粉垄耕作对宿根蔗地根际微生物及酶活性的影响
来源:用户上传
作者:黎佐生 蒋代华 韦本辉
摘要：试验设置常规旋耕（XG20）和粉垄20（FL20）、深翻旋耕（SF40）和粉垄40（FL40）4个处理，对比研究粉垄和常规耕作两种耕作方式对根际土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明，粉垄耕作较常规耕作有效提高土壤微生物数量和土壤酶活性，从而改善土壤质量。
关键词：粉垄耕作;微生物;酶活性
粉垄作为具有培育农业生产力和生态文明可持续发展潜能的技术，在全国得到大面积推广，有效改良盐碱地、砂姜黑土、退化草原等障碍性土壤，活化土壤养分，降低农业生产对化肥农药的依赖度。因此，研究粉垄技术对农田土壤微生物的影响具有重大意义。本试验研究粉垄技术在甘蔗种植中的应用，探讨不同耕作方式对蔗地根际微生物和酶活性的影响，进一步解析粉垄技术增加作物产量，提高水土养分利用率的作用机制，以期为粉垄技术深入研究和推广提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于广西壮族自治区隆安县那桐镇大滕村。土壤母质为第四纪红土，肥力中等，酸性土壤。2018年试验地土壤全氮1.45克/公斤，碱解氮238.57毫克/公斤，有效磷7.30毫克/公斤，速效钾180毫克/公斤，有机质30.22克/公斤，pH4.94，容重1.16克/立方厘米。
1.2 试验设计
试验于2018年4月进行，设4个区组，每个区组4个处理，随机排列，每个处理小区面积90m2（长15米，宽6米）。甘蔗品种桂糖42号。处理施用复合肥（15∶15∶15）50公斤/亩，追施复合肥（15∶15∶15）138公斤/亩，尿素（46%）69.4公斤/亩，加拿大钾肥（KCL60%）69.4公斤/亩，地农药6.94公斤/亩。试验中F表甘蔗分蘖期，S表甘蔗伸长期，C表甘蔗成熟期。
1.3 采样方法
2019年甘蔗第二年生长周期的分蘖期、伸长期、成熟期内分别采集甘蔗根际土样，每个小区采样5点取样，混匀后采用四分法取土样。部分鲜土装入灭菌袋存于4℃冰箱内，用于测定土壤微生物氨化细菌、钾细菌、无机磷细菌、有机磷细菌数量。部分鲜土过筛存于4℃冰箱，用于测定土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶。
1.4 测定方法
1.4.1 4种微生物功能能性细菌的测定 氨化细菌、钾细菌、无机磷细菌、有机磷细菌数量测定使用平板稀释法。
1.4.2 土壤酶活性测定 土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法;蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色;酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法;过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法。
1.5 数据分析
数据采用SPSS（19）和EXCEL（2010）软件统计分析，制图。
2 结果与分析
2.1 耕作方式对土壤微生物的影响
图1可知，不同耕作方式下甘蔗地土壤4种细菌发生显著的变化。在甘蔗分蘖期，FL20根际氨化细菌、钾细菌、无机磷细菌和有机磷细菌分别比XG高出59.73%、122.24%、53.93%和254.95%;FL40四种细菌数量中，FL40与SF的无机磷细菌数量差异不显著，FL40的氨化细菌、钾细菌和有机磷细菌比SF分别高出58.21%、52.74%和128.44%。到甘蔗伸长期，FL20氨化细菌数量较XG提高了169.08%，而钾细菌、无机磷细菌和有机磷细菌数量差异均不显著;对比FL40和SF，FL40的氨化细菌、钾细菌、无机磷细菌和有机磷细菌数量均比SF有所提高，分别提高了45.52%、48.20%、51.21%和38.15%。进入甘蔗成熟期，FL20氨化细菌、钾细菌、无机磷细菌和有机磷细菌数量比XG分别高出104.99%、58.66%、59.87%和79.14%;而FL40四种细菌数量分别比SF高出了81.53%、50.11%、46.11%和26.93%。
2.2 耕作方式对土壤酶活性的影响
耕作方式对甘蔗土壤酶活性的影响如图2所示。在甘蔗分蘖期，FL20与XG的过氧化氢酶活性差异不显著，而FL20的脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性比XG提高了37.13%、7.08%和44.84%;FL40仅过氧化氢酶活性比SF高出19.50%，其他酶活性差异均不显著。到甘蔗伸长期，FL20的过氧化氢酶活性比XG有所降低，酸性磷酸酶和蔗糖酶活性差异不显著，而FL20的脲酶活性较XG提高了43.07%;FL40的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均比SF有所提高，分别提高了25.40%、68.42%、32.07%和20.13%。进入甘蔗成熟期，FL20的脲酶和蔗糖酶活性比XG提高了19.09%和27.42%，过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性差异均不显著;而FL40的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均比SF高，分别提高了36.30%、17.51%、58.58%和25.85%。
2.3 土壤酶活性与微生物数量相关性分析
甘蔗各生育期根际土壤微生物与酶活性相关系数如表1所示。在甘蔗分蘖期，土壤脲酶活性与土壤无机磷细菌数量极显著正相关，相关系数为0.99**;蔗糖酶活性与钾细菌数量呈正相关，相关系数为0.96*。到甘蔗伸长期，土壤脲酶活性与氨化细菌数量极显著正相关，相关系数为0.99**。进入甘蔗成熟期，土壤脲酶活性与无机磷数量显著正相关，相关系数为0.96*。此外，甘蔗各个时期土壤酶活性与微生物数量表现不同程度的相关性，但差异均不显著。
3 结论
不同的耕作方式对土壤中的氨化细菌、固氮菌、无机磷细菌和钾细菌的数量产生显著的影響。粉垄耕作后在甘蔗的分蘖期、伸长期和成熟期，土壤中的氨化细菌、固氮菌、无机磷细菌和钾细菌的数量高于旋耕耕作处理和深翻耕作处理的，并且土壤酶活性表现不同程度的提高。土壤微生物是土壤酶的主要来源之一，土壤微生物数量增加，可提高土壤酶活性，进而促进土壤养分的转化，利于植物对养分的吸收。
作者简介：黎佐生（1994-），男，硕士研究生。研究方向：农业技术与经济。E-mail：1475445547@qq.com
通讯作者：蒋代华（1962-），男，教授。研究方向：土壤环境生态。E-mail：dhjiang2008@gxu.edu.cn
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15172472.htm
