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苹果园土壤生物活性及土壤镉行为的生物调节

申为宝  
【摘要】: 在调查山东苹果产区不同生产水平果园土壤生物活性的基础上,以二年生红富士和三年生冬红果盆栽苹果幼树以及15年生成龄红富士苹果树及其土壤为材料(砧木均为平邑甜茶Malus hupenhensis Rhed),通过蚯蚓和有效微生物群(EM,Effective microorganisms)处理,研究了蚯蚓和EM对土壤生物活性、土壤镉吸附解吸行为及苹果幼树生长发育的调节作用,结果如下: 1、不同土壤类型果园的土壤生物活性具有明显差异,土壤酶的活性及土壤微生物碳、氮含量与土壤有机质含量有一定的关联度。在所研究的果园土壤类型(褐土、棕壤和潮土)中,土壤脲酶及碱性磷酸酶的活性以褐土为最高,酸性磷酸酶的活性以棕壤为最高,褐土微生物碳、氮含量明显高于潮土及棕壤。 2、苹果园产量与土壤生物活性具有很高的相关性。产量越高,土壤脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性越大,土壤微生物碳、氮的含量也越高,在同一土壤类型的果园中,这种规律更为明显。超高产、高产及中产果园的土壤微生物商大于1,低产果园小于1;高产果园的土壤微生物碳氮比低于低产果园,高产果园土壤氮素的生物有效性高,土壤微生物群落中以细菌为主。 3、果园引入蚯蚓提高了土壤生物活性,但蚯蚓对土壤生物活性的影响程度与土壤类型密切相关。褐土、潮土和棕壤土中脲酶、酸性磷酸酶及碱性磷酸酶的活性在蚯蚓处理后均显著增高,其中脲酶活性在棕壤中增幅最大,酸性及碱性磷酸酶活性在潮土增幅中最大。褐土和潮土中微生物碳含量在蚯蚓处理后明显增加,其中在潮土增幅最大;褐土、潮土和棕壤中的微生物氮含量在蚯蚓处理后均明显增加,其中在棕壤增幅最大。 4、土壤施肥后再引入蚯蚓,土壤生物活性的变化因肥料种类和土壤类型而明显不同。褐土施肥后再引入蚯蚓,施用有机肥和无机肥的土壤酶活性和微生物碳、氮含量差异不显著;潮土及棕壤施用有机肥后再经蚯蚓处理,土壤脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性以及微生物碳、氮含量均明显高于施用无机肥料的土壤。 5、应用EM提高了土壤生物活性,提高程度因土壤类型不同有较大差异。褐土经EM处理后,其脲酶、酸性磷酸酶及碱性磷酸酶的活性均显著提高;潮土和棕壤中的脲酶和酸性磷酸酶活性在EM处理后提高,脲酶活性在棕壤中增幅最大,酸性磷酸酶活性在潮土中增幅最大。EM处理明显增加了褐土和潮土微生物碳含量,其中在潮土中增幅最大;EM处理也增加了褐土、潮土和棕壤的土壤微生物氮含量,其中在棕壤中增幅最大。 6、EM对土壤酶活性及微生物碳、氮含量的影响因施肥条件而不同。施用有机肥的褐土,经过EM处理后,其脲酶及碱性磷酸酶的活性较施用无机肥的提高更显著;不论在褐土、潮土还是在棕壤中,有机肥与EM组合处理后,土壤酶活性都最高。施用有机肥的褐土、潮土和棕壤,经EM处理后,它们的微生物碳含量均明显高于施用无机肥的;褐土及棕壤中的微生物氮含量,在施用有机肥比施用无机肥后提高显著。 7、褐土、潮土和棕壤引入蚯蚓和EM后,苹果幼树根系的活力提高,根尖数、根系总长度、表面积及体积增加,地上部生长加快。 8、蚯蚓和EM降低了土壤对Cd2+的吸附率和最大吸附量,EM效果更为明显。随着外加Cd2+浓度的提高,蚯蚓及EM对土壤镉解吸率总体上呈逐渐增大趋势,而且随着Cd2+吸附量的增加,解吸量随之提高,特别是土壤Cd2+的吸附量大于500mg.kg-1时,Cd2+解吸量的增加尤为显著。因此,蚯蚓和EM的存在,增加了土壤Cd2+浓度,能够明显增进根系对镉的吸收及镉在果实中的积累,尤其在土壤镉浓度较高时,效果更显著。


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