微生物菌肥对土壤中速效氮迁移过程的影响

2016-10-20朱永宁梁玉祥

现代农业科技 2016年9期

朱永宁梁玉祥

摘要速效氮在土壤中的迁移过程容易受到反硝化作用和生物固定的影响，有效氮不能迁移到植物根部，从而不能被植物充分吸收利用。微生物菌肥通过特定菌株的自身代谢可以改变土壤中氮元素的形态并使之有效化，与普通化肥结合使用可显著提高肥料的利用率。通过4种肥料（黑珍珠、中化56、桂湖45和艳阳天）与微生物菌肥结合使用的对比试验，得到速效氮在土壤中的不同迁移过程。结果表明：与未加微生物菌肥的肥料相比，加微生物菌肥的肥料，速效氮可以快速地迁移到土壤下层。

关键词土壤；速效氮；迁移；微生物菌肥

中图分类号 S144.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）09-0203-02

Abstract The migration of available nitrogen in soil is easily affected by denitrification and biological fixation，and the effective nitrogen can not be moved to the root of the plant，which can not be fully absorbed and utilized by plants.Microbial fertilizer can change the morphology of nitrogen in the soil by means of specific strains′ metabolism，thus combined with the general use of fertilizer can significantly improve the utilization rate of fertilizer.Contrast test of 4 kinds of fertilizer（Black Pearl，zhonghua 56，Guihu 45 and yanyangtian）combined with microbial feilizer were made，which obtained different migration processes of available nitrogen in soil.The results showed that compared with non microbial fertilizer，add fertilizer with microbial feilizer，available nitrogen can quickly move to the lower soil.

Key words soil；available nitrogen；migration；microbial feilizer

据统计，全球土壤退化面积已达1 965万km2。由于各种不合理的人类活动所引起的土壤退化问题，严重威胁着世界农业发展的可持续性。除了风蚀、水蚀、盐碱化、沙化，化肥的不科學使用是造成土壤退化的原因之一[1-4]。化肥的不科学使用也是我国化肥利用率低的主要原因，有研究数据表明我国的氮肥利用率仅25%～35%，磷肥利用率10%～20%，钾肥利用率35%～45%[5]。究其原因，是化肥中的有效成分不能迁移到农作物根部，大部分停留在距土壤表面0～10 cm深处所致[6]。

氮肥在农业生产中普遍使用，如果肥料中的氮素不能被高效地利用，NO3-N在土壤表面层积累，会增加地表水中氮素含量，导致水体富营养化和地下水污染[7-8]。可见，高效利用肥料中的氮素，不仅能节约有限的氮肥资源，还能减少农业生产中的环境污染。化肥中氮素的迁移，容易受到反硝化作用和生物固定的影响，与微生物的数量和活性有很大的关系[9-11]。本文通过4种肥料与微生物菌肥的混合使用，用土柱模拟土壤环境，测定不同时间不同位置的氮含量，得到氮迁移的规律，用以说明微生物菌肥对氮肥迁移的促进作用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试肥料为沃夫特（黑珍珠）、桂湖45、中化56、艳阳天；仪器为紫外分光光度计-752，有机玻璃柱子（直径20 cm）；土壤为四川省仁寿县方家山的黄棕土。

1.2 研究方法

本试验选用四川省仁寿县方家山的黄棕土，将其风干后打细，用标准筛筛选目数 30 目以下的土壤进行装柱。柱子分3层，可在中间卸开，方便取土。装土时，中、下2层土样均为1 100 g，最上层为400 g，最后称取1.0 g高浓缩型微生物菌肥、5.0 g化肥混合均匀后装入土柱最上方（对比试验不加菌肥，其余相同），共4种肥料，8个柱子。装土完毕后，在土壤上层轻轻缓慢加入蒸馏水，直至水面接近最上层土柱边缘。然后在第0、5、10、15、20、25天在距离土柱上方5、15 cm深处取样，称重，放在干燥箱中40 ℃烘干10 h，取出后再次称重。放在研钵中研细到可以通过30目的筛子，装袋。最后用碱解扩散法测速效氮的含量。

