生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響 本科畢業(yè)論文模版參考

1、 本科畢業(yè)論文題目： 生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響 目 錄第一部分 畢業(yè)論文（統(tǒng)一）一、畢業(yè)論文（統(tǒng)一） （統(tǒng)一）第二部分 過程管理資料二、畢業(yè)論文課題任務(wù)書( )三、本科畢業(yè)論文開題報(bào)告( )四、本科畢業(yè)論文中期報(bào)告( )五、畢業(yè)論文指導(dǎo)教師審閱表( )六、畢業(yè)論文評閱教師評閱表( )七、畢業(yè)論文答辯評審表( )注意：以上七條中的“（設(shè)計(jì)）”字樣全部刪除2014屆本科生畢業(yè)論文題 目：生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響2015年06月生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響摘 要本實(shí)驗(yàn)設(shè)置5組預(yù)培養(yǎng)土樣、3種實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行，探索施加不同量生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響，研究

2、最適生物炭施加量。結(jié)果表明，在施用有機(jī)肥土壤中加入生物炭能夠增強(qiáng)土壤重要酶活性，其活性隨生物炭施加量的增多而上升。研究中發(fā)現(xiàn)，生物炭對不同類型土壤重要酶活性的影響程度不同，其中脲酶活性變化幅度最大，過氧化氫酶變化幅度最低，這可能與它們本身在土壤生境中原有微生物量有關(guān)。另外，隨著生物炭施加量的增多，土壤重要酶活性的持續(xù)時(shí)間會有一定地延長，當(dāng)施加高量（5%)生物炭時(shí)，土壤酶活性在50d仍能保持峰值。因此，施加生物炭在改善土壤肥力、生態(tài)環(huán)境等方面有著積極的影響。隨著對生物炭研究的拓寬，生物炭的利用將有很大發(fā)展的前景。關(guān)鍵詞：磚紅壤，有機(jī)肥，生物炭，酶活性 Effect of biochar on s

3、oil organic fertilization important enzyme activityAuthor：Li hongjiTutor：Shi yunfeng（書寫格式應(yīng)與中文摘要對應(yīng)，題目一律用大寫字母）ABSTRACT(空一行)×××××××××（小四號Times New Roman，行距20磅，首行縮進(jìn)2字符）×××××××××××××××&

4、#215;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××&

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10、#215;××.（空1行）Keywords: Latosol, Organic Fertilizer, Biochar, Activity 目 錄1 前言11.1 生物炭簡介11.2 土壤酶簡介21.3 生物炭對土壤酶影響國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3.1 國外研究現(xiàn)狀21.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀31.4 研究的目的與意義31.4.1研究的目的31.4.2 研究的意義31.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線41.5.1 研究內(nèi)容41.5.2 技術(shù)路線52 實(shí)驗(yàn)部分62.1 實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備62.1.1 生物炭的制備62.1.2 有機(jī)肥的處理62.1.3 土壤的處理方法62.2 實(shí)驗(yàn)方法62.2.1

11、 生物炭對土壤過氧化氫酶活性影響測定62.2.2 生物炭對土壤脲酶活性影響測定82.2.3 生物炭對土壤蔗糖酶活性影響測定102.3 檢測方法112.3.1 溶液中H2O2含量的測定方法122.3.2 溶液中尿素含量的測定方法122.3.3 溶液中葡萄糖含量的測定方法133 結(jié)果與分析153.1 生物炭對土壤主要酶活性的影響153.1.1 生物炭對土壤過氧化氫酶活性的影響153.1.2 生物炭對土壤脲酶活性的影響163.1.3 生物炭對土壤蔗糖酶活性的影響173.2 生物炭對土壤主要酶活性的整體影響184 結(jié)論與展望204.1 結(jié)論204.2 展望20參考文獻(xiàn)22致謝24附錄251 前言近年來

12、研究表明，生物炭對農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、能源利用等領(lǐng)域有著積極的作用，其本質(zhì)是高度芳香化難熔性固態(tài)高聚產(chǎn)物，在完全或部分缺氧的情況下，動植物遺體或其他生物質(zhì)在低于700 的環(huán)境下熱解炭化產(chǎn)生1。生物炭不是近年研發(fā)出來的一種農(nóng)業(yè)新材料，早在2500年以前甚至6000年以前，巴西亞馬遜流域已經(jīng)開始在土壤中加入生物炭加強(qiáng)其肥力，也就是所謂的亞馬遜黑土。隨著當(dāng)今世界人口的增多，人均能源資源、人均環(huán)境資源和人均糧食資源越來越貧瘠，對生物炭的研究逐漸興起，成為農(nóng)業(yè)、環(huán)境等學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)課題之一。 當(dāng)前的研究表明，土壤施用一定量的生物炭后，一方面，酸性土壤的通過提高pH 值從而土壤肥力得到增強(qiáng)2，另一方面，借助其陽

13、離子吸附從而使土壤營養(yǎng)物質(zhì)的持有量得到增加3。與此同時(shí)，土壤中的微生物群落組成情況和數(shù)量也會改變4，因此也就間接地對此土壤上生長的植物產(chǎn)生了影響5。但由于受不同來源生物炭的性質(zhì)不同、同源生物炭施用量不同、不同類型土壤質(zhì)地不同、同種土壤施肥量不同等因素的影響，目前有關(guān)生物炭的施用對有機(jī)肥土壤中重要酶活性影響的研究結(jié)果并不是很明確，因此當(dāng)今國內(nèi)外學(xué)者對土壤中重要酶在有機(jī)肥土壤中施用生物炭后活性的情況仍存在爭議。本文在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)不同量生物炭對施用有機(jī)肥的磚紅壤中重要酶活性的影響，研究探討施用有機(jī)肥后的磚紅壤最適生物炭施用量，選擇合適的生物炭，以期使施用有機(jī)肥土壤得到較好的改良效果，促進(jìn)植物生

