不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮含量的影响

权基哲

[摘要]为研究玉米种植土壤和无农作物土壤中不同的施肥水平对土壤微生物中生物量碳元素和氮元素含量的影响，本次试验选择了某农科院的裸地和玉米种植的田间小区作为相应的试验对象，根据玉米生长过程采取不同的施肥水平，对土壤微生物中生物量的氮元素和碳元素进行相应的含量测定。结果显示，当不施加相应的肥料时，某农科院裸地土壤微生物中碳元素和氮元素含量的平均值分别为175.98mg/kg和26.04mg/kg;玉米种植的田间小区土壤微生物中碳元素和氮元素的含量分别为161.65mg/kg和22.70mg/kg。通过探究可以明确玉米种植的田间小区土壤微生物中生物量的碳元素和氮元素含量要比裸地低，因此在施肥过程中需要了解施肥种类和施肥量，根据土壤微生物中碳、氮含量的规律合理施肥。

[关键词]施肥水平;玉米种植土壤;微生物;碳元素;氮元素

中图分类号：S513;S154.3文献标识码：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202009

由于土壤的肥力会对粮食的生产量产生重要影响，因此为提高我国粮食生产量，保证粮食安全，必须对土壤肥力进行合理的控制。现阶段很多专家认为，农作物在生长过程中会在一定程度上吸收土壤中的营养成分，进而导致土壤的肥沃能力下降，而通过施肥操作可以确保土壤维持原有的肥力。为了实现农田的可持续利用，在休耕时期也要通过施肥使土壤肥力保持在原有的水平。

1 施肥水平及玉米种植的影响概述

农作物种植及休耕期间所进行的施肥流程对土壤的肥力均能够产生重要的影响，但是，由于土壤肥力的主要指标为土壤中的有机质，因此通过施肥操作改变土壤中有机质的组成成分及含量，是当前对土壤中微生物生物量相关生物活性含量产生影响的重要体现形式。通过研究土壤微生物生物量相关元素，可以明确现阶段土壤的养分情况以及生物活性;对碳元素和氮元素等相关生物学指标进行探究，可以了解在农作物种植以及栽培等过程中对土壤肥力影响的具体表现。由此，可以将土壤微生物生物量中氮元素和碳元素含量作为改善土壤肥力的具体响应指标，从而明确对土壤施肥时需要注意的事项[1]。

2 材料与方法

为了探究不同施肥水平以及不同施肥操作对不同种类土壤微生物生物量相关生物活性含量的影响，首先需要选择试验的原材料，本次试验选择以农田生态系统作为相应的试验基地来进行相关的测量和试验。试验基地位于黄淮海平原，属温带半干旱半湿润性季风型大陆性气候，平均降雨量为600mm左右，6—7月份降雨较为明显，占全年降雨量的70%～80%，全年的平均气温在15℃左右;主要种植方式是小麦和玉米轮番种植。该试验基地农作物种植的土壤类型为轻质潮土，在试验区域内对其进行相应的施肥处理。从小麦季开始，进行施肥处理的相关布置和计划，然后在小麦和玉米轮番种植的过程中做施肥处理，对不种植农作物土壤和种植农作物土壤的施肥处理结果进行对比分析，同时要确保施肥处理的方式和添加的肥料种类及数量与种植农作物的试验田相同。如果不种植农作物的试验田出现杂草，应该立即铲除，以防止试验受其他无关因素影响，保障试验结果的准确性[2-3]。

在对玉米农作物进行施肥处理的过程中，施加肥料的水平分为7个档次，第1个档次是不进行相应的施肥处理，第2个档次是采取30kg/hm2的处理方式，第3个档次为70kg/hm2的处理方式，然后依次分别为110kg/hm2、150kg/hm2、190kg/hm2、200kg/hm2。在氮肥施加完成以后，对土壤中的氮元素和碳元素进行测量，然后相应施加磷肥，保證磷肥的施加量是氮肥施加量的40%左右即可，并且针对农作物不同的生长期重复3次施肥操作。

