长期不同施肥土壤生物活性研究

在自然土壤中生存着大量的微生物群，它们能较敏感地预测土壤环境的变化，如土壤有机质的变化过程，因此，土壤生物活性常被用作衡量土壤质量的灵敏指标。对土壤微生物及其生物活性进行研究，不但能揭示土壤中物质代谢和肥力发展的规律，而且对土壤生态环境的建设也有重要的理论参考价值。 长期定位试验具有短期试验不具备的解释与回答问题的潜力，能克服因气候、年变化对肥效的影响，系统地研究各种肥料对作物产量、品质的作用和培肥差异，同时也为研究不同培肥措施对土壤生物学性质的影响提供了场所。 长期不同施肥土壤的性质、物质组成等均发生了明显的变化，对土壤生物活性也势必造成不同的影响。 本文以长期不同施肥土壤为材料，从土壤微生物生物量、土壤微生物区系、土壤生物化学作用强度、土壤酶活性等几个方面，系统地研究了25年来连续不同施肥对土壤生物活性的影响，并探讨其与土壤肥力的关系，从而为深入了解微生物体在土壤肥力调节中的作用，制定合理的土壤培肥制度，促进土壤良性生态循环和农业可持续发展提供科学依据。 本次试验的结果表明： 1. 与试前土壤相比，在一年两熟（小麦—玉米）生态条件下，长期不施肥土壤的肥力保持相对稳定，作物（小麦+玉米）产量也基本保持平稳。表明在试验条件下，并未对土壤肥力的主要因素产生显著影响，土壤仍然可以维持其固有的生产力功能的运转，使土壤呈现出一定的持续生产能力。 2. 25年连续施肥，无论是单施化肥还是有机肥（秸秆、厩肥）与化肥配施，土壤的各项生物活性指标都比不施肥的对照有明显的提高。其中，土壤微生物生物量碳含量、细菌数量、放线菌数量、真菌数量、氨化细菌数量、固氮菌的数量、硝化细菌数量、脲酶活性、碱性磷酸酶活性、转化酶活性、过氧化氢酶活性以及硝化作用强度、纤维素分解作用强度、氨化作用强度分别提高了5.45%～49.75%、95%～298.33、14.52%～203.63%、9.74%～907.49%、99.15%～542.88%、91.75%～2725%、59.49%～684.81%、4.89%～40.78%、10.62%～28.2%、50.48%～149.03%、0.08%～1.29%和56.78%～388.39%、25.52%～98.64%、41.67%～404.17%。无机肥的施用促进了作物根系的生长，提高了土壤有机质的数量，从而促进土壤微生物的活动；而有机肥的施入不仅带入了大量活的微生物体，还提供了大量的可被微生物吸收利用的碳源与能源，对土壤中各种有益微生物的生长发育具有良好的促进作用。 3. 长期单施化肥的效果不如有机肥（秸秆、厩肥）与化肥配施的效果显著。有机肥+化肥处理与单施化肥处理相比，土壤微生物生物量碳、真菌数量、固氮菌数量、脲酶活性和纤维素分解作用强度分别提高了21.86%～42.01%、490.44%～818.09%、787.5%～1373.27%、6.66%～21.78%和2.09%～39.86%。这是因为长期有机、无机肥料合理配合 施用，既补充了有机碳源又改善了土壤的理化性质，为土壤微生物和土壤动物的生活提供良好的环境条件，大大刺激了土壤微生物的活性，使其增强。所以说，有机、无机肥料配施才可以更好地发挥效益。 4. 就不同有机肥种类而言，厩肥的效果要优于秸秆，造成这种差异的原因是：由于不同有机物料中的有机碳在分解速率上有一定的差异，致使土壤中积累的有机碳数量不同，同时，长期施用厩肥可以增强土壤的持水能力，使土壤中干湿交替作用趋于缓和，从而更有利于土壤微生物的生命活动。 5. 长期施肥，但不种植作物的休闲处理，其土壤生物活性明显低于相同施肥量但种植作物的处理，所以说，作物不仅是土壤肥力的消费者，具有作物生长的农田生态条件对土壤肥力还具有重要的保护效应。 6. 通过CO2释放动力学和热力学研究可以看出，长期施肥对土壤呼吸作用强度有一定的影响，施肥土壤的呼吸作用强度都有了明显的增强，而且有机肥和化肥配施的影响要大于单施化肥，温度、耕作对土壤呼吸作用强度也有明显的影响。 7. 多年的连续施肥可以显著地提高作物产量，相对于不施肥的对照而言，施肥处理的增加幅度为298.81%～327.01%，即单施化肥或有机无机肥料配合施用，都有改良土壤，培肥地力，增加产量的作用，其中有机、无机肥料配施的效果更好。