不同施肥水平及玉米種植對(duì)土壤微生物生物量碳氮含量的影響

權(quán)基哲

[摘要]為研究玉米種植土壤和無農(nóng)作物土壤中不同的施肥水平對(duì)土壤微生物中生物量碳元素和氮元素含量的影響，本次試驗(yàn)選擇了某農(nóng)科院的裸地和玉米種植的田間小區(qū)作為相應(yīng)的試驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)玉米生長(zhǎng)過程采取不同的施肥水平，對(duì)土壤微生物中生物量的氮元素和碳元素進(jìn)行相應(yīng)的含量測(cè)定。結(jié)果顯示，當(dāng)不施加相應(yīng)的肥料時(shí)，某農(nóng)科院裸地土壤微生物中碳元素和氮元素含量的平均值分別為175.98mg/kg和26.04mg/kg;玉米種植的田間小區(qū)土壤微生物中碳元素和氮元素的含量分別為161.65mg/kg和22.70mg/kg。通過探究可以明確玉米種植的田間小區(qū)土壤微生物中生物量的碳元素和氮元素含量要比裸地低，因此在施肥過程中需要了解施肥種類和施肥量，根據(jù)土壤微生物中碳、氮含量的規(guī)律合理施肥。

[關(guān)鍵詞]施肥水平;玉米種植土壤;微生物;碳元素;氮元素

中圖分類號(hào)：S513;S154.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

由于土壤的肥力會(huì)對(duì)糧食的生產(chǎn)量產(chǎn)生重要影響，因此為提高我國(guó)糧食生產(chǎn)量，保證糧食安全，必須對(duì)土壤肥力進(jìn)行合理的控制?，F(xiàn)階段很多專家認(rèn)為，農(nóng)作物在生長(zhǎng)過程中會(huì)在一定程度上吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)而導(dǎo)致土壤的肥沃能力下降，而通過施肥操作可以確保土壤維持原有的肥力。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的可持續(xù)利用，在休耕時(shí)期也要通過施肥使土壤肥力保持在原有的水平。

1 施肥水平及玉米種植的影響概述

農(nóng)作物種植及休耕期間所進(jìn)行的施肥流程對(duì)土壤的肥力均能夠產(chǎn)生重要的影響，但是，由于土壤肥力的主要指標(biāo)為土壤中的有機(jī)質(zhì)，因此通過施肥操作改變土壤中有機(jī)質(zhì)的組成成分及含量，是當(dāng)前對(duì)土壤中微生物生物量相關(guān)生物活性含量產(chǎn)生影響的重要體現(xiàn)形式。通過研究土壤微生物生物量相關(guān)元素，可以明確現(xiàn)階段土壤的養(yǎng)分情況以及生物活性;對(duì)碳元素和氮元素等相關(guān)生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行探究，可以了解在農(nóng)作物種植以及栽培等過程中對(duì)土壤肥力影響的具體表現(xiàn)。由此，可以將土壤微生物生物量中氮元素和碳元素含量作為改善土壤肥力的具體響應(yīng)指標(biāo)，從而明確對(duì)土壤施肥時(shí)需要注意的事項(xiàng)[1]。

2 材料與方法

為了探究不同施肥水平以及不同施肥操作對(duì)不同種類土壤微生物生物量相關(guān)生物活性含量的影響，首先需要選擇試驗(yàn)的原材料，本次試驗(yàn)選擇以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為相應(yīng)的試驗(yàn)基地來進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量和試驗(yàn)。試驗(yàn)基地位于黃淮海平原，屬溫帶半干旱半濕潤(rùn)性季風(fēng)型大陸性氣候，平均降雨量為600mm左右，6—7月份降雨較為明顯，占全年降雨量的70%～80%，全年的平均氣溫在15℃左右;主要種植方式是小麥和玉米輪番種植。該試驗(yàn)基地農(nóng)作物種植的土壤類型為輕質(zhì)潮土，在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的施肥處理。從小麥季開始，進(jìn)行施肥處理的相關(guān)布置和計(jì)劃，然后在小麥和玉米輪番種植的過程中做施肥處理，對(duì)不種植農(nóng)作物土壤和種植農(nóng)作物土壤的施肥處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)要確保施肥處理的方式和添加的肥料種類及數(shù)量與種植農(nóng)作物的試驗(yàn)田相同。如果不種植農(nóng)作物的試驗(yàn)田出現(xiàn)雜草，應(yīng)該立即鏟除，以防止試驗(yàn)受其他無關(guān)因素影響，保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2-3]。

在對(duì)玉米農(nóng)作物進(jìn)行施肥處理的過程中，施加肥料的水平分為7個(gè)檔次，第1個(gè)檔次是不進(jìn)行相應(yīng)的施肥處理，第2個(gè)檔次是采取30kg/hm2的處理方式，第3個(gè)檔次為70kg/hm2的處理方式，然后依次分別為110kg/hm2、150kg/hm2、190kg/hm2、200kg/hm2。在氮肥施加完成以后，對(duì)土壤中的氮元素和碳元素進(jìn)行測(cè)量，然后相應(yīng)施加磷肥，保證磷肥的施加量是氮肥施加量的40%左右即可，并且針對(duì)農(nóng)作物不同的生長(zhǎng)期重復(fù)3次施肥操作。