14、長。1.1 生物炭簡介生物炭是指植物生物質(zhì)在部分或完全缺氧的條件經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化、富含碳素的固態(tài)物質(zhì)，具有高度穩(wěn)定性6。諸多研究表明，添加生物炭會刺激土壤微生物活動，從而影響微生物特性，但其影響程度與實(shí)驗(yàn)條件(室內(nèi)培養(yǎng)或者田間試驗(yàn))、土壤質(zhì)地及肥力狀況、土地利用方式、養(yǎng)分管理及生物炭自身性質(zhì)(材料來源、熱解溫度)等密切相關(guān)。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)及其對水肥的吸附作用使其可成為土壤微生物的良好棲息環(huán)境；這種變化還可能與土壤理化特性改善、養(yǎng)分有效性增加、生物炭自身提供養(yǎng)分等因素有關(guān)7。生物炭對土壤微生物豐度的影響生物炭的多孔性和表面特性能夠?yàn)槲⑸锷嫣峁└街稽c(diǎn)和較大空間，同時(shí)調(diào)控土壤微

15、環(huán)境的理化性質(zhì)，影響土壤微生物的生長、發(fā)育和代謝，進(jìn)而改善土壤肥力8。生物炭對土壤微生物的影響是復(fù)雜的、多方面的，作用機(jī)制尚不完全清楚。大多數(shù)研究表明，生物炭的添加會增加土壤微生物量，會明顯改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成和土壤酶活性。研究發(fā)現(xiàn)9，生物炭的添加增加了兩種農(nóng)田土壤（微酸性和堿性土壤）的微生物量碳含量。研究發(fā)現(xiàn)，竹炭的添加增加了土壤微生物量碳、氮、磷的含量10。研究發(fā)現(xiàn)11，生物炭的施用顯著提高了土壤微生物量碳水平，且隨施用量增加，其對土壤微生物量碳的影響越大。同時(shí)，生物炭在一定程度上也提高了土壤微生物量氮水平，但當(dāng)施用量達(dá)到一定程度量時(shí)，反而會顯著降低土壤微生物量氮的含量。1.2 土壤

16、酶簡介土壤酶主要來源于土壤中動物、 植物根系和微生物的細(xì)胞分泌物等， 土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學(xué)過程的強(qiáng)度和方向。而在土壤中，酶的活性反映著該土壤中微生物的活性，代表著該土壤物質(zhì)代謝的旺盛程度12。在土壤營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化、土壤腐殖質(zhì)形成過程中，土壤微生物是的重要參與者。土壤微生物在土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化、再循環(huán)和礦化等反應(yīng)過程中發(fā)揮著不可替代重要作用。與此同時(shí)，土壤的性質(zhì)和組成成分也極大地影響著土壤中微生物和酶的活性。土壤作為適合微生物生存的微環(huán)境，具有六大特點(diǎn)13：土壤中的微生物種類多樣，微生物量巨大；存在復(fù)雜的營養(yǎng)交互作用；活微生物在土壤中占據(jù)的空間較小，僅占土壤中生物有效空間的5%以下；

17、土壤膠體能吸附重要的生物大分子如DNA、蛋白質(zhì)等；微生物在土壤固相中居于核心地位；并存著生物調(diào)節(jié)和非生物調(diào)節(jié)的生物化學(xué)反應(yīng)。通過借助土壤其特點(diǎn)，調(diào)控土壤組成成分，可以借此研究同種物質(zhì)不同量對土壤中酶活性的影響。1.3 生物炭對土壤酶影響國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國外研究現(xiàn)狀生物炭的使用一直伴隨著人類的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程，而對生物炭的研究，早在20世紀(jì)80年代國外就已經(jīng)有了一定的進(jìn)展，但其農(nóng)田土壤中的研究對象主要為增加農(nóng)作物產(chǎn)量，如日本在1994年就有研究報(bào)道關(guān)于生物炭對柑橘生長的影響。隨著對全球氣候變化的研究，人類生存面臨能源、環(huán)境和糧食危機(jī)的日益加劇，在 Marris 發(fā)表了“Black is t

18、he new green” 的文章之后，生物炭逐漸進(jìn)入更多學(xué)者的視野里，其生物炭性質(zhì)和應(yīng)用技術(shù)也有了更廣泛和更深入的研究。在一方面，目前國外對生物炭應(yīng)用于土壤的研究已經(jīng)發(fā)展到改良土壤機(jī)理的高度，但其更多的是側(cè)重于單一方面的效果，且生物炭類型不一，在土壤中長期生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的效益受生物炭的影響也存在不同的觀點(diǎn)1。在另一方面，生物炭對土壤重要酶的影響存在著矛盾性。生物炭對施用有機(jī)肥土壤中微生物的影響是存在著復(fù)雜的、不同方面的因素，其作用機(jī)制還未能能夠全面的研究。大部分的國外研究成果顯示，在土壤中添加生物炭會增加土壤微生物量，土壤中的微生物群落組成結(jié)構(gòu)和土壤酶活性會有明顯的變化15。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)添加

19、生物炭后，微酸性土壤和堿性土壤中的微生物量碳含量能夠得到提升8。但也有研究表面，在土壤中添加生物炭會明顯地減少土壤微生物量碳含量，但對其氮含量影響不明顯16。與此同時(shí)，在土壤中添加生物炭會對菌根真菌產(chǎn)生積極的影響，使菌根真菌的豐度有所增加，促進(jìn)菌根真菌對植物根部的侵染17。1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)廢棄資源豐富，但對生物炭的研究相對于國外起步較晚，尤其是生物炭關(guān)于對施用有機(jī)肥土壤中重要酶活性影響的方面。國內(nèi)也有做過關(guān)于生物炭的類似研究，發(fā)現(xiàn)在土壤中施用生物炭后土壤微生物量碳水平得到了顯著提高，且其對土壤微生物量碳的影響隨生物炭的施用量增加而增大11。與此同時(shí)，也有深入細(xì)化地

