不同碳氮比有機(jī)肥對有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤微生物生物量的影響

摘 要：本文對不同碳氮比的有機(jī)肥和有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤中的微生物生物量的關(guān)系進(jìn)行了分析，從而確定合適的碳氮比范圍。

關(guān)鍵字：碳氮比；有機(jī)肥；有機(jī)農(nóng)業(yè)；土壤微生物量；影響

中圖分類號： S963.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131006

1 前言

土壤中的微生物是土壤中的化學(xué)性質(zhì)的重要體現(xiàn)，也是土壤生物化學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵成分，而土壤中的微生物含量以及土壤中的微生物種類的變化是導(dǎo)致土壤中肥力出現(xiàn)變化的主要原因。土壤中的生態(tài)系統(tǒng)，若想發(fā)生有機(jī)物質(zhì)和土壤養(yǎng)分的動力變化，則需要依靠土壤中的微生物含量發(fā)生變化。土壤中的微生物可以幫助土壤進(jìn)行土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解，并幫助土壤生成一定的腐殖質(zhì)[1]。對于調(diào)節(jié)土壤中的能量，進(jìn)行土壤的養(yǎng)分循環(huán)具有至關(guān)重要的作用，是實現(xiàn)土壤中植物養(yǎng)分儲備的主要動力。有機(jī)農(nóng)業(yè)是綠色環(huán)保的農(nóng)業(yè)，拒絕使用化學(xué)肥料。此外，有機(jī)農(nóng)業(yè)還注重植物養(yǎng)分的儲存和生成，對于改善土壤環(huán)境的肥料具有嚴(yán)格的要求。有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展的主要肥料來源是有機(jī)肥，同時在有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，對于有機(jī)肥料具有特殊的要求。若有機(jī)農(nóng)業(yè)中使用有機(jī)肥的種類不同，土壤中受到有機(jī)肥料的影響也大不相同。有機(jī)肥中含有多種微量元素，其中包含碳元素、氮元素、磷元素以及其他元素等，這些微量元素在微生物的作用下，釋放在土壤中，為土壤中植物的生長提供動力。而土壤中有機(jī)肥料影響土壤結(jié)構(gòu)主要由有機(jī)肥料中的碳氮比來決定。當(dāng)前，國際上很多研究人員都在研究有機(jī)肥以及無機(jī)肥中不同碳氮比在有機(jī)肥以及無機(jī)肥配比中的土壤的影響情況。因為有機(jī)農(nóng)業(yè)中嚴(yán)禁使用化肥，所以之前的研究結(jié)果都不能為有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究提供一定的科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前有機(jī)農(nóng)業(yè)的研究已經(jīng)有了一定的進(jìn)展，但是在碳氮比的角度來分析的較少，而本文則是從不同碳氮逼得角度來分析有機(jī)肥對有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤中的微生物影響。在實驗的過程中，把不同碳氮比的有機(jī)肥料當(dāng)作實驗中的變量，根據(jù)實際的發(fā)展需要，配成具有一定碳氮比的有機(jī)肥料[2]。同時，保持氮含量相同的情況下進(jìn)行植被實驗。在實驗中要按照有機(jī)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行植被的管理，并在此過程中，對不同碳氮比的有機(jī)肥影響下的土壤中微生物的生物量的碳氮變化進(jìn)行研究，最終達(dá)到探索有機(jī)肥中的碳氮比對微生物生物量影響的目的，最終給有機(jī)農(nóng)業(yè)中的有機(jī)肥料的合理使用奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 實驗部分

2.1 實驗中所使用的材料

實驗的地點選取在溫室內(nèi)部進(jìn)行，而實驗的土壤則選擇潮土作為實驗中的有機(jī)實驗田[3]。實驗前，對使用中的土壤進(jìn)行理化性質(zhì)的調(diào)查，其中土壤總的有機(jī)質(zhì)含量在11.25g/kg，而土壤中的氮含量、磷含量、鉀含量分別是1.25g/kg、1.20g/kg、19g/kg，同時確定實驗中所使用的實驗品種為辣椒。對實驗中所有有機(jī)肥料進(jìn)行有效成分的含量中，草炭的有機(jī)質(zhì)、氮含量、磷含量、鉀含量分別是161.8g/kg、4.7g/kg、2.6g/kg、6.9g/kg；牛糞中的有機(jī)質(zhì)、氮含量、磷含量、鉀含量分別為430g/kg、17.0g/kg、4.2g/kg、18.5g/kg；蚯蚓肥中的四種含量為334.9g/kg、16g/kg、2.6g/kg、8g/kg；而腐植酸則為736.6g/kg、54.2g/kg、3.8g/kg、15g/kg。

