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在自然土壤中生存着大量的微生物群,它们能较敏感地预测土壤环境的变化,因此,土壤生物活性常被用作衡量土壤质量的灵敏指标。盆栽模拟试验可以克服野外田间试验受多种自然、人为因素影响的缺点,为深入研究地膜残留累积对土壤生物学性质的影响提供了研究场所。
不同地膜残留量处理的土壤,其性质、物质组成等都发生了明显的变化,所以对土壤的生物活性也势必造成不同的影响。本文以不同地膜残留累积处理土壤为材料,采用盆栽模拟试验,通过对土壤微生物区系、土壤酶活性、土壤呼吸作用强度等几个方面的研究,系统地分析了无地膜残留,地膜残留累积5年、10年、15年、20年的土壤其生物活性变化趋势,并通过对作物生长状况的跟踪监测,探讨其与土壤质量的关系。
本次试验的结果表明:
1.地膜残留累积使土壤微生物区系发生了改变。油青菜心种植土壤中,土壤细菌数量随残膜累积变化很小,平均年变化率为-0.41%;真菌数量在残膜累积5年后开始急剧减少,采收期M<,20>处理下出现最低点0.31×10<5>,较CK减少了86.9%;放线菌数量变化趋势与真菌相似,但其下降幅度较真菌小,采收期年变化率为-2.82%。同时作物不同生长期微生物数量不同,表现为花果期最为活跃,繁殖最快,数量最多。
2.地膜残留累积使土壤酶活性受到影响。油青菜心种植土壤中,土壤过氧化氢酶活性随地膜残留累积呈先提高后下降趋势,最高点为苗期M5处理下1.53mg/L;多酚氧化酶活性在残膜量处于105~157.5kg/hm<2>水平区域内时,酶活性随残膜累积显著提高;酸性磷酸酶活性呈无规律变化;脲酶活性随地膜残留累积先降低后稳定,且受作物生长期影响较大,苗期其活性最大值为3.13mg/g,而在采收期最高点为17.7mg/g。
3.土壤呼吸作用强度随地膜残留累积增长而降低,其中油青菜心种植土壤中CO<,2>释放量在作物苗期、花果期、采收期年减少率分别为3.61%、2.94%、2.92%。同时,同一处理下,花果期的呼吸作用强度明显大于苗期和采收期的,较苗期增大了 80.3%,较采收期增大了57.1%。
4.不同地膜残留处理下,土壤中微生物数量、土壤酶活性、土壤呼吸作用强度三者之间的相关性分析表明:①土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶及脲酶与微生物总数之间线性相关,相关系数分别为-0.516、0.546、0.604;②土壤呼吸作用强度与细菌、真菌和微生物总数显著线性相关,相关系数分别为0.850、0.762、0.884。 5.土壤生物活性与其物化特性之间亦呈不同程度的相关性。其中真菌、放线菌和微生物总数与土壤水分、孔隙度及有机质含量均显著线性相关,平均相关系数分别为0.827、0.765、-0.677;而土壤酶与土壤孔隙度非线性相关;土壤呼吸作用强度与水分、孔隙度线性相关,相关系数为0.595、0.639。
6.地膜残留累积使作物根系生长受到影响。除苗期,作物花果期、采收期根长、根重均随残膜量增加显著降低。花果期年降低率为:根长 3.07%,根重3.59%;采收期年降低率为:根长3.49%,根重3.98%。
7.作物地上部分也受到地膜残留累积的影响。发芽率随残膜累积降低,最低值为25%;M<,15>处理下开始出现烂苗现象;同时作物产量大幅度减少,油青菜心年减产率为9.0%。