不同质地土壤玉米根际生物活性研究.docx

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不同质地土壤玉米根际生物活性研究

不同质地土壤玉米根际生物活性研究

李潮海，王小星，王群，郝四平

（河南农业大学农学院／河南省作物生长发育调控重点实验室，郑州450002）

摘要：

【目的】明确不同质地土壤（砂壤、中壤、重壤）玉米生育期间根际微生物（细菌、放线菌、真菌）数量与酶（脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶）活性的转变。

【方式】采纳池栽方式，以掖单22为材料，研究不同质地土壤的玉米根际微生物数量和酶活性转变，并进行相关分析。

【结果】玉米播种前，砂壤中的微生物数量最多，重壤中最少；重壤中的酶活性最高，砂壤最低。

3种土壤玉米根际生物活性的动态转变呈抛物线，吐丝期达最大值，尔后慢慢下降。

吐丝期，3种质地土壤玉米根际微生物数量均表现为中壤最多，重壤最少；5种酶活性均表现为中壤最大，砂壤最小。

成熟期，玉米根际土壤细菌与放线菌表现为中壤中数量最多，重壤最少，真菌那么表现为中壤最多，砂壤最少;过氧化氢酶活性表现为重壤最高，砂壤最低，脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶表现为中壤中活性最高，砂壤最低。

【结论】玉米根际生物活性受玉米生长发育进程和土壤质地的双重阻碍。

关键词：

玉米；土壤质地；根际微生物；酶活性

EffectofDifferentTexturalSoilsonRhizosphereMicroorganismsandEnzymeActivitiesinMaize

LIChao-hai,WANGXiao-xing,WANGQun,HAOSi-ping

（CollegeofAgronomy,HennaAgriculturalUniversity/HenanKeyLaboratoryforRegulatingControllingCropGrowthandDevelopmen,Zhengzhou450002）

Abstract:

【Objective】Thenumberof3rhizospheremicroorganisms（bacteria,fungi,actinomycete）and5enzyme（catalase,protease,urease,phosphatase,invertase）activitieswerestudiedduringthewholelifeofcornplantinsandyloam,loamandclaysoiltextures.【Method】UsingYedan22,thenumberof3rhizospheremicroorganismsand5enzymeactivitieswithdifferenttexturalsoilswereinvestigatedinapond.Thecorrelationsamongthemwereanalyzed.【Result】Themainresultswereasfollows:

beforeseeding,thenumberofmicroorganismswerelargestinsandyloamandsmallestinclay.Enzymeactivitieswerehighestinclayandlowestinsandyloam.Inthe3soiltexturesthedynamicchangeofrhizospheremicroorganismsandenzymeactivitiesbothturnedonaparabolawiththepeakinthesilkingstage,andthenreducinggradually.Insilkingstage,thenumberofthe3microorganismswerelargestinloamandsmallestinclay;andthe5enzymeactivitieswerehighestinloamandlowestinsandyloam.Atmaturity,thenumberofbacteriaandactinomycetewerelargestinloamandsmallestinclay,whilethenumberoffungiwerelargestinloamandsmallestinsandyloam.Thecatalaseactivitywashighestinclayandlowestinsandyloam,whiletherestfourwereallhighestinloamandlowestinsandyloam.【Conclusion】Inconclusion,thenumberofrhizospheremicroorganismsandenzymeactivitieswereaffectedbyboththedevelopmentofcornandsoiltexture.

Keyword:

Corn;Soiltexture;Rhizospheremicroorganisms;Enzymeactivities

0引言

【本研究的重要意义】土壤微生物和土壤酶既是土壤有机物转化的执行者，又能够表征土壤的综合肥力及土壤养分转化进程，是土壤肥力的一个较好指标[1]。

土壤微生物和土壤酶不仅受土壤质地的阻碍，也与作物生长发育紧密相关。

因此，研究土壤质地与作物生长发育对根际微生物和酶活性的阻碍，对土壤

调控有重要意义。

【前人研究进展】最近几年来，国内外对土壤生物活性的研究日趋活跃，关于土壤生物活性与作物生长之间关系的研究慢慢增多，但其研究要紧集中于土壤生物活性与施肥[2]、耕耘等治理方法[3～5]、逆境胁迫[6～8]和转基因作物[9,10]的关系方面，对作物全生育期微生物数量和酶活性的转变研究很少[11,12]，而将二者结合起来研究土壤物理性质与作物生长期间根际生物活性间的关系尚未见报道。

