淼赫姿涠I音膏 doi:10.13360/j.issn.1000-8101.2015.01.015 中图分类号:¥723.7 沼液施肥对杨树林地土壤微生物量碳氮的影响 周伟 ,徐莉 ,俞元春 ,侯文军 ,徐长柏 ,王玫。,戴成4 (1.南京林业大学生物与环境学院,南京210037;2.东台市林场;3.东台市农业委员会;4.中粮肉食(江苏)有限公司) 摘 要:沼液是沼气发酵过后的液体残留物,是一种优质的有机肥料。研究了不同沼液施肥对杨树林地土壤微生 物量碳氮的影响。结果表明:施用沼液可以提高土壤微生物量碳、氮的含量,微生物量碳、氮含量增加范围分别为 4.29%一61.62%和6.08%一76.10%,土壤微生物量碳氮含量随沼液施用量增加逐渐提高。土壤微生物量碳氮呈 正相关。土壤微生物量碳氮比随沼液施用量增加逐渐下降,其变化范围为9.92—10.81,土壤微生物量碳氮比与微 生物量碳、氮含量负相关。 关键词:沼液;施肥;微生物量碳;微生物量氮;微生物量碳氮比 Biogas slurry application influences on soil microbial biomass carbon and nitrogen of poplar plantation //ZHOU Wei,XU Li,Yu Yuanchun,HOU Wenjun,XU Changbai,WANG Mei,DAI Cheng Abstract:As the biogas fermentative residues,biogas slurry is a kind of high quality organic fertilizer.The influences of biogas fertilization on soil microbial biomass carbon and nitrogen of poplar plantation were studied.The results showed that: the application of biogas slurry could increase the content of soil microbial biomass carbon and nitrogen.The increased ran— ges of soil microbial biomass carbon and nitrogen content were 4.29%--61.62%and 6.08%一76.10%.Soil microbial bio— mass carbon and nitrogen content increased gradually with biogas slurry fertilizer increasing.Soil microbial biomass carbon positively correlated to nitrogen.Soil microbial biomass carbon and nitrogen ratio decreased with biogas slurry fertilizer in— creasing,the range was 9.92—10.81.The ratio of soil microbial biomass carbon and nitrogen negatively correlated to mi— crobial biomass carbon and nitrogen. Key words:biogas slurry;fertilization;microbial biomass carbon;microbial biomass nitrogen;C/N of microbial biomass First author’S address:College of Biology and the Envionment,rNanjing Forestry University,Nanjing 210037,China 微生物是土壤中有机质与养分循环转化的推动 者,土壤微生物量碳、氮对环境条件非常敏感,是土壤 肥力的重要指标¨ J。沼液是以人畜粪便或秸秆等 1材料与方法 1.1 研究区概况 试验地位于江苏省东台市林场(120。49 E,32。 52 N),属亚热带和暖温带的过渡区,四季分明,冬冷 夏热。年均气温14.4℃,年均降水量1 059.9 mill, 为原料,通过现代厌氧发酵工程所产生的液态残留 物,含有丰富的氮、磷、钾等营养元素以及氨基酸、活 性酶、抑菌因子等有益成分,是一种优质的有机肥 料 。目前关于沼液施肥对土壤性状的影响多采 用室内的盆栽试验,沼液施肥对林地土壤肥力及林分 生长的影响鲜有报道。 笔者以中粮肉食(江苏)有限公司沼气厂生产的 猪粪沼液为材料,研究了沼液施肥对杨树林地土壤微 主要集中在夏季,无霜期220 d左右,年均日照 2 213.8 h。试验林为10 a杨树林,株行距4 m×4 m, 平均胸径18.15 cm、树高18.6 m,土壤质地为沙壤 土,试验样地土壤理化性质见表1。沼液由中粮肉食 (江苏)有限公司提供,发酵原料为猪粪,沼气池全年 正常连续发酵,沼液成分为有机质2.11 g/kg,全氮 生物量碳、氮等土壤生物学性质的影响,以期为沼液 的林地施用提供科学依据。 收稿日期:2014--03-09 修回日期:2014_J04-28 基金项目:江苏省林业三新工程项目“杨树等人工林地沼液施肥技术 1.2 g/kg,全磷0.13 g/kg,全钾0.92 g/kg,pH 7.4。 