摘要:目的:研究施加磷肥对大豆土壤微生物数量及酶活性影响。方法:选取某地大豆种植区土壤作为观察对象,在不同区域种植不同大豆,记录各种植区域的大豆长势情况,分别对微生物与酶活性的测定。结果:未施磷肥前,各组放线菌、真菌数量差异小,A组、B组细菌总数略高于C组;施磷肥后,A、B、C组微生物总数与施肥前对比,差异显著。结论:土壤微生物与蔗糖酶、磷酸酶活性有关。

关键词:酶活性;大豆种植;磷肥;土壤微生物

前言:现阶段,国内种植大豆的面积明显减少,单产量及总产量均和预期存在较大差距,若不尽快解决该问题,不仅会使豆农热情、经济效益受到影响,还会使我国陷入大豆危机。研究表明,导致大豆产量难以增加的原因,主要是土壤缺少有效磷,只有以大豆特性为依据,对磷肥和土壤性质的关系进行深入研究,准确把握不同地区理想施肥量,才能使大豆产量得到提高。

1研究背景

众所周知,植物生长状态极易被微生物所影响,而微生物构成又取决于土壤环境。作为最活跃的土壤组分,酶对外界环境的变化十分敏锐,合理施肥可在增加微生物总数的同时,使酶活性发生改变,由此达到增强土壤运移、转化养分能力的目的。本文便以此为背景,围绕磷肥与土壤酶活性、微生物总数的关系展开讨论,供相关人员参考。

2研究过程

2.1试验条件

将某地大豆种植区土壤作为研究对象,将现场划分成三个区域,分别在各区域种植不同大豆。前期准备阶段,先施加作为基肥的钾肥及氮肥,其中,钾肥施加量为40kg/公顷,氮肥施加量为50kg/公顷。研究人员将施加磷肥的区域作为主区,将品种处理作为副区,其中,主区分为施肥区、不施肥区,磷肥施加量为35kg/公顷,副区则分为A、B、C三组,保证各区面积均为2×3m,通过穴播的方式进行种植,每穴均种植2粒,株距为20cm,行距控制在40cm左右,定期清理杂草,如实记录各区域出苗情况。

2.2采集样品

在收获大豆的同时采集土样,先确定各区的对角线,在对角线随机选取三点,手持无菌铲去除表层的土壤,在20cm以上区域、40cm以上区域取样,将所取土样充分混合后,利用四分法筛出1kg样品,再将样品转移到提前准备好的无菌袋内,扎紧袋口并做好标记,如实记录采样地点和时间[1]。到达实验室后,将样品平均分成两份,分别对微生物、酶活性进行测定,其中,微生物组样品应尽快放入冰箱,将冰箱温度调整为4℃备用,酶活性组样品则要先自然风干,再去除样品所含石块及植物残渣,将其研磨成0.25mm粒径样品、2mm粒径样品,将样品放入自封袋备用。

2.3测定数据

2.3.1微生物总数

分别对放线菌、细菌和真菌进行培养,并通过涂布平板法对微生物总数进行测定。其中,放线菌所使用培养基为高氏Ⅰ号,细菌所使用培养基为牛肉膏蛋白胨,真菌所使用培养基为马丁氏。

2.3.2酶活性

本次试验需要测定四种酶的活性,分别是蔗糖酶、磷酸酶、脲酶还有过氧化氢酶,不同酶所采用测定方法均有所不同,这点需要有所了解。

3研究结果

3.1磷肥与微生物总数

研究表明,20cm以上土层含有大量放线菌、细菌,另外,还含有少量真菌。未施肥时,各组放线菌、真菌总数无明显差异,A组、B组细菌总数在C组以上,施磷肥后,三组微生物总数相近,但与不施肥时所测得数据存在明显差异,其中,A组放线菌总数增加约30%,细菌总数增加约20%,放线菌总数增加约33%;B组放线菌总数增加约34%,细菌总数增加约23%,放线菌总数增加约38%;c组放线菌总数增加约44%,细菌总数增加约38%,放线菌总数增加约57%。