在完成施肥流程以后，需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行采集。在采集樣品的過程中，要嚴(yán)格控制樣品采集量和樣品采集時(shí)間。只有確保樣品數(shù)量和采集時(shí)間大致相同，才能夠保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。對(duì)土壤樣品進(jìn)行采集，尤其是對(duì)玉米種植小區(qū)土壤進(jìn)行采集時(shí)，需要分別在玉米的拔節(jié)期、抽雄期、乳熟期和成熟期采樣，同時(shí)對(duì)玉米植株不同生長(zhǎng)時(shí)期的生長(zhǎng)狀況采樣，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)裸地土壤采樣時(shí)采用相同的數(shù)據(jù)收集流程。然后需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行相應(yīng)的處理。由于采集到的原始土壤樣品雜質(zhì)相對(duì)較多，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此首先要對(duì)土壤樣品進(jìn)行初步處理。將樣品平均分成幾份，然后去除土壤樣品中的可見有機(jī)物，將土壤樣品放入冰箱中5℃左右冷藏保存。冷藏一段時(shí)間后，分析土壤中的微生物生物量氮、碳元素含量，并且測(cè)量土壤樣品前還應(yīng)該對(duì)土壤樣品進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，時(shí)間為24h左右，溫度條件為25℃左右。為了使微生物的活性得到更好的恢復(fù)，還應(yīng)該通過培養(yǎng)操作觀察具體的恢復(fù)情況，并且完成所有土壤樣品的采樣以后，盡量隔一周再進(jìn)行相關(guān)分析和測(cè)定。測(cè)定方法采用氯仿熏蒸提取法對(duì)土壤微生物中生物量碳氮進(jìn)行相關(guān)測(cè)定，在測(cè)定的過程中首先稱取相同數(shù)量的新鮮土壤樣品，然后將其放置在真空的干燥器中，利用氯仿蒸汽對(duì)其進(jìn)行熏蒸操作，操作時(shí)間大概在24h左右，并且通過反復(fù)抽真空的方式去除氯仿。然后再使用濃度為0.5mol/L，數(shù)量為50mL的硫酸鉀溶液進(jìn)行震蕩操作，操作的時(shí)間為30min，操作完成以后進(jìn)行過濾操作。對(duì)比土壤樣品不實(shí)施熏蒸操作，但是也應(yīng)該使用硫酸鉀等溶液浸泡和提取，同時(shí)也要經(jīng)過震蕩和過濾流程，在過濾操作完成以后，對(duì)過濾后的濾液進(jìn)行相關(guān)微生物的測(cè)定[4-5]。

3 結(jié)果和分析

通過分析發(fā)現(xiàn)，玉米田土壤中微生物生物量碳氮含量隨著施肥量的增加而增加，但是達(dá)到一定施肥水平后土壤中微生物碳氮含量隨著施肥的增加而逐漸減少。這說明適當(dāng)施肥可以增加士壤中微生物的活性，提高玉米的產(chǎn)量，而過量則會(huì)起到反作用。

在玉米不同的生長(zhǎng)期內(nèi)，土壤中微生物碳氮含量不同。一般情況下，玉米生長(zhǎng)抽穗期，土壤中碳氮含量最高、微生物活性最高;玉米拔節(jié)期，土壤中碳氮含量最低、微生物活性最低。可以看出，土壤中的微生物會(huì)利用肥料中的物質(zhì)進(jìn)行自身的新陳代謝。在相同的施肥水平下，由于閑置田相較于種植田缺少必要的碳元素，因此閑置田中土壤的微生物生物量碳氮含量小于玉米種植田，再加上兩類田在不同的施肥水平上生物活性不一樣，因此在進(jìn)行玉米種植時(shí)，要根據(jù)玉米的生長(zhǎng)周期合理施肥，從而確保土壤中碳氮含量最大，土壤肥力最高。

（1）土壤碳氮的平衡對(duì)土壤微生物生物量碳氮極為重要。當(dāng)不施肥時(shí)，玉米種植小區(qū)由于缺乏氮素，其土壤微生物生物量低于裸地;而當(dāng)進(jìn)行施肥處理時(shí)，裸地由于缺乏碳素，其土壤微生物生物量低于玉米種植小區(qū)。

（2）施肥水平對(duì)土壤微生物生物量碳氮具有顯著影響。裸地和玉米種植小區(qū)土壤微生物生物量碳氮均隨著施肥量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，其施氮水平拐點(diǎn)分別為70kg/hm2和150kg/hm2。

（3）玉米生育期對(duì)土壤微生物生物量碳氮也存在顯著影響。土壤微生物生物量碳氮在玉米拔節(jié)期最低，抽雄期達(dá)到最高，隨后乳熟期有所降低，成熟期又逐漸上升，各生育期間的變化趨勢(shì)能反映出玉米生長(zhǎng)及其吸收土壤養(yǎng)分的狀況。

4 結(jié) 論

總體來說，合理地施肥可以提高土壤中微生物生物量的碳氮含量，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，從而提高作物產(chǎn)量，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中有必要采用合理的施肥流程。通過試驗(yàn)與分析可知，施肥的水平對(duì)土壤微生物生物量碳氮有非常大的影響;在玉米生育期時(shí)，對(duì)土壤微生物生物量碳氯也有著一定的影響。要想提高作物收成，就必須根據(jù)土壤微生物中碳、氮含量的變化規(guī)律施肥，遵循客觀的發(fā)展規(guī)律，只有這樣才能保證土壤擁有強(qiáng)大的肥力，為作物的生長(zhǎng)提供更好的條件。

參考文獻(xiàn)

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