20、研究：在土壤中施用生物炭可對玉米、小麥等作物產(chǎn)生積極的影響，能夠增加土壤中主要微生物的數(shù)量12；但在土壤中施用高量（5%)生物炭對植物生長可能會有抑制作用19。但目前中國關(guān)于生物炭在土壤酶影響方面的研究，所做的實(shí)驗(yàn)是相對較少，主要還是針對國外所做的成果進(jìn)行研究和歸納。中國在生物炭對土壤酶活性影響的研究還有很大的空白需要去填補(bǔ)。1.4 研究的目的與意義1.4.1研究的目的測定不同量生物炭對施用有機(jī)肥的磚紅壤中重要酶活性的變化情況，探索適量生物炭對磚紅壤中重要酶活性的積極影響。1.4.2 研究的意義近幾年，生物炭作為新型環(huán)保類資源引起廣泛關(guān)注，在改良土壤、減排溫室氣體和修復(fù)受污染環(huán)境等方面都有著相

21、當(dāng)大的應(yīng)用潛力。目前生物炭在環(huán)境、生態(tài)等領(lǐng)域作用機(jī)理的基礎(chǔ)研究方面鮮有報(bào)道，還缺少大規(guī)模試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的支持，在土壤生境中的地位與作用方面的研究才剛剛起步，具體的作用機(jī)理與貢獻(xiàn)還不清楚，尤其是在國內(nèi)，亟待加強(qiáng)生物炭在土壤方面的基礎(chǔ)理論和研究技術(shù)，拓寬研究領(lǐng)域。本文以水稻秸稈為原材料制成生物炭，探索不同量生物炭對施用有機(jī)肥的磚紅壤中重要土壤酶活性的影響，為生物炭在農(nóng)業(yè)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)過程中的應(yīng)用提供理論依，為深入研究生物炭對土壤酶的影響提供參考。1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線1.5.1 研究內(nèi)容本次實(shí)驗(yàn)研究生物炭對施用有機(jī)肥土壤重要酶活性的影響，因此將實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)方面進(jìn)行，每個(gè)方面分為5組進(jìn)行，每組重

22、復(fù)三次。土壤預(yù)培養(yǎng)時(shí)間共計(jì)50天，在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天分別測定實(shí)驗(yàn)土壤中重要酶活性的變化情況。第一方面：測定在不同量生物炭下土壤過氧化氫酶活性的變化情況。通過向預(yù)培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的H2O2溶液，密封振蕩0.5小時(shí)，采用滴定法，計(jì)算培養(yǎng)液中剩余H2O2量，測定不同時(shí)刻土壤中過氧化氫酶活性的變化情況。第二方面：測定在不同量生物炭下土壤脲酶活性的變化情況。通過向預(yù)培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的尿素溶液并都加入檸檬酸緩沖液和甲苯。在恒溫條件下培養(yǎng)5h。通過銨氮生成法計(jì)算培養(yǎng)液中尿素含量，測定不同時(shí)刻土壤中脲酶活性的變化情況。第三方面：測定在不同量生物炭下土壤蔗糖

23、酶活性的變化情況。通過向預(yù)培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的蔗糖溶液并都加入磷酸緩沖液和甲苯。在恒溫條件下培養(yǎng)24h。通過3,5-二硝基水楊酸比色法計(jì)算培養(yǎng)液中葡萄糖含量，測定不同時(shí)刻土壤中蔗糖酶活性的變化情況。整合三方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過Excel作圖，研究在不同量生物炭下施用有機(jī)肥土壤中重要酶的活性情況，探索生物炭對土壤和土壤酶產(chǎn)生積極影響的最適量。22分組注入尿素溶液、檸檬酸緩沖液、甲苯培養(yǎng)50天，定時(shí)補(bǔ)水，在第10、20、35、50天測定酶活性變化分組注入蔗糖溶液、磷酸緩沖液、甲苯取液顯色數(shù)據(jù)測定及處理37恒溫中培養(yǎng)24h測定土壤蔗糖酶活性滴定振蕩培養(yǎng)0.5h分組注入H2O2測定過氧化氫酶活性

24、測定土壤脲酶活性原料制備水稻秸稈烘干、粉碎、制炭、過篩磚紅壤風(fēng)干、過篩有機(jī)肥烘干、粉碎、過篩分組培養(yǎng)土壤中加入2%有機(jī)肥和5%生物炭土壤中加入2%有機(jī)肥和2%生物炭純土壤培養(yǎng)，不加有機(jī)肥，不加生物炭土壤中加入2%有機(jī)肥，不加生物炭土壤中加入2%有機(jī)肥和0.5%生物炭38恒溫下培養(yǎng)5h取液顯色數(shù)據(jù)測定及處理分析數(shù)據(jù)，篩選單位土壤最適生物炭施用量 1.5.2 技術(shù)路線2 實(shí)驗(yàn)部分2.1 實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)主要研究添加不同量水稻秸稈生物炭對施用有機(jī)肥料的土壤中重要酶（蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶）活性的影響。因此，采集三亞常見的新鮮廢棄水稻秸稈，經(jīng)過進(jìn)一步的處理制作本實(shí)驗(yàn)的生物炭并做好密封保存以備后續(xù)實(shí)

25、驗(yàn)進(jìn)行。有機(jī)肥？整個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到的土壤為磚紅壤，該種土壤質(zhì)地偏砂且粘重，粘粒含量高達(dá)60%以上，呈酸性至強(qiáng)酸性反應(yīng)，海南經(jīng)濟(jì)作物地區(qū)主要為磚紅壤地區(qū)，便于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。2.1.1 生物炭的制備將采集后的水稻秸稈在60-70條件下恒溫烘干12小時(shí)，烘干后的水稻秸稈通過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。把馬弗爐調(diào)整到500，將粉碎后的水稻秸稈粉碎干粉放入鐵盒中，放入馬沸爐中加熱分解。當(dāng)馬弗爐中溫度升高到指定溫度開始計(jì)時(shí)，2h后停止加熱，將鐵盒取出并自然冷卻到室溫。用粉碎機(jī)粉碎生物炭，生物炭粉碎干粉過60目篩，在塑封袋中儲存?zhèn)溆谩?.1.2 有機(jī)肥的處理將有機(jī)肥料在60-70條件下恒溫烘干，通過粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，在塑

