作物根系對土壤生物活性的影響

1、作物根系對土壤生物活性的影響一9.-6q物器.一YffG.,孫學(xué)作物根系對土壤生物活性的影響蘭宋俊通/,吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)土囊政究所栽培作物其根系在生育期同,不僅是只從土壤中吸取養(yǎng)分即所謂的耗地過程,同時也在不斷向土壤中分泌各種有機物,如氨基酸類,有機酸類,糖類,核苷酸類,生長素類和酶類等,用以調(diào)節(jié)根際微生物的活動,為自身創(chuàng)造更為良好的土壤環(huán)境.研究資料還說明,作物在其生育過程中不斷有死亡和破壞的根冠,根毛和表皮脫落下來,另外圍繞著根還有粘膠產(chǎn)生,而這些物質(zhì)也是根際微生物的重要營養(yǎng)源和能源.由于根際微生物的迅速死亡和被分解,K.Ritz;2認為微生物生物量(microbialbiomass)是土壤中

2、有機質(zhì)養(yǎng)分的一種短暫而攝有效的貯存形式.本文通過試驗測定了玉米和大豆兩種作物不同生育時期根系土壤生物活性的變化,了解作物通過飯分泌物和根脫落物來調(diào)節(jié)根際微生物的活動,以改善土壤環(huán)境.一,材料和方法供試土壤為黑鈣土和黑土,兩種土壤的農(nóng)化性狀如表1.表1供試土壤的農(nóng)化性狀試驗方法采用油氈紙筒在試驗地上挖成圓柱形規(guī)那么土坑,周圍用油氈紙圍成筒狀(直徑50cm,筒高30cm),筒底接原土地的底土.筒內(nèi)裝供試土壤各50kg,每筒施用磷酸二銨色休閑為對照,栽培玉米(品種四單八)每筒1株,大豆(品種吉林20)每筒5株.在不同生育時期分別采集根際土壤,測定土壤生物活性.氧化氫酶用容量法l多酚氧化酶用沒食子素比

3、色法J轉(zhuǎn)化酶用3.5二硝基水楊酸比色法;磷酸酶用本所改良法.二,試驗結(jié)果圖中可以看出兩種土壤呈現(xiàn)一致的規(guī)律.玉米在吐絲期,大豆在結(jié)莢期(8月上旬),即作物的263期盛茸生的系恨在性活慟生嚷土冉骷的蛙活酶要土啞摘土量物生嚷,對系幕報鼠豆豆大走于和高拳蒹五根了米析玉升,復(fù)峰_l高現(xiàn)于大豆.對照(不種作物且黑色體悶)在整個生育期變化幅度不大.土壤呼吸強度的變化狀況從CO.的變化量(圖3,圖4)看,種植作物的顯著增強,而同樣是在作物的生育盛期出現(xiàn)明顯的頂峰,且玉米高于大豆.件.蟥_3替彝刊125305080I10130播天數(shù)圈1作韌不同生育期根系土媲生物碳的變化(黑鈣土)圖5作物不同生育期根系土媲呼吸

4、(CO)的變化(黑鈣土)圖2作物不同生育期根系土壤生物碳的變化(黑土)圖倒同圖11ooo一州H_8oo一l柚3600越囂酬,400播種后無數(shù)圖4作物不同生育期根系土壤呼吸(CO.)的變化(黑土)圖倒同圈3玉米和大豆不同生育時期根系土壤的幾種土壤酶活性的變化,不管黑鈣土和黑土依然同土壤微生物生物量的變化呈現(xiàn)同一的規(guī)律性,即種植作物的土壤酶活性明顯增強,出現(xiàn)酶活性的頂峰期也在作物生育盛期.這與陳恩風(fēng)等人測定的土壤轉(zhuǎn)化酶活性的結(jié)果是一致的3).26一.F士啊E0蓉堂并.叫_上蜞EH0雷群各種酶活性測定的結(jié)果是,過氧化氫酶和磷酸酶為大豆高于玉米,而多酚氧化酶和轉(zhuǎn)化酶那么仍為玉米高于大豆.三,討論通過對

5、土壤微生物生物量和土壤呼吸(CO:)量及土壤酶活性的測定結(jié)果可以看出,栽培作物明顯增強土壤的生物活性.除作物根系本身的呼吸作用使土壤增加CO,作物根系分泌一些酶類外,總體的土壤生物活性的變化說明,作物在其生育期不僅只是從土壤中吸取養(yǎng)分,而且通過根分泌的和脫落的有機物來調(diào)節(jié)土壤微生物的活動,使土壤生物活性的變化和根系自身的生育相適應(yīng).雖然土壤微生物的生命活動也在吸取土壤中的有效態(tài)養(yǎng)分,但其軀體很快會死亡而被分解,再釋放出養(yǎng)分來|同時土壤微生物又在促使土壤中難利用態(tài)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,有利于作物根系對養(yǎng)分的吸收.土壤生物活性的變化,是隨著作物的不同生育時期而發(fā)生變化的,在作物生育盛期出現(xiàn)頂峰,可以認為這是

6、作物通過其根系的代謝作用來調(diào)節(jié)土壤生物活性,為自身生活創(chuàng)造有利的土壤環(huán)境.例如,根系分泌物還可以增加土壤中的團聚體,改善土壤物理性狀,這也已為國內(nèi)外的許多研究資料所證實.從玉米和大豆兩種作物(前者被認為是耗地作物,后者被認為是養(yǎng)地作物)的比照用礦質(zhì)肥料補充高產(chǎn)作物所需要的養(yǎng)分,只要不斷改善土壤環(huán)境,充分發(fā)揮礦質(zhì)肥料的供應(yīng)作用,集約栽培高產(chǎn)作物是可行的.因此,對于傳統(tǒng)的簡單的把作物分為.養(yǎng)地作物與耗地作物的論點是值得商榷的.玉米根系曲什么會比大豆根系能更增強土壤的生物活性?這一方面是由于玉米有龐大的根系,其根系超過大豆根系量的3O以上,并且隨著施用化肥數(shù)量的增加而增加(4;另一方面是玉米根系的分泌物及脫落物的數(shù)量高于大豆,這從玉米適當(dāng)連作會使土壤水穩(wěn)性團聚休增多的測定結(jié)果【5,6中可以得到證實.再從許多的研究資料中,認為反映土壤肥沃狀況時,轉(zhuǎn)化酶比其它酶反映更為明顯,而我們的測定結(jié)果也進一步證實玉米根系比大豆根系使土壤轉(zhuǎn)化酶活性明顯增強參考文獻I瞇文新等,土壤和環(huán)境傲生物學(xué),282頁,北京農(nóng)業(yè)太學(xué)出版社,1988.C23Ritz,K.cta1.,SoilScience20(I),1989.【3)胨恩且,瞇恩風(fēng)文集.197頁,江寧科學(xué)技術(shù)出版壯.189O.4)王*札等,施用化學(xué)肥料對玉米擔(dān)茬蕺量的影響,吉林農(nóng)業(yè)大學(xué).3期,1998.5)張鈍清等,農(nóng)作物