表1 试验样地土壤理化性质 集成示范推广”(1ysx[2012]42);江苏省科技支撑计划项目“集约化养 猪场沼液高效、安全与持续利用的生态农业模式创新与试点” (BE2013382);江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)。 作者简介:周伟(1988一),男,硕士生,研究方向为土壤环境。通信作 者:俞元春,男,教授。E—marl:ycyu@njfu.com.cn 林业科技开|c 2015年第29卷第1期 杰柚姿漏培膏 1.2试验设计与方法 微生物量碳含量与对照差异显著(P=0.000< 0.05),随着沼液施用量的提高,土壤微生物量碳含 量逐渐增加。各沼液施肥处理土壤微生物量碳含量 试验设置5个处理,处理小区面积为28 m×16 m,有杨树4O株,同时设置无沼液施肥的对照(CK), 随机区组排列,重复3次。各处理沼液施肥量按每 差异显著,表明沼液的施入提供了丰富的能源和养 分,显著增强了土壤中微生物的活力。 300 250 667 In 分别为7.5(T1),15.0( ),22.5(T3),30(T4) 和37.5 m (T5),换算成各处理所对应施肥量分别为 5.04,10.07,15.11,20.15和25.19 In 。沼液在2013 年3月采用人工喷淋的方式直接喷淋于林地表面。 1.3土壤样品采集与测定 2oo 交150 皿删 100 在沼液施肥30 d后(4月)采集土壤样品,利用 土钻多点采集0—20 cm表层土壤的混合样品,每个 采样点至少距杨树1 Ill,以避开杨树根系的影响,剔 除石砾和植物残根等杂物,过2 inn筛,4℃下保存。 土壤微生物量碳氮的测定采用氯仿熏蒸浸提 法 J:将相当于干土25 g的新鲜土样放人100 mL烧 杯中,用无乙醇氯仿在真空干燥箱中熏蒸24 h,同时做 未熏蒸的对照组,提取过程浸提液采用0.5 mol/L K:S0 溶液(固液比为1:4)。土壤微生物量碳、氮的 计算公式分别为:CMBC=Ec/Kc;c BN=E /KN。其中, CMBC和CMBN分别为土壤微生物碳和氮的含量(mg/kg), E 和E 分别为熏蒸与未熏蒸土样浸提液中有机 碳、氮的差值,&和 为转换系数,分别取值0.38 和0.45。 采用Excel 2003和SPSS 13.0软件对数据进行 统计分析。 2结果与分析 2.1 沼液施肥对杨树林地土壤微生物量碳的影响 土壤微生物量碳可以在一定程度上反映土壤微 生物的活动状态,易受土壤温度、水分、养分等条件的 影响 J。沼液施人后林地土壤微生物量碳的含量均得 到提高(图1)。各处理土壤微生物量碳的含量分别为 155.7,183.8,198.4,217.8和241.3 mg/kg,较对照 (149.3 mg/kg)分别增加了4.29%,23.11%,32.89%, 45.88%和61.62%。除T1处理外,其他各处理土壤 CK T1 T2 T3 T4 T5 施肥处理 图2 沼液施肥对土壤微生物量氮的影响 5O 划 题50 0 CK T1 T2 T3 T4 T5 施肥处理 图1 沼液施肥对土壤微生物量碳的影响 2.2 沼液施肥对杨树林地土壤微生物量氮的影响 土壤微生物量氮指标能够直观反映土壤中的微 生物对氮素的矿化、固持作用¨ 。沼液施肥对杨树 林地土壤微生物量氮的影响如图2所示。可以看出, 沼液施肥对土壤微生物量氮含量的影响与土壤微生 物量碳基本一致。各处理土壤微生物量氮的含量分 别为14.65,17.77,19.66,21.42和24.32 mg/kg,较 对照(14.65 mg/kg)分别增加了6.08%,28.67%, 42.36%,55.11%和76.10%。除T1处理外,其他各 处理土壤微生物量氮含量与对照差异显著(P= 0.000<0.05)。随着沼液施用量的提高,土壤微生物 量氮含量逐渐增加,各沼液施肥处理土壤微生物量碳 含量差异显著,可见沼液施肥对土壤微生物量氮的含 量也产生显著影响。 2.3 沼液施肥对微生物量碳氮比的影响 土壤微生物量碳氮比可以反映出土壤中微生物 的区系构成¨ 。不同沼液施肥量下土壤微生物量碳 氮比不同(图3)。各处理土壤微生物量碳氮比变化 范围为9.92—10.8l,具体大小为CK>T1>T2>T4> 13>T5,可见沼液的施入明显降低了土壤微生物量 谨 删 刊 题 CK T1 2"2 T3 T4 T5 施肥处理 图3沼液施肥对土壤微生物量碳氮比的影响 林业科技开震2015年第29卷第1期 森赫资湄培_ 碳氮比,说明沼液施肥在不同程度上改变了林地土壤 参考文献 [1]SpeddingTA,Hamel C,MehuysGR,et a1.Soilmicrobial dynamics in maize-growing soil under different tillage and re,due management 微生物的群落结构。Behera等¨ 研究表明,土壤微 生物量碳氮比在3~6时,微生物中细菌活性较高,碳 氮比在7~12时,真菌活性较高。可见,随着沼液的 施入,促进了土壤由真菌型向细菌型转化,这与张红 等¨ 的研究结果一致。 3结论与讨论 systems[J].Soil Biology and Biochemistry,2004,36(3):499-512. [2]Kandeler E,Tscherko D,Spiegel H.Long-term monitoring of micmbi- al biomass,N mineralisation and enzyme activities of a Chernozem un— der different tillage management[J].Biology and Fertility of Soils, 1999,28(4):343--351. 