培育池法能够把不同质地的土壤放在同一气候条件下进行研究，排除了气候的干扰作用，而且比盆栽更接近生产实际。

【本研究的切入点】采用培育池法，通过设置不同质地土壤，在玉米生长的不同时期，研究二者对土壤微生物数量和土壤酶活性转变的阻碍。

【拟解决的关键问题】探明不同质地土壤条件下玉米根际微生物数量和土壤酶活性的动态转变，以了解土壤质地、生物活性、玉米生长三者之间的彼此联系。

1材料与方式

供试土壤与材料

实验于2000～2001年在中牟县河南省农业学校进行，供试土壤为潮土，分砂壤（SL）、中壤（L）、重壤（C）3种质地，1996年在中牟县境内选取实验用土，并经室内分析确认，3种质地土壤依照田间土层结构别离装入做好的池中，池的体积为1m×1m×1m。

每一年池栽作物均为小麦—夏玉米。

通过3年耕耘种植，池内的土壤环境与大田大体一致。

本实验开始前，3种质地土壤的大体理化性质见表1和表2。

实验设3个处置，每处置重复9次。

供试品种为掖单

22号，种植密度72000株/ha，宽窄行种植，宽行72cm，窄行48cm。

两年均于6月7日播种，9月17日收成。

拔节期每公顷施纯氮75kg，大喇叭口期施纯氮150kg，磷肥作底肥一次性施入，每公顷施P2O5kg，其它治理按高产田进行。

成熟时，每一个处置收成3个重复进行室内考种，计产。

测定项目和方式

样品搜集与处置别离在玉米播前、拔节（叶龄指数为30）、吐丝、成熟4个时期，在玉米行间距植株10cm处用土钻取0～20cm土层的带根土样，–20℃保留，用于测定根际微生物的数量和土壤酶活性。

土壤根际微生物数量的测定以玉米根上所附着的土为样品（不包括明显的土粒，以知足根际的要求），测定根际土壤真菌、细菌、放线菌的数量。

真菌采纳马丁氏培育基；细菌采纳牛肉膏蛋白胨培育基；放线菌采纳高氏1号培育基。

真菌、细菌、放线菌计数采纳稀释平板法[13]。

土壤酶活性的测定测定玉米不同生育时期根际土壤酸性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶活性。

所用方式别离为磷酸苯二钠比色法，靛酚比色法（NH4+比色法）、高锰酸钾滴定法（JOHSOH法）、硫代硫酸钠滴定法、加勒斯法[13]。

叶面积测定选取具代表性的植株3株，在各时期测定叶片长度、叶片最大宽度，按叶面积=叶片长度×叶片宽度×校正系数（展开叶，未展开叶计算单叶面积。

各时期的单株叶面积由各单叶面积之和求得。

表13种质地土壤的机械组成与容重

Table1Basicphysicalpropertiesofthedifferenttexturalsoil

土壤类型

Soil

粘粒含量

Clayparticle（%）

粉粒含量

Siltparticle（%）

~mm

砂粒含量

Sandparticle（%）

>mm

土壤容重

Soilbulkdensity（g·cm-3）

0~20cm

20~40cm

砂壤SL

中壤L

重壤C

表23种质地土壤肥力情形

Table2Basicfertilitiesofthedifferenttexturalsoil

土壤类型

Soiltype

有机质

Organicmatter

（g·kg-1）

全氮

TotalN

（g·kg-1）

速效氮

AvailableN

（mg·kg-1）

速效磷

AvailableP

（mg·kg-1）

速效钾

AvailableK

（mg·kg-1）

砂壤SL

中壤L

重壤C

2结果与分析

不同质地土壤玉米根际微生物数量动态转变

细菌数量动态转变细菌是土壤微生物中数量最多的一个微生物类群，参与有机质的分解，氨化作用等。

由图1能够看出：

玉米根际细菌的数量随玉米的生长而转变。

从播前至吐丝期不断上升，吐丝期达到最大值，吐丝后数量急剧下降，成熟时的根际细菌数量与播前几乎相同，说明土壤根际细菌的数量与玉米的生长发育有关。

从不同土壤质地比较看，根际细菌数在不同土壤质地上有着专门大不同。

3种质地土壤的细菌数量在播前表现为砂壤>中壤>重壤。

砂壤、中壤、重壤细菌数每克干土别离为×107个、×107个、×107个。

砂壤比中壤和重壤高25%和99%。

拔节、吐丝期不同质地土壤玉米根际细菌数量显著增加，不同质地间表现为中壤>砂壤>重壤，不同质地土壤之间的不同也显著增大，中壤的根际细菌数量增幅最大，拔节期每克干土达×107个，比砂壤和重壤别离增加%和%；吐丝期中壤的根际细菌数每克干土为×107个，比同期砂壤和重壤提高%和%，成熟期根际细菌数量降低，砂壤每克干土降至×107个，中壤和重壤每克干土别离为×107个和×107个。

图1不同质地土壤玉米根际细菌数量转变

Fig.1Thechangesofthenumberofthecornrhziospherebacteriainthedifferenttexturalsoils

放线菌数量的动态转变土壤放线菌数量仅次于细菌，在土壤中参与有机物的分解，并能分泌抗生素，拮抗土壤中的病原菌