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

摘 要：本文對(duì)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(hào)： S963.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dòng)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(duì)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(shí)現(xiàn)土壤中植物養(yǎng)分儲(chǔ)備的主要?jiǎng)恿?。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(chǔ)存和生成，對(duì)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(shí)在有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，對(duì)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(dòng)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?yàn)橛袡C(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(duì)有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤中的微生物影響。在實(shí)驗(yàn)的過程中，把不同碳氮比的有機(jī)肥料當(dāng)作實(shí)驗(yàn)中的變量，根據(jù)實(shí)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(shí)，保持氮含量相同的情況下進(jìn)行植被實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)中所使用的材料

實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)選取在溫室內(nèi)部進(jìn)行，而實(shí)驗(yàn)的土壤則選擇潮土作為實(shí)驗(yàn)中的有機(jī)實(shí)驗(yàn)田[3]。實(shí)驗(yàn)前，對(duì)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(shí)確定實(shí)驗(yàn)中所使用的實(shí)驗(yàn)品種為辣椒。對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法探究

實(shí)驗(yàn)中的植被選擇盆栽的方式進(jìn)行培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)中根據(jù)不同種類的有機(jī)肥料，把實(shí)驗(yàn)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(yàn)中的4組實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)的開始日期，并將成長狀態(tài)相似的實(shí)驗(yàn)植移栽到實(shí)驗(yàn)所用的盆中，從移栽的那天開始，每隔半個(gè)月需要進(jìn)行土壤的采樣，實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)選用EXCEL并輔助SPPSS來進(jìn)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 對(duì)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(xiàng)較為重要的指標(biāo)，是本實(shí)驗(yàn)研究的主要對(duì)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，3組添加有機(jī)肥的實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)驗(yàn)樣品顯著，并在實(shí)驗(yàn)開始后的1個(gè)月后達(dá)到最高點(diǎn)。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(shí)驗(yàn)開始后的45d時(shí)，碳含量達(dá)到最高水平。可以發(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(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)分析了不同碳氮比的有機(jī)肥料對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)，土壤中的有機(jī)碳的量逐漸提高，此時(shí)，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(xiàng)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(shí)微生物會(huì)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(shí)驗(yàn)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?yàn)橥寥乐械牡示哂凶柚雇寥乐械牡仉S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(shí)，生物有效性降低，而比值較小時(shí)，生物有效性升高。在試驗(yàn)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(duì)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(shí)，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(huì)積累一定的動(dòng)植物的腐蝕體以及動(dòng)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(huì)逐漸隨著時(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(duì)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(huì)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(huì)使得土壤的活性變差，對(duì)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。

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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。