26、封袋中儲存?zhèn)溆谩?.1.3 土壤的處理方法將采集回來的土壤風(fēng)干，過2mm土壤篩，儲存?zhèn)溆谩?.2 實(shí)驗(yàn)方法2.2.1 生物炭對土壤過氧化氫酶活性影響測定2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)使用一種土壤（磚紅壤），設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組（低生物炭組：培養(yǎng)一定量的土壤，含有一定量的有機(jī)肥和少量的生物炭；中生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和中量（2%)的生物炭；高生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和高量（5%)的生物炭），一個(gè)純土壤組（添加等量土壤但不添加任何有機(jī)肥和生物炭），一個(gè)無生物炭組（添加等量土壤和有機(jī)肥但不添加任何生物炭），每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，共3×5×n個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)共采

27、集生物炭樣本1種，所以本實(shí)驗(yàn)共3×5×1=15個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)需要重復(fù)3次。2.2.1.2 土壤預(yù)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)將所需土壤的含水量調(diào)整到約田間持水量的60%（一般加水量為土壤量的15%到20%之間，以不粘結(jié)但很濕潤為準(zhǔn)），將土壤容器用塑料薄膜封蓋以免水分過快損失，將塑料薄膜用針扎一些小孔，以保持氣體流通，保證土壤重要酶的活性。每隔3天，補(bǔ)水一次。按照各要求處理，將一定量土壤、所需有機(jī)肥及生物炭混勻，做好補(bǔ)水（即補(bǔ)充所加入的干燥有機(jī)肥和生物炭所需的水量），放入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。2.2.1.3 溶液配制酶促反應(yīng)試劑的配制：準(zhǔn)確量取1ml的30%H2O2溶液，放入100ml的容量瓶中，稀釋至

28、100ml，并定溶。雙氧水在常溫下易分解成H2O和O2，故該溶液需要現(xiàn)配現(xiàn)用。2.2.1.4 處理設(shè)置及檢測在實(shí)驗(yàn)開始前，測定預(yù)培養(yǎng)土壤的過氧化氫酶活性，代表土壤酶活性的初始值。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤過氧化氫酶活性。純土壤組處理：培養(yǎng)一定量的純土壤，不加任何有機(jī)肥和生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。無生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥培養(yǎng)，不加生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，

29、密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。低生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和0.5%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。中生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和2%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。高生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和5%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。對照組

30、處理：取一個(gè)空白三角瓶，不加入土壤，只注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫，作為對照。密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。上述處理在室溫下培養(yǎng)0.5小時(shí)后，做如下處理：培養(yǎng)結(jié)束后，立即向各三角瓶中注入5ml 1.5 mol/L的硫酸終止反應(yīng)，過濾。取濾液，用對照組做標(biāo)準(zhǔn)H2O2含量，測定各實(shí)驗(yàn)組H2O2含量。過氧化氫酶活性采用單位時(shí)間（min或h）單位質(zhì)量土樣催化分解的H2O2的質(zhì)量（mg）衡量，單位為mg/(g·h)。2.2.1.5 注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)需每隔1周采用重量法測定含水量并補(bǔ)充水分1次，使各處理的含水量保持一致。2、實(shí)驗(yàn)不能及時(shí)測定的土壤樣品在4保存，可認(rèn)為土壤酶活性和微生物學(xué)

31、性質(zhì)不會發(fā)生較大變化，但不宜長期儲存。3、實(shí)驗(yàn)全過程要采用蒸餾水4、每次實(shí)驗(yàn)試劑為現(xiàn)配現(xiàn)用2.2.2 生物炭對土壤脲酶活性影響測定2.2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)使用一種土壤（磚紅壤），設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組（低生物炭組：培養(yǎng)一定量的土壤，含有一定量的有機(jī)肥和少量的生物炭；中生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和中量（2%)的生物炭；高生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和高量（5%)的生物炭），一個(gè)純土壤組（添加等量土壤但不添加任何有機(jī)肥和生物炭），一個(gè)無生物炭組（添加等量土壤和有機(jī)肥但不添加任何生物炭），每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，共3×5×n個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)共采集生物炭樣本1種，所以

32、本實(shí)驗(yàn)共3×5×1=15個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)需要重復(fù)3次。2.2.2.2 土壤預(yù)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)將所需土壤的含水量調(diào)整到約田間持水量的60%（一般加水量為土壤量的15%到20%之間，以不粘結(jié)但很濕潤為準(zhǔn)），將土壤容器用塑料薄膜封蓋以免水分過快損失，將塑料薄膜用針扎一些小孔，以保持氣體流通，保證土壤重要酶的活性。每隔3天，補(bǔ)水一次。按照各要求處理，將一定量土壤、所需有機(jī)肥及生物炭混勻，做好補(bǔ)水（即補(bǔ)充所加入的干燥有機(jī)肥和生物炭所需的水量），放入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤脲酶活性。2.2.2.3 溶液配制1、10%尿素：準(zhǔn)確稱量10g尿素溶解并

33、定容為100ml2、1mol/L氫氧化鈉：準(zhǔn)確稱取4g氫氧化鈉溶解并定容為100ml3、檸檬酸鈉緩沖液：準(zhǔn)確稱取36.8g檸檬酸溶于60ml水中；準(zhǔn)確稱取29.5g氫氧化鉀溶于100ml水中；將兩溶液混勻，用1mol/L氫氧化鈉將溶液pH調(diào)節(jié)至6.7左右，定容為200ml。2.2.2.4 處理設(shè)置及檢測在實(shí)驗(yàn)開始前，測定預(yù)培養(yǎng)土壤的過氧化氫酶活性，代表土壤酶活性的初始值。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤過氧化氫酶活性。純土壤組處理：培養(yǎng)一定量的純土壤，不加任何有機(jī)肥和生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，均勻加入2ml甲苯，處理15min。向瓶中注入10ml

