不同水分条件下菌肥对土壤微生物量碳、氮的影响

不同水分条件下菌肥对土壤微生物量碳、氮的影响

土壤微生物生物量是土壤微生物生长发育的总量，是土壤有机质和土壤养分c、n、p、s等转化和循环的动力，并参与土壤有机质的分解、腐殖质的形成、土壤养分的转化和其他生化过程。微生物与环境密切相关。不同的环境因素，如温度、湿度、ph、光和湿度对微生物都有显著影响。微生物的量可以灵活反映环境因子的变化。这也是评估土壤质量质量的重要指标之一，近年来引起了土壤科学的关注。我国北方干旱、半干旱地区的土壤水分较少。在此前提下，最好的水条件是评价土壤水分的最佳条件，提高土壤水分的利用率非常重要。目前，我国对土壤水分影响的研究较少。本试验在不同土壤水分条件下研究生物菌肥，探索了不同土壤水分条件下生物菌肥的影响，并对不同土壤水分条件下生物菌肥的使用效果进行了初步探讨。目标是发现最佳耕作效果的水分条件，为我国干旱、半干旱地区的生物菌肥推广提供了理论依据。1土壤理化及生物性状试验所用菌肥为复合微生物肥料,由中国农业大学提供的菌种(包括固氮菌、磷细菌、钾细菌)经扩繁、复壮制成液体菌肥,再经蛭石吸附而成.供试土壤采自山西农业大学北院工地3m深处,其理化及生物性状如表1所示.供试玉米品种为太单30,生育期125d.每个处理中所施基肥为(w/gkg-1)N0.1、P2O50.1、K2O0.1、有机肥0.88,所用肥料分别为尿素、磷酸二氢钾、氯化钾、牛粪.1.2土壤含水量的变化采用盆栽法进行研究,种植作物为玉米,试验设计为裂区设计,两个主处理M(不加菌肥M1和加菌肥M2),3个副处理N(即3个土壤含水量水平:9%～12%N1、13%～16%N2、17%～20%N3),共6个处理,每个处理有4个重复.分别在玉米的4个生育期(苗期、拔节期、抽雄期、成熟期)进行土样的采集和分析测定.各处理具体表示见下.1.3微生物数量的测定用氯仿熏蒸提取法进行微生物生物量碳、氮的测定;稀释平板记数法进行微生物数量的测定,细菌、真菌、放线菌所用培养基分别为牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯蔗糖琼脂培养基和高氏一号培养基(淀粉培养基).2结果与分析2.1不同处理对不同微生物数量的影响在研究微生物量前应该对土壤中微生物的数量变化情况有一个清楚的了解.本试验针对玉米生长的不同时期各处理中微生物数量进行了测定,测定结果列于表2.从表2我们可以看出,各处理中微生物数量均较原始土样有所增加,细菌增加了2个数量级,放线菌增加了1个数量级,真菌也有一定程度的增加但不明显,这可能是因为每个处理中都加了有机肥,有机肥不仅营养成分丰富,适宜作物、微生物生长,而且有机肥本身所含的微生物在施入土壤后会迅速增加.相同条件下加菌肥的处理微生物数量大于不加菌肥的处理,说明菌肥可以促进土壤中微生物数量的增加.在玉米的同一生育期,在加菌肥的各处理中,土壤含水量为13%～16%时各种菌的数量最多,增加的幅度最大.说明土壤含水量高于9%时,施加菌肥都可以促进土壤微生物数量增加,起到了一定的肥效,在土壤含水量为13%～16%时其对于增加菌数的作用最大.从表2还可以看到,细菌和放线菌的数量变化较明显,而真菌的变化情况不明显.2.2不同含水量和含水量对土壤微生物量碳的影响在玉米的4个生育期对各处理土壤微生物量碳进行了测定,测定结果见表3.对于同一土壤含水量同一时期的两两处理,也即加菌肥对土壤微生物量碳的效用作了t检验,检验结果列于表4.从表4可以看出,除了苗期9%～12%和17%～20%土壤含水量时t0.05<|t|<t0.01,其它皆t0.01<|t|,说明苗期9%～12%和17%～20%土壤含水量时施加菌肥对生物量碳的影响显著,而其它则都极显著.