2.2 實驗方法探究

實驗中的植被選擇盆栽的方式進(jìn)行培養(yǎng)。實驗中根據(jù)不同種類的有機(jī)肥料，把實驗分為4組進(jìn)行。其中T1植被使用草炭，T2植被選擇使用有機(jī)肥牛糞，T3植被選擇使用有機(jī)肥為兩種，分別是蚯蚓肥和腐植酸，這3組有機(jī)肥的碳氮比分別是20，15，10。第4組的T4不做加肥處理。試驗中的4組實驗植被需要按照有機(jī)農(nóng)業(yè)的管理方式進(jìn)行管理，保證每組中進(jìn)行6次的重復(fù)處理，排列需要按照隨機(jī)處理的排列方式進(jìn)行。試驗中的盆中確定裝土值為5kg，而在均勻土壤之后加入氮肥進(jìn)行有機(jī)肥的添加。

確定實驗的開始日期，并將成長狀態(tài)相似的實驗植移栽到實驗所用的盆中，從移栽的那天開始，每隔半個月需要進(jìn)行土壤的采樣，實驗持續(xù)2.5月，共采集土壤樣品的次數(shù)為5次[4]。當(dāng)進(jìn)行采集土壤樣品時，需要把新的土壤混合均勻之后，放入到低溫冰箱中進(jìn)行冷藏，保持土壤中的微生物活性，等待檢查土壤中的微生物生物量中的碳含量和氮含量。

2.3 微生物測試方法

土壤中的微生物生物量需要制定一定的測量方法。而土壤中的農(nóng)化指標(biāo)以及有機(jī)肥的成分指標(biāo)的測定按照土壤農(nóng)化分析來進(jìn)行。實驗中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計選用EXCEL并輔助SPPSS來進(jìn)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 對生物量碳的影響

碳的含量是反應(yīng)土壤中的微生物生物量的一項較為重要的指標(biāo)，是本實驗研究的主要對象。根據(jù)實驗的結(jié)果，3組添加有機(jī)肥的實驗對象中的土壤里面的碳含量在不同程度上都有所增加，而其中T1中的碳氮比為20：1的樣品的碳增加量較其他組別的實驗樣品顯著，并在實驗開始后的1個月后達(dá)到最高點。其中的碳含量為使用無肥處理土壤中的碳含量的2倍。而T2和T3中的碳氮含量的差別不是很大，在實驗開始后的45d時，碳含量達(dá)到最高水平?？梢园l(fā)現(xiàn)，土壤中的碳氮比與土壤中的碳含量成正比關(guān)系，且隨著碳氮比的不斷下降，土壤中的碳含量也逐漸降低。

3.2 對生物量氮的影響

土壤中的氮含量和土壤中的碳含量同樣重要，其是調(diào)節(jié)土壤中生物量的主要參考因素，對于土壤中的氮元素的調(diào)節(jié)具有至關(guān)重要的作用，是土壤中氮含量的核心來源。經(jīng)過實驗結(jié)果分析，T2組中的氮含量為最高值，其碳氮比為15：1。依次降低的氮含量為T3與T1，而T1，T2，T3中的氮含量均高于T4組中的無肥料處理的氮含量。由此可以發(fā)現(xiàn)，土壤中的氮含量受到土壤中的碳含量影響較大[5]。綜合分析可以發(fā)現(xiàn)，土壤中無論是氮含量還是碳含量，其增長趨勢都是相同的，均表現(xiàn)出上升的狀態(tài)。

3.3 不同組分的有機(jī)肥料對生物量碳氮比產(chǎn)生的影響

通常，把土壤中的生物量碳氮比當(dāng)作橫量土壤的生產(chǎn)供應(yīng)能力的重要指標(biāo)。根據(jù)實驗中的結(jié)果，加入了有機(jī)肥之后，土壤中的碳氮比有所降低，其中比值為15：1中的碳氮比最小，其次為10：1，最后為20：1，而沒有經(jīng)過無機(jī)肥料處理的土壤中的碳氮比的含量最高。隨著時間的不斷推移，作物在逐漸生長，而經(jīng)過處理的土壤中的碳氮比均有下降。