34、10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液，混合均勻。將三角瓶密封，置于38恒溫中培養(yǎng)。無生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥培養(yǎng)，不加生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，均勻加入2ml甲苯，處理15min。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液，混合均勻。將三角瓶密封，置于38恒溫中培養(yǎng)。低生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和0.5%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，均勻加入2ml甲苯，處理15min。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液，混合均勻。將三角瓶密封，置于38恒溫中培養(yǎng)。中生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有

35、2%的有機(jī)肥和2%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，均勻加入2ml甲苯，處理15min。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液，混合均勻。將三角瓶密封，置于38恒溫中培養(yǎng)。高生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和5%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，均勻加入2ml甲苯，處理15min。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液，混合均勻。將三角瓶密封，置于38恒溫下培養(yǎng)。上述處理在38恒溫下培養(yǎng)5h后，做如下處理：培養(yǎng)結(jié)束后，向溶液中加入20ml 2mol/L KCl，振蕩10min，過濾。用NH3-N標(biāo)準(zhǔn)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線，取濾液

36、加入顯色劑待其顯色后，測定各處理NH3-N生成量脲酶活性采用單位時(shí)間（h），單位質(zhì)量土壤（1g）所催化生成的NH3-N的量（mg）表示，即mg/（g·h）2.2.2.5 注意事項(xiàng)1、用甲苯處理時(shí)要保證土樣都有被覆蓋，以免存活脲酶對實(shí)驗(yàn)造成影響。2、實(shí)驗(yàn)過程中，密封培養(yǎng)時(shí)，為保證反應(yīng)正常進(jìn)行，需將塑料薄膜用針扎一些小孔，以保持氣體流通。2.2.3 生物炭對土壤蔗糖酶活性影響測定2.2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)使用一種土壤（磚紅壤），設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組（低生物炭組：培養(yǎng)一定量的土壤，含有一定量的有機(jī)肥和少量的生物炭；中生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和中量（2%)的生物炭；高生物炭組：

37、培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機(jī)肥和高量（5%)的生物炭），一個(gè)純土壤組（添加等量土壤但不添加任何有機(jī)肥和生物炭），一個(gè)無生物炭組（添加等量土壤和有機(jī)肥但不添加任何生物炭），每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，共3×5×n？個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)共采集生物炭樣本1種，所以本實(shí)驗(yàn)共3×5×1=15？個(gè)樣。實(shí)驗(yàn)需要重復(fù)3次。2.2.3.2 土壤預(yù)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)將所需土壤的含水量調(diào)整到約田間持水量的60%（一般加水量為土壤量的15%到20%之間，以不粘結(jié)但很濕潤為準(zhǔn)），將土壤容器用塑料薄膜封蓋以免水分過快損失，將塑料薄膜用針扎一些小孔，以保持氣體流通，保證土壤重要酶的活性。每隔3天，補(bǔ)水一次。按照

38、各要求處理，將一定量土壤、所需有機(jī)肥及生物炭混勻，做好補(bǔ)水（即補(bǔ)充所加入的干燥有機(jī)肥和生物炭所需的水量），放入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤蔗糖酶活性。2.2.3.3 溶液配制1、pH5.5磷酸緩沖液：準(zhǔn)確稱取1.19g Na2HPO42H2O溶于100ml蒸餾水中得到1/15M磷酸氫二鈉溶液，準(zhǔn)確稱取0.91g KH2PO4溶于100ml蒸餾水中得到1/15M磷酸二氫鉀溶液。取5ml1/15M磷酸氫二鈉溶液和95ml1/15M磷酸二氫鉀溶液均勻混合，即得100ml pH5.5磷酸緩沖液。2、8%蔗糖溶液：準(zhǔn)確稱取8g蔗糖溶于蒸餾水中，定溶到10

39、0ml。2.2.3.4 處理設(shè)置及檢測在實(shí)驗(yàn)開始前，測定預(yù)培養(yǎng)土壤的過氧化氫酶活性，代表土壤酶活性的初始值。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤過氧化氫酶活性。純土壤組處理：培養(yǎng)一定量的純土壤，不加任何有機(jī)肥和生物炭。稱取2g土樣，置于50ml三角瓶中，注入15ml 8%蔗糖溶液，5ml pH5.5磷酸緩沖液和0.25ml甲苯，搖勻混合物。將三角瓶密封，置于37恒溫中培養(yǎng)。無生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥培養(yǎng)，不加生物炭。稱取2g土樣，置于50ml三角瓶中，注入15ml 8%蔗糖溶液，5ml pH5.5磷酸緩沖液和0.25ml甲苯，搖勻混合物。將三角瓶密

40、封，置于37恒溫中培養(yǎng)。低生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和0.5%的生物炭。稱取2g土樣，置于50ml三角瓶中，注入15ml 8%蔗糖溶液，5ml pH5.5磷酸緩沖液和0.25ml甲苯，搖勻混合物。將三角瓶密封，置于37恒溫中培養(yǎng)。中生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和2%的生物炭。稱取2g土樣，置于50ml三角瓶中，注入15ml 8%蔗糖溶液，5ml pH5.5磷酸緩沖液和0.25ml甲苯，搖勻混合物。將三角瓶密封，置于37恒溫中培養(yǎng)。高生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機(jī)肥和5%的生物炭。稱取2g土樣，置于50ml三角瓶中，注入15ml 8%蔗糖溶液，

41、5ml pH5.5磷酸緩沖液和0.25ml甲苯，搖勻混合物。將三角瓶密封，置于37恒溫中培養(yǎng)。上述處理在37恒溫下培養(yǎng)24h后，做如下處理：培養(yǎng)結(jié)束后，取出并迅速過濾。用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線，取濾液加入顯色劑加熱，待其顯色后，用蒸餾水稀釋，并在分光光度計(jì)上于波長508nm處進(jìn)行比色。蔗糖酶活性以單位時(shí)間（1h）、單位土壤（1g）生成的葡萄糖的質(zhì)量（mg）表示，即mg/(g·h)。2.3 檢測方法2.3.1 溶液中H2O2含量的測定方法定量滴定酶促反應(yīng)后剩余的過氧化氫量2.3.1.1 適用范圍定量滴定酶促反應(yīng)后剩余的過氧化氫量2.3.1.2 實(shí)驗(yàn)原理過氧化氫酶，又稱接觸酶，能酶促過

