生物菌肥對礦區油菜盆栽生物模擬試驗研究

目前，在對采空區土地恢復的研究中，大部分地區都采用傳統的肥料恢復措施。換句話說，當肥沃肥料源不足時，主要通過化肥投資來解決當年的產量問題。這些培肥措施存在的主要問題是沒有生物活體物質,土壤中微生物缺乏,物質能量轉化慢,培肥時間長,雖然可以解決當年的產量問題,但對土壤的物理性質、生物學性質等土壤生態系統無明顯改善與恢復作用,達不到真正熟化改土的功效。所以,從生物農業角度出發,通過傳統農業耕作技術措施與現代技術的組裝配套,采取生物、物理、化學措施相結合的綜合調控途徑,使新造田達到快速培肥熟化、當年高產的目的,是目前急需解決的問題。氮素作為蛋白質的組成部分,在植物生長發育中必不可少,雖然地球上大氣含有約78%的氮氣,但這種形式的氮素不能被高等植物直接利用。我國大多數土壤缺氮,這仍是制約作物產量提高的主導因子,因此,只有合理的施肥方式才能保證土壤對作物的供氮。本試驗試圖從生物農業的角度出發,通過測定不同菌肥施用量對礦區1年復墾土壤中氮素的影響,對菌肥的施用效果進行初步探討,旨在找出發揮肥效的最佳菌劑,為菌肥的合理有效施用、生物復合肥的優化配比及探求作物高產優質的生物調控途徑提供理論依據。1材料和方法1.1供試有機肥及雞糞盆栽土樣取自晉城市大張村礦區塌陷復墾1年土壤,取回后風干、過篩,進行油菜盆栽試驗。供試菌劑:從晉城市大張村礦區塌陷地區的熟土中分離出鉀細菌、磷細菌、固氮菌及一些優勢微生物,擴大培養后按一定比例混合制成。供試有機肥:將雞糞和沼渣按1∶1的比例混合制成,腐熟雞糞取自太谷縣楊家莊村雞場,沼渣取自太谷縣北福井村。供試基肥:由尿素、Ca3(PO4)2、K2SO4混合而成。1.2調查方法與過程分別取菌肥5g、15g、25g與基肥、有機肥混勻,進行油菜盆栽試驗。盆栽試驗采用隨機區組設計,每個菌肥施用量設置為1個處理,加上對照,共設置4個處理(見表2),每個處理重復4次,共計16盆。盆栽試驗在山西農業大學資源環境學院實驗大棚內進行。使用規格為20cm×20cm的塑料盆,每盆裝風干土5kg、石子1kg,分別按試驗要求稱好,裝盆前將菌肥、基肥、有機肥與土充分混勻,在保證各盆緊實度一致的情況下,將盆內土面整平。播種后,在油菜生長期間定期定量澆水,同時依次輪換盆的位置,按常規方法管理。分別于油菜生長中期和收獲期進行土壤樣品采集,每盆所采新鮮土樣充分混勻后供土壤全氮、速效氮及有機質含量測定。1.3重鉻酸鉀法土壤堿解氮:堿解擴散法;土壤全氮:半微量開氏法;土壤有機質:重鉻酸鉀容量法。本試驗所有數據均用MicrosoftExcel2000和統計軟件SAS6.12進行計算和方差分析(用Duncan法進行檢驗,α=0.05)。2結果與分析2.1最佳菌肥施用量土壤的全氮量常用于衡量土壤氮素的基礎肥力,通常全氮量變化量較小。由于菌肥中含有固氮菌,能固定大氣中的氮氣來增加土壤中的全氮含量。從表3可以看出,不管是油菜的生長期還是收獲期,土壤全N含量表現為CK>A1>A3>A2,各處理間的差異均顯著,顯然A2是最佳菌肥施用量,因為土壤全氮是由無效氮和有效氮組成。說明在有菌肥的情況下,土壤全氮含量會有所下降,而且隨著菌肥施用量的增加,全氮含量的下降幅度由大變小。結合油菜吸收速效氮的因素,這可能是菌肥將土壤全氮中的一部分難溶性氮活化分解為速效氮而被油菜吸收造成的,而在沒有菌肥和菌肥施用量過高的土壤中,由于缺少菌肥或菌肥之間產生的拮抗作用,全氮中的難溶性氮很難被轉化為速效氮,油菜吸收的氮較少,這就是CK為什么會高的原因。2.2菌肥對土壤理化性質的影響土壤有效氮包括無機的礦物態氮和部分有機質中易分解的、比較簡單的有機態氮,它是銨態氮、硝態氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質氮的總和,通常也稱水解氮,能反映土壤近期內氮素供應情況。加入菌肥,可以促進堿解氮的轉化,來供油菜的吸收利用。從表4可以看出,不管是油菜的生長期還是收獲期,土壤堿解氮含量表現為CK<A1<A3<A2,A2的土壤堿解氮含量最高。隨著菌肥施用量的增多,A1、A2的全氮量增加使土壤酶活性增加,分解出的有效氮增多,A2達到最大值。A3反而較A2有所降低,可能是因為土壤微生物和生物菌肥之間發生了抑制作用,從而降低了固氮菌的固氮能力,使分解出的堿解氮有所降低。因此,綜合起來看,A2為菌肥的最佳施用量。2.3菌肥對土壤養分含量的影響土壤有機質是土壤中各種營養特別是氮的重要來源,它含有刺激植物生長的胡敏酸類等物質。一般來說,土壤有機質含量的多少,是土壤肥力高低的一個重要指標。而土壤中氮素的供應情況,有時也常用有機質和全氮含量來衡量,因此,要研究菌肥對土壤氮素的影響,除了研究全氮含量外,還要對土壤有機質的含量進行測定。從表5可以看出,土壤有機質含量得到顯著提高,這可能是因為菌肥增加了土壤微生物,活化土壤,使土壤肥力得到提高。在A2處理的情況下,油菜不同生長期土壤中有機質的增加均達到較高水平,說明該處理下的菌肥是提高土壤有機質、改善土壤養分狀況、提高土壤肥力的相對最佳施用量,這可能與該情況下各種微生物的活性最大有關。3對試驗地土壤理化指標的分析(1)試驗中對土壤全氮含量的測定表明,每個處理中,土壤全氮的含量在油菜收獲期較生長中期都有所降低;而且無論是在油菜的生育中期還是在收獲期,處理A1、A2、A3的土壤中全氮含量均低于對照,4個處理的關系是CK>A1>A3>A2。(2)對土壤中堿解氮的含量進行測定表明,堿解氮含量為CK<A1<A3<A2,處理A1、A2、A3的土壤中堿解氮含量與對照相比均有一定的提高,處理A2的提高幅度較大,而處理A3提高幅度在油菜的不同生長期均為最低。(3)土壤中有機質含量的提高,表明加入菌肥有增加土壤微生物、活化土壤和提高土壤肥力的作用,處理A2的提高幅度較大。通過對上述一系列指標的測定,A1、A2、A3處理對土壤中的堿解氮和有機質均有促進作用,特別是處理A2的作用更加明顯,所以成為本試驗中篩選出來的相對最佳菌肥施用量;同時也說明對土壤施用菌肥并不是越多越好,菌肥施用量的增加達到一定程度時就使微生物之間產生拮抗作用,降低微生物的活性。4研究礦產資源豐富,初步研究測(1)由于時間和試驗條件的限制,本試驗只是研究了不同菌肥施用量對礦區復墾1年土壤中全氮、堿解氮及有機質的影響,還需要進一步研究其對礦區復墾多年土