在完成施肥流程以后，需要对土壤样品进行采集。在采集样品的过程中，要严格控制样品采集量和样品采集时间。只有确保样品数量和采集时间大致相同，才能够保证实验结果的可靠性。对土壤样品进行采集，尤其是对玉米种植小区土壤进行采集时，需要分别在玉米的拔节期、抽雄期、乳熟期和成熟期采样，同时对玉米植株不同生长时期的生长状况采样，记录相关数据，对裸地土壤采样时采用相同的数据收集流程。然后需要对土壤样品进行相应的处理。由于采集到的原始土壤样品杂质相对较多，会影响实验结果的准确性，因此首先要对土壤样品进行初步处理。将样品平均分成几份，然后去除土壤样品中的可见有机物，将土壤样品放入冰箱中5℃左右冷藏保存。冷藏一段时间后，分析土壤中的微生物生物量氮、碳元素含量，并且测量土壤样品前还应该对土壤样品进行预培养，时间为24h左右，温度条件为25℃左右。为了使微生物的活性得到更好的恢复，还应该通过培养操作观察具体的恢复情况，并且完成所有土壤样品的采样以后，尽量隔一周再进行相关分析和测定。测定方法采用氯仿熏蒸提取法对土壤微生物中生物量碳氮进行相关测定，在测定的过程中首先称取相同数量的新鲜土壤样品，然后将其放置在真空的干燥器中，利用氯仿蒸汽对其进行熏蒸操作，操作时间大概在24h左右，并且通过反复抽真空的方式去除氯仿。然后再使用浓度为0.5mol/L，数量为50mL的硫酸钾溶液进行震荡操作，操作的时间为30min，操作完成以后进行过滤操作。对比土壤样品不实施熏蒸操作，但是也应该使用硫酸钾等溶液浸泡和提取，同时也要经过震荡和过滤流程，在过滤操作完成以后，对过滤后的滤液进行相关微生物的测定[4-5]。

3 结果和分析

通过分析发现，玉米田土壤中微生物生物量碳氮含量随着施肥量的增加而增加，但是达到一定施肥水平后土壤中微生物碳氮含量随着施肥的增加而逐渐减少。这说明适当施肥可以增加士壤中微生物的活性，提高玉米的产量，而过量则会起到反作用。

在玉米不同的生长期内，土壤中微生物碳氮含量不同。一般情况下，玉米生长抽穗期，土壤中碳氮含量最高、微生物活性最高;玉米拔节期，土壤中碳氮含量最低、微生物活性最低。可以看出，土壤中的微生物会利用肥料中的物质进行自身的新陈代谢。在相同的施肥水平下，由于闲置田相较于种植田缺少必要的碳元素，因此闲置田中土壤的微生物生物量碳氮含量小于玉米种植田，再加上两类田在不同的施肥水平上生物活性不一样，因此在进行玉米种植时，要根据玉米的生长周期合理施肥，从而确保土壤中碳氮含量最大，土壤肥力最高。

（1）土壤碳氮的平衡对土壤微生物生物量碳氮极为重要。当不施肥时，玉米种植小区由于缺乏氮素，其土壤微生物生物量低于裸地;而当进行施肥处理时，裸地由于缺乏碳素，其土壤微生物生物量低于玉米种植小区。

（2）施肥水平对土壤微生物生物量碳氮具有显著影响。裸地和玉米种植小区土壤微生物生物量碳氮均随着施肥量的增加呈现出先增加后降低的趋势，其施氮水平拐点分别为70kg/hm2和150kg/hm2。

（3）玉米生育期对土壤微生物生物量碳氮也存在显著影响。土壤微生物生物量碳氮在玉米拔节期最低，抽雄期达到最高，随后乳熟期有所降低，成熟期又逐渐上升，各生育期间的变化趋势能反映出玉米生长及其吸收土壤养分的状况。

4 结 论

总体来说，合理地施肥可以提高土壤中微生物生物量的碳氮含量，促进作物的生长，从而提高作物产量，因此在农业生产过程中有必要采用合理的施肥流程。通过试验与分析可知，施肥的水平对土壤微生物生物量碳氮有非常大的影响;在玉米生育期时，对土壤微生物生物量碳氯也有着一定的影响。要想提高作物收成，就必须根据土壤微生物中碳、氮含量的变化规律施肥，遵循客观的发展规律，只有这样才能保证土壤拥有强大的肥力，为作物的生长提供更好的条件。

参考文献

[1]熊兴梅，谢菊芬，陈加新.玉米不同施肥水平对土壤微生物生物量的影响[J].现代园艺，2013（14）：8+10.

[2]郑亚丽.不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响分析[J].农民致富之友，2018（3）：69.

[3]马海兰.不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳、氮的影响分析[J].种子科技，2017，35（11）：100+103.

[4]侯化亭，张丛志，张佳宝，等.不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响[J].土壤，2012，44（1）：163-166.

[5]栗如峰.不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响分析[J].北京农业，2014（15）：17-18.