4 結(jié)論與分析

以上實驗分析了不同碳氮比的有機(jī)肥料對于有機(jī)農(nóng)業(yè)中土壤的微生物生物量的影響，經(jīng)過實驗得出，在氮含量相等的情況下，當(dāng)土壤中所使用的有機(jī)肥中的碳氮比所有增加時，土壤中的有機(jī)碳的量逐漸提高，此時，土壤中的生物量碳也逐漸增多，二者成正比關(guān)系。生物量碳是土壤中生物群里多少的一項關(guān)鍵性指標(biāo)，但是土壤中的微生物生物量碳不宜過高，若過高，則微生物的數(shù)量則較大，這時微生物會同土壤中的作物出現(xiàn)競爭關(guān)系，所以，為了使得作業(yè)可以保持充分的影響，我們可以科學(xué)的增加土壤中的生物量。實驗中可以發(fā)現(xiàn)，土壤中的微生物中碳氮比有較大的聯(lián)系，其中T2和T3中的土壤具有較高的氮含量，這是因為土壤中的氮肥具有阻止土壤中的氮元素隨著植被生長而消失的作用，是土壤中氮元素的來源庫。

其次，土壤中的生物生物量的碳氮比是土壤進(jìn)行氮元素供應(yīng)的能力表現(xiàn)，當(dāng)其比值的大小和氮元素的生物有效性成反比關(guān)系，比值較大時，生物有效性降低，而比值較小時，生物有效性升高。在試驗中的2組和3組的土壤氮元素具有較高的生物有效性，在提高氮元素的利用率上具有較大的優(yōu)勢。在有機(jī)農(nóng)業(yè)中需要使用大量的有機(jī)肥料，而合適的碳氮比對于有機(jī)肥料的施加效果至關(guān)重要，因此，需要選擇合適碳氮比的有機(jī)肥料，以便減少氮元素的損失，提高有機(jī)肥料的使用效率的同時，達(dá)到增加作物產(chǎn)量的目的。

5 結(jié)語

綜上所述，土壤中的微生物是土壤中的關(guān)鍵有機(jī)量，是一種具有活性的土壤有機(jī)質(zhì)。而農(nóng)業(yè)土壤在每一年使用的過程中都會積累一定的動植物的腐蝕體以及動植物的分泌物等，最終形成土壤中的有機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)在微生物的作用下會逐漸隨著時間的推移而形成腐殖質(zhì)化以及礦質(zhì)化。土壤中的微生物生物量是全世界學(xué)者進(jìn)行研究的主要對象。而隨著研究進(jìn)程的不斷推進(jìn)，研究方法也愈來愈新穎，這加強(qiáng)了土壤中的微生物量的研究。經(jīng)過實驗的得出當(dāng)有機(jī)農(nóng)業(yè)中使用的有機(jī)肥的碳氮比的比值為15或者10時，有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤中的氮元素活性較高，因此氮元素的利用率也相對提高，因此，這一比值在有機(jī)農(nóng)業(yè)的施肥定量中具有一定的作用。土壤中的碳氮比的比值不是越高越好，較高的碳氮比值反而會使得土壤中的氮元素活性大大降低，并使得土壤中的氮元素出現(xiàn)供應(yīng)不足的情況發(fā)生，以至于土壤中的微生物生物量不能給土壤提供足夠的養(yǎng)分。此外，若不添加有機(jī)肥，則土壤中的微生物含量將較低，這會使得土壤的活性變差，對于土壤中的氮元素進(jìn)行礦質(zhì)化不利，因此，為了保證有機(jī)農(nóng)業(yè)的長久發(fā)展，需要選擇合適的碳氮比。

參考文獻(xiàn)

[1]王利利，董民，張璐，杜相革.不同碳氮比有機(jī)肥對有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤微生物生物量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2013， 21（9）.

[2]王軍，丁效東，張士榮，詹振壽，陳偉賢.不同碳氮比有機(jī)肥對沙泥田烤煙根際土壤碳氮轉(zhuǎn)化及酶活性的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2015， 24（8）：1280-1286.

[3]張玉平，劉強(qiáng)，榮湘民，謝桂先，李波.不同有機(jī)肥與化肥配施對稻田土壤微生物活性的影響[J].土壤通報，2013（6）：1434-1439.

[4]廖敏，彭英，陳義，謝曉梅，吳春艷.長期不同施肥管理對稻田土壤有機(jī)碳庫特征的影響[J].水土保持學(xué)報，2011， 25（6）：129-133.

[5]唐莉娜，張秋芳，陳順輝.不同有機(jī)肥與化肥配施對植煙土壤微生物群落PLFAs和烤煙品質(zhì)的影響[J].中國煙草學(xué)報，2010，16（1）：3600.

作者簡介：魏元茂（1985-），男，臨桂人，本科，助理農(nóng)藝師，研究方向：從事土壤肥料等方面工作。