42、氧化氫對各種化合物的氧化。幾乎在所有生物體內(nèi)都有過氧化氫酶，在某些細(xì)菌里，其數(shù)量約為細(xì)胞干重的1%。土壤的過氧化氫酶活性，與土壤呼吸強(qiáng)度和土壤微生物活性相關(guān)，在一定程度上反應(yīng)了土壤微生物學(xué)過程的強(qiáng)度。2.3.1.3 試劑配制1、1.5mol/L硫酸：量取8.2ml硫酸溶解并定容為100ml。2、0.002mol/LKMnO4溶液：稱取0.3161g高錳酸鉀溶解并溶于1000ml水中。2.3.1.4 操作步驟1、標(biāo)準(zhǔn)含量測定：取對照組濾液20ml，用0.002mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至微紅，記錄0.002mol/L 高錳酸鉀溶液消耗量。2、H2O2的提?。悍Q取5g土壤，置于150ml三角瓶中

43、，并注入40ml蒸餾水和5ml0.3%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。培養(yǎng)結(jié)束后，立即向各三角瓶中注入5ml 1.5 mol/L的硫酸終止反應(yīng)，過濾。3、所提取的H2O2用0.002mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至微紅，分別記錄不同組0.002mol/L 高錳酸鉀溶液消耗量。4、計(jì)算所得各處理過氧化氫酶活性。2.3.2 溶液中尿素含量的測定方法實(shí)驗(yàn)用銨氮生成法測定溶液中尿素含量2.3.2.1 適用范圍？2.3.2.2 實(shí)驗(yàn)原理脲酶是一種酰胺酶，能酶促有機(jī)質(zhì)分子中肽鍵的水解。土壤的脲酶活性與土壤的微生物數(shù)量、有機(jī)質(zhì)含量、全氮和速效氮含量呈正相關(guān)。脲酶是一種高度專性的酶，能酶促尿素

44、的水解，生成二氧化碳和氨。通?？梢酝ㄟ^測定生成的氨的數(shù)目以表示土壤脲酶的活性。2.3.2.3 試劑配制1、苯酚鈉溶液：準(zhǔn)確稱取12.5g苯酚溶于12ml乙醇，并加入0.4ml甲醇和3.7ml丙酮；準(zhǔn)確稱取5.4g氫氧化鈉溶于30ml水中。將兩溶液均勻混合并用蒸餾水定容為100ml。該溶液需要現(xiàn)用現(xiàn)配。2、次氯酸鈉溶液：用蒸餾水稀釋為有效氯（活性氯）含量為1%左右，該溶液需要現(xiàn)用現(xiàn)配。3、NH3-N標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取0.4717g硫酸銨，溶解并定容為1L，該溶液所含NH3-N 100mg/L。2.3.2.4 操作步驟1、標(biāo)準(zhǔn)曲線：取6支50ml容量瓶，分別加入NH3-N標(biāo)準(zhǔn)溶液0、2、4、6、8

45、、10ml，定容后，NH3-N的含量分別為0、4、8、12、16、20mg/L。2、取濾液1ml置于50ml容量瓶中（標(biāo)準(zhǔn)曲線也是取1ml置于50ml容量瓶中），注入入10ml蒸餾水，4ml苯酚鈉溶液，3ml次氯酸鈉溶液，混勻。3、顯色30min后，定容。4、用蒸餾水作參比，在578nm下比色測定各處理NH3-N生成量。5、應(yīng)用Excel軟件以實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)曲線的吸光度（y軸）對濃度（x軸）作圖，擬合其方程，得出吸光度A和濃度的關(guān)系，并計(jì)算各處理樣品的濃度20。2.3.3 溶液中葡萄糖含量的測定方法實(shí)驗(yàn)用3,5-二硝基水楊酸比色法測定溶液中葡萄糖含量2.3.3.1 適用范圍適于成批樣品測定，且在測

46、定土壤蔗糖酶活性時(shí)，溶液為在酸性介質(zhì)中，均以蔗糖為基質(zhì)，蔗糖液濃度范圍為5-20%。2.3.3.2 實(shí)驗(yàn)原理蔗糖酶能酶促蔗糖水解生成葡萄糖和果糖?？筛鶕?jù)蔗糖水解的生成物與3,5-二硝基水楊酸生成有色化合物進(jìn)行比色測定。2.3.3.3 試劑配制1、3,5-二硝基水楊酸溶液：準(zhǔn)確稱取1.6gNaOH溶解于20ml水中，準(zhǔn)確稱取0.5g二硝基水楊酸，溶于20ml 2mol/L氫氧化鈉和50ml水中，再加入18.2g酒石酸鉀鈉，用蒸餾水定溶至100ml。2、標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液：準(zhǔn)確稱取0.15g苯甲酸溶解并定容為100ml得到12mmol/L苯甲酸溶液，準(zhǔn)確稱取0.5g葡萄糖溶于該100ml苯甲酸溶液）中

47、。2.3.3.4 操作步驟1、標(biāo)準(zhǔn)曲線做法：取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容到50ml，其濃度分別為含有葡萄糖0、2、4、6、8、10mg/L。與測定蔗糖酶活性同樣的方法進(jìn)行顯色。2、取濾液1ml置于50ml容量瓶中，加3ml 3,5-二硝基水楊酸，并在沸水顯色加熱5min。3、將容量瓶移至自來水流下冷卻3min。4、用蒸餾水稀釋至50ml。5、用蒸餾水作參比，在分光光度計(jì)上于波長508nm處進(jìn)行比色。6、應(yīng)用Excel軟件以實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)曲線的吸光度（y軸）對濃度（x軸）作圖，擬合其方程，得出吸光度B和濃度的關(guān)系，并計(jì)算各處理樣品的濃度20。3 結(jié)果與分析 3

