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长期不同施肥土壤生物活性研究

高瑞  
【摘要】:在自然土壤中生存着大量的微生物群,它们能较敏感地预测土壤环境的变化,如土壤有机质的变化过程,因此,土壤生物活性常被用作衡量土壤质量的灵敏指标。对土壤微生物及其生物活性进行研究,不但能揭示土壤中物质代谢和肥力发展的规律,而且对土壤生态环境的建设也有重要的理论参考价值。 长期定位试验具有短期试验不具备的解释与回答问题的潜力,能克服因气候、年变化对肥效的影响,系统地研究各种肥料对作物产量、品质的作用和培肥差异,同时也为研究不同培肥措施对土壤生物学性质的影响提供了场所。 长期不同施肥土壤的性质、物质组成等均发生了明显的变化,对土壤生物活性也势必造成不同的影响。 本文以长期不同施肥土壤为材料,从土壤微生物生物量、土壤微生物区系、土壤生物化学作用强度、土壤酶活性等几个方面,系统地研究了25年来连续不同施肥对土壤生物活性的影响,并探讨其与土壤肥力的关系,从而为深入了解微生物体在土壤肥力调节中的作用,制定合理的土壤培肥制度,促进土壤良性生态循环和农业可持续发展提供科学依据。 本次试验的结果表明: 1. 与试前土壤相比,在一年两熟(小麦—玉米)生态条件下,长期不施肥土壤的肥力保持相对稳定,作物(小麦+玉米)产量也基本保持平稳。表明在试验条件下,并未对土壤肥力的主要因素产生显著影响,土壤仍然可以维持其固有的生产力功能的运转,使土壤呈现出一定的持续生产能力。 2. 25年连续施肥,无论是单施化肥还是有机肥(秸秆、厩肥)与化肥配施,土壤的各项生物活性指标都比不施肥的对照有明显的提高。其中,土壤微生物生物量碳含量、细菌数量、放线菌数量、真菌数量、氨化细菌数量、固氮菌的数量、硝化细菌数量、脲酶活性、碱性磷酸酶活性、转化酶活性、过氧化氢酶活性以及硝化作用强度、纤维素分解作用强度、氨化作用强度分别提高了5.45%~49.75%、95%~298.33、14.52%~203.63%、9.74%~907.49%、99.15%~542.88%、91.75%~2725%、59.49%~684.81%、4.89%~40.78%、10.62%~28.2%、50.48%~149.03%、0.08%~1.29%和56.78%~388.39%、25.52%~98.64%、41.67%~404.17%。无机肥的施用促进了作物根系的生长,提高了土壤有机质的数量,从而促进土壤微生物的活动;而有机肥的施入不仅带入了大量活的微生物体,还提供了大量的可被微生物吸收利用的碳源与能源,对土壤中各种有益微生物的生长发育具有良好的促进作用。 3. 长期单施化肥的效果不如有机肥(秸秆、厩肥)与化肥配施的效果显著。有机肥+化肥处理与单施化肥处理相比,土壤微生物生物量碳、真菌数量、固氮菌数量、脲酶活性和纤维素分解作用强度分别提高了21.86%~42.01%、490.44%~818.09%、787.5%~1373.27%、6.66%~21.78%和2.09%~39.86%。这是因为长期有机、无机肥料合理配合 WP=6 施用,既补充了有机碳源又改善了土壤的理化性质,为土壤微生物和土壤动物的生活提供良好的环境条件,大大刺激了土壤微生物的活性,使其增强。所以说,有机、无机肥料配施才可以更好地发挥效益。 4. 就不同有机肥种类而言,厩肥的效果要优于秸秆,造成这种差异的原因是:由于不同有机物料中的有机碳在分解速率上有一定的差异,致使土壤中积累的有机碳数量不同,同时,长期施用厩肥可以增强土壤的持水能力,使土壤中干湿交替作用趋于缓和,从而更有利于土壤微生物的生命活动。 5. 长期施肥,但不种植作物的休闲处理,其土壤生物活性明显低于相同施肥量但种植作物的处理,所以说,作物不仅是土壤肥力的消费者,具有作物生长的农田生态条件对土壤肥力还具有重要的保护效应。 6. 通过CO2释放动力学和热力学研究可以看出,长期施肥对土壤呼吸作用强度有一定的影响,施肥土壤的呼吸作用强度都有了明显的增强,而且有机肥和化肥配施的影响要大于单施化肥,温度、耕作对土壤呼吸作用强度也有明显的影响。 7. 多年的连续施肥可以显著地提高作物产量,相对于不施肥的对照而言,施肥处理的增加幅度为298.81%~327.01%,即单施化肥或有机无机肥料配合施用,都有改良土壤,培肥地力,增加产量的作用,其中有机、无机肥料配施的效果更好。


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