相关研究成果表明土壤微生物量碳氮是土壤有机 质和养分的一种有效贮存方式,可以作为土壤的源和 [3]王继红,刘景双,于君宝,等.氮磷肥对黑土玉米农田生态系统土 壤微生物量碳、氮的影响[J].水土保持学报,2004,18(1):35_38. [4]叶子良,刘荣厚,郝元元,等.沼气发酵接种物对沼气及沼液成分 的影响[J].农机化研究,2007(6):82—85. [5]黄惠珠.沼肥营养成分与污染物分析研究[J].福建农业学报, 2010,25(1):86-89. 『6]Vance E D,Brookes P C,Jenkinsou D S.An extraction method for 库_】 。沼液的施入提高了杨树林地土壤微生物量碳、 氮的含量,随着沼液施用量的增加,土壤微生物量碳、 氮逐渐提高,两者呈正相关关系(R=0.997,P<0.O1)。 研究表明,沼液的施人可以为土壤中微生物的活动提 measuring soil microbial biomass C[J].Soil biology and Biochemis・ try,1987,19(6):703_7O7. 供充足的碳源和氮源,并可在水分、温度等方面提供良 好的生长环境,有利于土壤团聚体的形成,加强对土壤 [7]吴金水,林启美,黄巧云,等.土壤微生物生物量测定方法及其应 微生物的保护,从而有效提高土壤微生物量碳、氮的含 量。土壤微生物量碳氮比则随沼液的施入而逐渐下 降,与微生物量碳、氮含量呈负相关关系,相关系数分 别为一0.893和一0.899(P<0.O1)。表明沼液的施入 同时改变了土壤微生物的群落结构。 本研究只对单次沼液施肥后30 d后的土壤微生 用[M].北京:气象出版社,2011. [8]wu J,Joergensen R G,Pommerening B,et a1.Measurement of soil microbial biomass C by fumigation—extraction--an automated procedure [Jj.Soil BiMogy and Biochemisty,1990,22(8):1167—1169.r [9]焦晓光,魏丹,隋跃宇.长期培肥对农田黑土土壤微生物量碳、氮 的影响[J].中国土壤与肥料,2010(3):1-3. [1O]芦思佳,韩晓增,张迪,等.长期施肥对大豆根际微生物量碳、氮的 影响[J].大豆科学,2009,28(3):495.498. [11]刘玲,赵建宁,王生荣,等.转Bt基因玉米对土壤微生物量碳氮的 影响[J].草原与草坪,2011,31(3):35—39. 物量碳氮的变化进行了研究,王岩等¨ 研究发现,一 次性施用有机肥后,小麦土壤微生物量碳与氮的变化 不太一致,微生物量碳在小麦三叶期和开花前后出现 两次明显增长趋势,而微生物量氮在三叶期达到最高 [12]Behera N,Sahani U.Soil microbiM biomass and activity in response to Eucalyptus plantation and natural regeneration on tropical soil[J]. Forest Ecology and Management,2003,174(1):1-11. 值后随即平稳下降。随着时间延长,林木生长加快, 对养分的吸收加强,土壤中碳氮源的比例随之发生变 [13]张红,王桂良.沼液和氮肥配施对菜田土壤微生物生物量和活性 的影响【J].安徽农业科学,2011,39(27):16601—16603. [14]Ritz K,Wheatley R E.Effects 0fwater amendment on basal and sub・ strate—induced respiration rates of mineral soils[J].Biology and Fer- tility of Soils,1989,8(3):242—246. 化,可能会使土壤微生物量碳氮变化趋势产生差 异 16]。因此有必要长期监测沼液施肥对土壤微生物 量碳氮及其他土壤性质的影响。另外,土壤微生物量 碳氮只是影响土壤质量的指标之一,在今后的研究中 可与土壤酶活性、微生物多样性等指标结合起来,探 [15]王岩,张莹,沈其荣,等.施用有机、无机肥后土壤微生物量、固定 态铵的变化及其有效性研究[J].植物营养与肥料学报,1997,3 (4):307. 究各指标间的相互作用,为沼液的长期林地应用提供 更完善的科学依据。 [16]王继红,刘景双,于君宝,等.氮磷肥对黑土玉米农田生态系统土壤 微生物量碳、氮的影响[J].水土保持学报,2004,l8(1):35-38. (责任编辑田亚玲) “脉冲式烟雾水雾机”“遥控履带自走式果园风送喷雾机” 两项成杲通过鉴定 2014年12月24日,由南京林业大学许林云教授主持的”脉冲式烟雾水雾机”、”遥控履带自走式果园风送喷雾机”两项成果 通过了国家林业局科技司组织并主持的鉴定。鉴定委员会由北京林业机械研究所、北京林业大学高校院所7位专家组成,北京 林业机械研究所傅万四研究员担任鉴定委员会主任委员。国家林业局科技司张志达巡视员出席并主持了鉴定会。 鉴定委员会对成果的创新性、研究水平、经济及社会效益、应用前景等多方面进行了评价。鉴定委员会一致认为:两项成果 科技创新性强,内容丰富,整体达到国际先进水平,其中”遥控履带自走式果园风送喷雾机”成果的连续3次检测靶标判别算法 和三出口风送喷雾技术,在国内外果园病虫害防治应用领域填补了空白,达到国际领先水平。 (南林讯) 林业科技开霞2015年第29卷第1期 51