结合表3可知,在相同生育期、相同土壤含水量条件下施加菌肥的处理生物量碳数量分别大于不施加菌肥的处理,说明在土壤含水量为9%～20%时,菌肥的施用可以增加土壤微生物量碳值.在同一个时期的不同含水量下,含水量为13%～16%时施加菌肥对土壤微生物量碳的影响最显著.在表3和表4的基础上又对玉米不同生育期加菌肥的各处理中土壤微生物量碳作图进行了比较,见图1.从图1可以看到,对于施加菌肥的所有处理来说,在不同土壤含水量时生物量碳的变化情况并不一致,相同阶段M2N2增加的幅度最大,其次为M2N3,M2N1.也就是说,相同时期在加菌肥的处理中,土壤含水量为13%～16%时生物量碳的值最大,增长幅度也最大,说明此时菌肥发挥的作用最大.含水量为17%～20%时生物量碳值虽然比含水量为9%～12%时大,但却小于含水量为13%～16%时的生物量碳值.从整个变化趋势来看,生物量碳在苗期最小,之后呈增加的趋势,成熟期最大,从苗期至拔节期以及从抽雄期至成熟期增长的幅度较大,而从拔节期至抽雄期这段时间增加的幅度相对较小.其变化趋势在前期和放线菌、细菌、真菌的总体变化情况相符合,但后期则不大符合,之所以出现这种现象,可能是因为土壤微生物极易受土壤环境因子的影响,诸如干湿交替,冻融等物理因子的变化会加速土壤微生物体的分解从而释放营养元素.另外,随着玉米生长期的延长,根际所分泌的碳物质增加,促进微生物对碳的固定,从而微生物生物量碳值增大.2.3氮对氮的影响对于同一土壤含水量同一时期加菌肥对土壤微生物量氮的效用作了t检验,检验结果见表6.在表6中,苗期9%～12%和17%～20%土壤含水量下、拔节期17%～20%土壤含水量以及成熟期9%～12%土壤含水量下t0.05<|t|<t0.01,说明其菌肥对生物量氮的影响显著;拔节期9%～12%和13%～16%土壤含水量时|t|<t0.05,说明其菌肥对生物量氮的影响不显著;其它的t0.01<|t|,说明极显著.由表5和表6可知,在玉米的同一生育期相同土壤含水量条件下,加菌肥的处理中生物量氮值大于不加菌肥的处理,说明施加菌肥可以增加土壤中生物量氮值.除了拔节期外,在同一个时期的不同含水量下,含水量为13%～16%时施加菌肥对生物量氮的影响最显著.在所测数据的基础上对玉米不同生育期加菌肥的各处理中土壤微生物量氮作图2.从图2可以看出,M2N2生物量氮数量最大,其次为M2N3,M2N1,即土壤含水量为13%～16%时生物量氮最大,土壤含水量为9%～12%时生物量氮最小,17%～20%土壤含水量时生物量氮介于二者之间,说明土壤含水量为13%～16%时菌肥对生物量氮的影响最大.土壤微生物量氮在抽雄期最大,从苗期到抽雄期逐渐上升,其中拔节期虽稍有下降,但幅度很小,抽雄期过后则大幅度地降低.此变化趋势符合2.1中所讨论的各种微生物的变化情况.其中的原因可能是在初期施入土中的微生物对周围环境有一个适应阶段,其生长和变化相对较慢,随后生长逐渐加快,但是待其生长达到一定高峰后,此时玉米的生长对养分吸收增加,而土壤中氮素营养有一部分以微生物活体的形式固定,随着玉米对氮素要求的数量增多,微生物活体中所固定的氮便逐渐减少.3不同土壤含水量玉米生长情况对菌肥效果的影响(1)菌肥的施用可以增加土壤微生物的活性,从而促进土壤微生物数量的增加,对细菌和放线菌的影响明显.又因所用的菌剂系细菌肥料,所以其对真菌的影响不明显;(2)施用菌肥促进土壤微生物生物量碳、氮值的增加,土壤含水量为13%～16%时,生物量碳、氮值最大,菌肥的作用最强;(3)玉米成熟期土壤微生物量碳值最高,而其微生物量氮值则最低,可能是由于玉米生长尤其是后期对氮素要求的数量增多,将微生物活体中所固定的一部分氮吸收的缘故.总之,土壤含水量对生物菌肥的肥效