淺析三種分子量殼聚糖對土壤碳氮的影響

劉麗娟

（井陘縣環(huán)保局 河北石家莊 050300）

1 緒論

1.1 殼聚糖

殼聚糖(Chitosan)又稱可溶性甲殼質(zhì)、甲殼胺、幾丁聚糖等，學(xué)名為β-1,4-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖，是天然糖中唯一大量存在的堿性多糖[1]。具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌和抗腫瘤等優(yōu)異性能。

殼聚糖因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，因而具有一系列特殊功能性質(zhì)。殼聚糖分子中含有羥基，乙酰氫基和氨基，決定了殼聚糖可進(jìn)行多功能基化學(xué)反應(yīng)。

殼聚糖在醫(yī)學(xué)、食品、日用工業(yè)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)方面都有其一定的應(yīng)用。

1.2 土壤中微生物量碳氮的研究

土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化循環(huán)的動力。土壤微生物的數(shù)量和活性受土壤微生物承載容量的影響，土壤微生物承載容量可用以衡量土壤可穩(wěn)定保護(hù)土壤微生物體量的能力，其大小與土壤物質(zhì)的輸入與循環(huán)有關(guān)[2]。土壤微生物量碳、氮含量是衡量土壤微生物數(shù)量的綜合指標(biāo)，其大小可以直觀地反映土壤微生物的數(shù)量和肥力狀況，土壤微生物數(shù)量的多少在一定程度上可表征土壤對速效養(yǎng)分的固持和有效化能力，是評價土壤養(yǎng)分潛力和環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。所施氮肥中的氮源會被土壤微生物固定到體內(nèi)，氮素的固持無疑會增加土壤微生物體內(nèi)氮的含量，但土壤中微生物可利用氮素含量過高，會減少微生物量氮含量，同時礦化作用將使土壤微生物量氮含量下降[3]。

土壤有機(jī)質(zhì)包括三類物質(zhì)：粗有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)[4]。土壤有機(jī)質(zhì)是植物營養(yǎng)的重要來源，同時是異差型微生物的能源物質(zhì)，也是形成土壤結(jié)構(gòu)的重要因素。有機(jī)質(zhì)的含量影響著土壤一系列理化學(xué)性質(zhì)，是土壤肥力高低的重要指標(biāo)之一。

土壤水解性氮的測定方法常用的有堿解蒸餾法和擴(kuò)散吸收法。

2 本課題研究的實(shí)驗(yàn)材料

本課題主要研究的是施入不同分子量的殼聚糖土壤中的碳、氮的變化情況。以證明殼聚糖對土壤是否有改良作用。碳、氮都是植物生長發(fā)育的重要元素。本課題采取的土壤來自二龍山上多年生長酸棗耕層土。

本實(shí)驗(yàn)共分6個組；將殼聚糖與鮮土均勻混合，按3kg／缽?fù)裂b盆。將實(shí)驗(yàn)在第 1、3、7、14、24、34、44天采樣，共采樣 7次，每次均在不同缽中采土250g。

(1)對照組,即不加殼聚糖；

(2)加入殼聚糖C-1(殼聚糖/鮮土=1/100)；

(3)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=0.2/100)；

(4)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=1/100)；

(5)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=2/100)；

(6)加入殼聚糖C-3(殼聚糖/鮮土=1/100)。

3 結(jié)果與討論

3.1 土壤中碳的測定

用一定量的氧化劑（重鉻酸鉀—硫酸溶液）氧化土壤中的有機(jī)碳，剩余的氧化劑用還原劑（硫酸亞鐵銨或硫酸亞鐵）滴定，這樣，可從消耗的氧化劑數(shù)量，計算出有機(jī)碳的含量。

根據(jù)與對照組相比，可知，在C—1(1%)的第3天，和在C一2(1%)，C一2(2%)，C一3(1%)的第34天有顯著性的差異，加入殼聚糖后土壤重的微生物量C是最多的，根據(jù)農(nóng)作物生長時需土壤中微生物量C的情況，來決定哪一種分子量哪一種比例的殼聚糖。這樣可以利于農(nóng)作物的生長。

3.2 土壤中氮的測定

在擴(kuò)散皿中,土壤于堿性條件下進(jìn)行水解,是易水解態(tài)氮,用一定當(dāng)量濃度的NaOH水解土壤樣品，使有效態(tài)N堿解轉(zhuǎn)化為NH3，并不斷地擴(kuò)大散逸出，由硼酸吸收，再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，H3BO3吸收液中的NH3在用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，由此計算堿解氮的含量。

根據(jù)與對照組相比，可知，在C—1(1%)的第3天，和在C一2(1%)，C一2(2%)，C一3(1%)的第34天有顯著性的差異，加入殼聚糖后土壤重的微生物量N是最多的，根據(jù)農(nóng)作物生長時需土壤中微生物量N的情況，來決定哪一種分子量哪一種比例的殼聚糖。這樣可以利于農(nóng)作物的生長。

4 結(jié)論

土壤微生物量C用的是重鉻酸鉀法，重鉻酸鉀測定的是土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量即土壤中微生物量C的含量；測定土壤微生物量N用的是堿解擴(kuò)散法，即測定的是土壤中水解氮的含量。土壤在加入殼聚糖以后分別在1、3、7、14、24、34、44天采樣，測定其中的微生物量C、N的含量。得出以下的結(jié)論。微生物量C、N均隨殼聚糖用量的增加而增大。微生物量C隨分子量遞增，微生物量N則不同。

[1]李澤浩，甲殼素的利用前景．生物學(xué)通報，1995，9：47-48.

[2]鄭洪元，張德生．土壤動態(tài)生物化學(xué)研究．北京：科學(xué)出版社，1982.

[3]李東坡，武志杰，梁成華，陳利軍.施用緩/控釋氮肥對玉米苗期土壤生物學(xué)活性的影響.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報.2006，22(2)：21-25.

[4]蘇紅.不同開墾年限對土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量的影響[B].沈陽：沈陽市農(nóng)業(yè)檢測中心.