48、.1 生物炭對土壤主要酶活性的影響3.1.1 生物炭對土壤過氧化氫酶活性的影響圖1 不同量生物炭對有機(jī)肥土壤過氧化氫酶活性的影響Fig. 1 Different Amounts of Biochar on Soil Organic Fertilizer Over the Activity of Hydrogen Peroxide由圖1可知，隨著時(shí)間變化，純土壤中過氧化氫酶活性會先上升后緩慢降低的變化；施用有機(jī)肥會對過氧化氫酶活性有一定的促進(jìn)作用，但在10d之后其總體活性也會不斷降低；在施用有機(jī)肥土壤中加入低量（0.5%)生物炭，過氧化氫酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤雖有所

49、變化，但從整個(gè)時(shí)間段的情況來看，其活性變化影響不是很大；在施用有機(jī)肥土壤中加入中量（2%)生物炭，從第10d、第20d、第35d、第50d的數(shù)據(jù)來看，過氧化氫酶活性相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤總體上提高了5%20%；在施用有機(jī)肥土壤中加入高量（5%)生物炭，從第10d、第20d、第35d、第50d的數(shù)據(jù)來看，過氧化氫酶活性相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤總體上提高了10%40%。從整體的數(shù)據(jù)來看：在施用有機(jī)肥的磚紅壤中加入生物炭后，過氧化氫酶活性程度和持續(xù)時(shí)間都有了一定的提高，而且隨著生物炭量的增多其效果越明顯，雖在其活性在第10d后仍開始下降，但不同于未加入生物炭的有機(jī)肥土壤，其活性在第

50、35d又開始回升，到50d時(shí)其活性已接近之前的峰值。3.1.2 生物炭對土壤脲酶活性的影響圖2 不同量生物炭對有機(jī)肥土壤脲酶活性的影響Fig. 2 Effect of Different Amounts of Biochar on Soil Organic Fertilizer Urease Activity由圖2可知，隨著時(shí)間的變化，純土壤中的脲酶活性變化不是很明顯，趨于穩(wěn)定；施用有機(jī)肥會對脲酶的活性有一定的促進(jìn)作用，第10d其活性達(dá)到峰值，之后開始下降，且其逐漸接近未施用有機(jī)肥的土壤；在施用有機(jī)肥土壤中加入低量（0.5%)生物炭，脲酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤提高了

51、100%以上,但在10d后其活性逐漸降低，第50d時(shí)生物炭對其活性增強(qiáng)從100%以上降到了50%；在施用有機(jī)肥土壤中加入中量（2%)生物炭，脲酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤提高了130%左右，在10d后其活性同樣逐漸降低，但在第50d時(shí)加入中量（2%)生物炭對其活性增強(qiáng)幅度仍有100%左右；在施用有機(jī)肥土壤中加入高量（5%)生物炭，脲酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤在第10d的時(shí)候效果不是很明顯，只提高了35%左右，但不同于加入低量（0.5%)、中量（2%)生物炭的情況，加入高量（5%)生物炭的施用有機(jī)肥土壤中脲酶活性在第10d后仍不斷增強(qiáng)，第35d達(dá)

52、到峰值，其活性相對于未加入生物炭的施用有機(jī)肥土壤脲酶活性提高100%以上。從整體上看：在施用有機(jī)肥的磚紅壤中加入生物炭后，脲酶活性有了顯著的提高，但加入低量（0.5%)、中量（2%)的生物炭雖效果很明顯，在10d后，其脲酶活性增強(qiáng)幅度開始下降。在施用有機(jī)肥土壤中加入高量（5%)生物炭，雖開始土壤脲酶活性增強(qiáng)幅度相對于低量（0.5%)、中量（2%)生物炭的環(huán)境下明顯，但對脲酶活性增強(qiáng)幅度影響不斷上升，在第35d后超過加入低量（0.5%)、中量（2%)生物炭的環(huán)境下的脲酶活性。3.1.3 生物炭對土壤蔗糖酶活性的影響圖3 不同量生物炭對有機(jī)肥土壤蔗糖酶活性的影響Fig. 3 Effect of D

53、ifferent Amounts of Biochar on Soil Organic Fertilizer Invertase Activity由圖3可知，隨著時(shí)間變化，純土壤中蔗糖酶的活性不斷提高，在第35d前后達(dá)到峰值，第50d其活性下降到略高于初始的水平；施用有機(jī)肥會對土壤中蔗糖酶的活性一定程度的提高，但不是很明顯；在施用有機(jī)肥土壤中加入低量（0.5%)生物炭，蔗糖酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤提高了10%左右，在第35d之后，土壤中蔗糖酶的活性開始降低，但其活性相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤增強(qiáng)幅度仍保持在10%左右；在施用有機(jī)肥土壤中加入中量（2%)生物炭，

54、蔗糖酶活性在相同時(shí)間段里相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤增強(qiáng)幅度與加入低量（0.5%)生物炭的環(huán)境相比在前20天差別不是很明顯，在35d時(shí)蔗糖酶活性有所下降，但在50d其活性仍能上升到之前的峰值；在施用有機(jī)肥土壤中加入高量（5%)生物炭，蔗糖酶活性在前35d里相同時(shí)間段里跟加入低量（0.5%)、中量（2%)生物炭環(huán)境下的相比，相對于未加生物炭的施用有機(jī)肥土壤中增強(qiáng)幅度最低，但其中的蔗糖酶活性到第50d仍保持著峰值。從整體上看，在施用有機(jī)肥的磚紅壤中加入生物炭后，蔗糖酶活性前20d在不同量生物炭的環(huán)境普遍提高了10%左右，到了第35d，低量（0.5%)生物炭環(huán)境下的蔗糖酶活性開始下降，而在中量（