40cm以上土层所含微生物总数,由多到少依次为①细菌②放线菌③真菌。未施肥时,B组真菌总数最高,剩余微生物总数无明显差异,施磷肥后,B组、C组所含细菌总数明显增多,B组真菌总数增幅大于其他组,放线菌总数未发生明显变化。如果将未施肥时所测得数据作为参照,则施肥后,A组放线菌总数增加约55%,细菌总数增加约28%,放线菌总数增加约53%;B组放线菌总数增加约46%,细菌总数增加约34%,放线菌总数增加约39%;C组放线菌总数增加约62%,细菌总数增加约48%,放线菌总数增加约76%。

3.2磷肥与酶活性

3.2.1蔗糖酶

该酶活性与土壤呼吸强度、有机物以及微生物总数密切相关,业内人士习惯利用蔗糖酶活性表示土壤活性、肥力及熟化水平。试验表明,20cm以上土壤活性相对较高,施加磷肥后,A组活性提高35%,B组活性提高58%,C组活性提高了约94%。

3.2.2磷酸酶

磷酸酶的本质为水解酶,其活性极易被土壤酸碱性所影响,目前,学术界普遍将该类酶划分成碱性、酸性和中性三类。考虑到试验区域土壤呈酸性,酸性酶的活性较其他类型酶更强,研究人员决定仅对酸性酶的活性进行测定,结果表明,施加磷肥后,各组酶活性均有所提高,提高幅度由大到小依次为A组、C组、B组,分别提高了63%、53%以及33%。

3.2.3脲酶

作为土壤中较为常见的一类酶,脲酶的作用主要是水解尿素,提高脲酶的活性,可使土壤所含有机物、微生物总数大幅度增加。现阶段,业内人士多利用脲酶活性说明土壤氮素情况。在本次试验中,20cm以上土壤酶活性相对较高,施加磷肥后,A组脲酶活性提高了约30%,B组活性提高了约25%,C组活性无明显变化。

3.2.4过氧化氢酶

该酶活性与土壤生物活性、肥力密切相关,大豆根茎附近土壤、含大量有机质的土壤,酶活性相对较高。研究表明,20cm以上土壤酶活性明显高于20cm以下土壤,施加磷肥后,A、B、C三组酶活性分别提高了约16%、23%以及34%。

3.3微生物总数与酶活性

20cm以上土层含放线菌、细菌总数与蔗糖酶、过氧化氢酶所表现出活性的关系为正相关,与磷酸酶的关系为负相关,与脲酶的相关性并不显著[2]。而真菌总数主要取决于过氧化氢酶、磷酸酶的活性,与前者关系为正相关,与后者关系为负相关。40cm以上土壤所含微生物总数仅受蔗糖酶、磷酸酶活性影响,通常会随着蔗糖酶活性的增强而减少、随着磷酸酶活性的增强而增加。

结论:现将试验所得结论归纳如下:其一,施加磷肥能够使土壤所含微生物总数得到明显增加,无论是放线菌、细菌还是真菌,其增幅和土壤深度的关系均为负相关。其二,施加磷肥能够在极大程度上提高蔗糖酶的活性,对脲酶、磷酸酶活性具有抑制作用,给过氧化氢酶所产生影响可忽略不计。

参考文献:

[1]张久明,匡恩俊,宿庆瑞,等.外源施硒对土壤酶活性、大豆籽粒硒及氨基酸含量的影响[J].长江大学学报(自然科学版),2022,19(05):106-113.

[2]陈奎元,刘卉,丁伟.草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响[J].中国农业科技导报,2022,24(05):180-188.

(于佳 ,中国铁路哈尔滨局集团有限公司农林管理所   黑龙江 哈尔滨 150000)


 

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