的原始土壤樣品雜質相對較多，會影響實驗結果的準確性，因此首先要對土壤樣品進行初步處理。將樣品平均分成幾份，然后去除土壤樣品中的可見有機物，將土壤樣品放入冰箱中5℃左右冷藏保存。冷藏一段時間后，分析土壤中的微生物生物量氮、碳元素含量，并且測量土壤樣品前還應該對土壤樣品進行預培養，時間為24h左右，溫度條件為25℃左右。為了使微生物的活性得到更好的恢復，還應該通過培養操作觀察具體的恢復情況，并且完成所有土壤樣品的采樣以后，盡量隔一周再進行相關分析和測定。測定方法采用氯仿熏蒸提取法對土壤微生物中生物量碳氮進行相關測定，在測定的過程中首先稱取相同數量的新鮮土壤樣品，然后將其放置在真空的干燥器中，利用氯仿蒸汽對其進行熏蒸操作，操作時間大概在24h左右，并且通過反復抽真空的方式去除氯仿。然后再使用濃度為0.5mol/L，數量為50mL的硫酸鉀溶液進行震蕩操作，操作的時間為30min，操作完成以后進行過濾操作。對比土壤樣品不實施熏蒸操作，但是也應該使用硫酸鉀等溶液浸泡和提取，同時也要經過震蕩和過濾流程，在過濾操作完成以后，對過濾后的濾液進行相關微生物的測定[4-5]。

3 結果和分析

通過分析發現，玉米田土壤中微生物生物量碳氮含量隨著施肥量的增加而增加，但是達到一定施肥水平后土壤中微生物碳氮含量隨著施肥的增加而逐漸減少。這說明適當施肥可以增加士壤中微生物的活性，提高玉米的產量，而過量則會起到反作用。

在玉米不同的生長期內，土壤中微生物碳氮含量不同。一般情況下，玉米生長抽穗期，土壤中碳氮含量最高、微生物活性最高;玉米拔節期，土壤中碳氮含量最低、微生物活性最低。可以看出，土壤中的微生物會利用肥料中的物質進行自身的新陳代謝。在相同的施肥水平下，由于閑置田相較于種植田缺少必要的碳元素，因此閑置田中土壤的微生物生物量碳氮含量小于玉米種植田，再加上兩類田在不同的施肥水平上生物活性不一樣，因此在進行玉米種植時，要根據玉米的生長周期合理施肥，從而確保土壤中碳氮含量最大，土壤肥力最高。

（1）土壤碳氮的平衡對土壤微生物生物量碳氮極為重要。當不施肥時，玉米種植小區由于缺乏氮素，其土壤微生物生物量低于裸地;而當進行施肥處理時，裸地由于缺乏碳素，其土壤微生物生物量低于玉米種植小區。

（2）施肥水平對土壤微生物生物量碳氮具有顯著影響。裸地和玉米種植小區土壤微生物生物量碳氮均隨著施肥量的增加呈現出先增加后降低的趨勢，其施氮水平拐點分別為70kg/hm2和150kg/hm2。

（3）玉米生育期對土壤微生物生物量碳氮也存在顯著影響。土壤微生物生物量碳氮在玉米拔節期最低，抽雄期達到最高，隨后乳熟期有所降低，成熟期又逐漸上升，各生育期間的變化趨勢能反映出玉米生長及其吸收土壤養分的狀況。

4 結 論

總體來說，合理地施肥可以提高土壤中微生物生物量的碳氮含量，促進作物的生長，從而提高作物產量，因此在農業生產過程中有必要采用合理的施肥流程。通過試驗與分析可知，施肥的水平對土壤微生物生物量碳氮有非常大的影響;在玉米生育期時，對土壤微生物生物量碳氯也有著一定的影響。要想提高作物收成，就必須根據土壤微生物中碳、氮含量的變化規律施肥，遵循客觀的發展規律，只有這樣才能保證土壤擁有強大的肥力，為作物的生長提供更好的條件。

參考文獻

[1]熊興梅，謝菊芬，陳加新.玉米不同施肥水平對土壤微生物生物量的影響[J].現代園藝，2013（14）：8+10.

[2]鄭亞麗.不同施肥水平及玉米種植對土壤微生物生物量碳氮的影響分析[J].農民致富之友，2018（3）：69.

[3]馬海蘭.不同施肥水平及玉米種植對土壤微生物生物量碳、氮的影響分析[J].種子科技，2017，35（11）：100+103.

[4]侯化亭，張叢志，張佳寶，等.不同施肥水平及玉米種植對土壤微生物生物量碳氮的影響[J].土壤，2012，44（1）：163-166.

[5]栗如峰.不同施肥水平及玉米種植對土壤微生物生物量碳氮的影響分析[J].北京農業，2014（15）：17-18.