55、2%)、高量（5%)生物炭環(huán)境下的蔗糖酶活性到第50天仍保持著峰值，中量（2%)生物炭效果略高于高量（5%)生物炭。3.2 生物炭對土壤主要酶活性的整體影響由圖4可知，在施用有機(jī)肥的土壤中加入生物炭，土壤中重要酶的活性都有增加。在純土壤和施用有機(jī)肥土壤的環(huán)境中，從初始時(shí)間到第35d，土壤中生物酶活性達(dá)到峰值，隨后開始下降，甚至低于初始值，但加入生物炭后情況有所改變，且隨加入生物炭量增多而增強(qiáng)。土壤中生物炭對不同酶影響情況差別很大，酶活性增強(qiáng)幅度從10%到200%，其中對脲酶活性影響最大，過氧化氫酶影響最小。在土壤中加入中量（2%)、高量（5%)生物炭，其效果更加明顯，在第50d時(shí)仍能使土壤重要

56、酶活性保持峰值，其中蔗糖酶活性還有進(jìn)一步提高。圖4 不同量生物炭對有機(jī)肥土壤主要酶活性的整體影響Fig. 4 the Overall Impact of Varying Amounts of Biochar on Soil Organic Fertilizer Main Activity 4 結(jié)論與展望4.1 結(jié)論在中國，每年有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物堆積，就地焚燒是現(xiàn)在中國普遍的現(xiàn)象，這對大氣污染、溫室效應(yīng)、資源浪費(fèi)產(chǎn)生巨大的影響。隨著生物炭研究的開展，會對這些現(xiàn)象的改善產(chǎn)生積極作用。同時(shí)，研究生物炭對土壤中的重要酶活性的影響，是在尋找減少農(nóng)業(yè)施肥、增加糧食產(chǎn)量的新途徑，這對土壤及生態(tài)環(huán)境和人口糧食

57、資源方面有著重要的意義。本實(shí)驗(yàn)基于前人的研究上探討生物炭對施用有機(jī)肥土壤中的重要酶活性的影響，并對過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶等的活性在生物炭施用下的變化情況進(jìn)行分析，主要結(jié)論如下： （1）在施用有機(jī)肥土壤中加入生物炭能夠?qū)^氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶等產(chǎn)生積極的影響。但其促進(jìn)效果差別巨大，土壤重要酶活性增強(qiáng)幅度從5%到150%不等。其中，對脲酶的活性影響最大，其活性在整個(gè)時(shí)間段增強(qiáng)了130%左右；蔗糖酶次之，其活性在整個(gè)時(shí)間段增強(qiáng)50%左右；對過氧化氫酶的活性影響幅度最低，只有10%左右。在土壤中過氧化氫酶初始活性就有5.5mg/(g·h)，而脲酶和蔗糖酶初始活性都低于0.2mg/(g&#

58、183;h)。這說明生物炭能增強(qiáng)土壤重要酶的活性，但對其提升量有所限值。（2)在加入生物炭的施用有機(jī)肥土壤生境中，過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶等的活性隨著生物炭施加量的增加而增強(qiáng)，同時(shí)其高度活性的持續(xù)時(shí)間也有所延長。與此同時(shí)，生物炭施加量達(dá)到中量（2%)或高量（5%)時(shí)，過氧化氫酶、脲酶等的活性隨著時(shí)間的變化能夠穩(wěn)定在峰值，蔗糖酶的活性還能進(jìn)一步提高。(3)在土壤生境中， 過氧化氫酶能反應(yīng)出土壤腐殖化強(qiáng)度及有機(jī)質(zhì)積累程度，脲酶活性反應(yīng)出土壤氮素供應(yīng)強(qiáng)度， 蔗糖酶在糖類物質(zhì)的水解和土壤碳素循環(huán)的過程中起著積極的作用18。在施用有機(jī)肥土壤中施加生物炭不會對土壤溫度產(chǎn)生太大影響，但能夠顯著地改變地土壤中

59、的含水量，這將會對土壤中的微生物產(chǎn)生積極的影響11。實(shí)驗(yàn)證明生物炭能夠在不同程度上增加土壤重要酶活性，并延長土壤重要酶活性持續(xù)時(shí)間，在改善土壤的生境，增加土壤的肥力，促進(jìn)作物的生長方面有著積極影響。4.2 展望生物炭作為當(dāng)今農(nóng)業(yè)方面的研究熱點(diǎn)，對農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)、能源利用等領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。目前，國內(nèi)外的大量實(shí)驗(yàn)研究12證明在土壤中施加生物炭能夠?qū)ν寥婪柿妥魑锷L產(chǎn)生積極作用，但同時(shí)也有實(shí)驗(yàn)證明生物炭的施用會對土壤生境產(chǎn)生一定的影響，這其中存在著諸多不確定性因素。在今后，對生物炭利用的研究仍需進(jìn)一步深入開展。（1）本實(shí)驗(yàn)基于前人的研究開展，但只關(guān)注了生物炭施加對土壤中重要酶的活性影響，未

60、涉及生物炭施加量對作物生長及產(chǎn)量的影響。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，排除了野外土壤生境中生物炭流失的因素。未來，將在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展對生物炭的研究。（2）雖然，目前的研究表明，生物炭的利用存在的諸多不確定因素，但其在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源等方面產(chǎn)生的積極作用是顯而易見的。在此之前，有亞馬遜流域成功利用生物炭的顯現(xiàn)；在未來，隨著對生物炭的研究，其將會在一定的農(nóng)業(yè)范圍內(nèi)進(jìn)行開發(fā)使用。參考文獻(xiàn)1 丁艷麗,劉杰,王瑩瑩. 生物炭對農(nóng)田土壤微生物生態(tài)的影響研究進(jìn)展J. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,11:3311-3317.2 Van Zwieten L, Kimber S, Morris S, et al. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertilityJ. Plant and Soil, 2010, 327: 235-246.3 Liang B, Lehmann J, Solomon D, et al. Black carbon