2 结果与分析

由图1可知，在试验的25 d内，施加沃夫特（黑珍珠）肥料的土壤5 cm处，加菌肥的土壤中速效氮含量始终高于不加菌肥的土壤，且土壤中速效氮含量比不加菌肥的土壤呈现更加稳定且快速的增长趋势；15 cm处，0～10 d内土壤中速效氮含量均迅速增加，但施加菌肥的土壤中速效氮的累积量多于不施加菌肥的土壤，这与水分在土壤中的迁移规律曲线相一致；10～25 d，不加菌肥的土壤中速效氮含量急剧减少，分析是由于速效氮转化为无效氮，加了菌肥的土壤中，速效氮含量呈缓慢减少趋势，说明微生物菌肥产生了明显的固氮作用，减少了速效氮的损失，有助于肥料中的氮素向土壤深处迁移，进而被植物吸收利用。

由图2可知，在试验开始前15 d，施加桂湖45肥料的土壤5 cm处，加菌肥的土壤中速效氮含量始终略微高于不加菌肥的土壤，但作用效果不明显，15～25 d加菌肥土壤中速效氮累积量明显高于不加菌肥的土壤。15 cm处，加菌肥的土壤中速效氮含量始终高于不加菌肥的土壤，前10 d作用不明显，10～25 d速效氮累积量明显高于不加菌肥土壤。说明施加生物菌肥对增加施肥后期土壤肥力，对肥料中速效氮在土壤中的纵向迁移有一定的促进作用，能够在一定程度上提高氮肥的利用率。

由图3可知，在试验的25 d内，施加中化56肥料的土壤5 cm处，加菌肥的土壤中速效氮含量始终高于不加菌肥的土壤；15 cm处，0～10 d内土壤中速效氮含量均迅速增加，但施加菌肥的土壤中速效氮的累积量多于不施加菌肥的土壤，这与水分在土壤中的迁移规律曲线相一致；10～25 d，不加菌肥的土壤中速效氮含量急剧减少，分析是由于速效氮转化为无效氮，加了菌肥的土壤中，速效氮含量呈缓慢减少趋势，说明微生物菌肥产生了明显的固氮作用，减少了速效氮的损失，有助于肥料中的氮素稳定地向土壤深处迁移，进而被植物吸收利用。

由图4可知，施加艳阳天的土壤，5、15 cm处，施加生物菌肥的土壤中速效氮的含量都始终高于没有施加生物菌肥的土壤，速效氮含量的增加速度和在土壤中的累积量也均高于未施加生物菌肥的土壤，可见微生物菌肥在与艳阳天肥料混合施加于实验土壤的情况下，微生物固氮作用明显，有助于肥料中速效氮在土壤中的纵向迁移。

3 结论与讨论

试验所用的高浓缩型微生物菌肥，在模拟土壤耕作层环境中，与沃夫特（黑珍珠）、中化56和艳阳天3种肥料混合施用，对于固定肥料中的氮元素，并帮助速效氮在土壤中纵向迁移有明显的效果，在与桂湖45混合施用时，固氮效果不明显，对速效氮的迁移规律影响不大。

微生物菌肥能否提高肥料有效成分利用率受多方因素影响，使用生物菌肥进行农业生产之前，最好经过小范围的试验，不要盲目、随意地将化肥与生物菌肥搭配使用。

4 参考文献

[1] 劉巍，吕亚泉.中国黑土地退化成因及生态修复学研究[J].东北水利水电，2006，24（258）：59-61.

[2] 张川，柴文帅，谢兵飞，等.化肥超施与土壤退化的研究[J].安徽农业科学，2014，42（20）：6594-6596.

[3] 杨培玉.探索四川地区土地退化原因[J].现代农业科学，2009，16（4）：174-175.

[4] 王建强.长期使用化肥对土壤的影响及防治[J].化学工程与装备，2008，11（11）：90-91.

[5] 杨青林，桑利民，孙吉茹.我国肥料利用现状及提高化肥利用率的方法[J].山西农业科学，2011，39（7）：690-692.

[6] 王文科，杨胜科，妙颖.氮素在土壤-作物中迁移转化规律的研究[C]//第四届海峡两岸土壤及地下水污染与整治研讨会论文集.[出版者不详]，2008：267-271.

[7] 蔡燕华.氮肥施用中的污染问题及防治对策[J].安徽农学通报，2007，13（18）： 48-50.