土壤顆粒表面電場對酸性土壤微生物活性的影響.pdf

1、土壤礦物質(zhì)是組成土壤的最基本物質(zhì)，它與其它因素結(jié)合決定著土壤的表面性質(zhì)。土壤顆粒表面帶有大量的負(fù)電荷，這樣在土粒表面及附近溶液中形成一個(gè)“連續(xù)”分布的強(qiáng)大電場，對H+、NH4+和土壤微生物(帶有負(fù)電荷)都產(chǎn)生影響，從而對硝化過程產(chǎn)生影響。在以前的研究中，人們較少考慮土壤顆粒表面電場的作用，本文從土壤顆粒表面不同電場強(qiáng)度的角度來研究土壤的微生物活性變化。
　　 本實(shí)驗(yàn)選用了重慶縉云山馬尾松林土壤(酸性黃壤pH5.2)，在土樣中加入

2、3％、5％、8％、10％和12％濃度蒙脫石處理，風(fēng)干、碾碎過1mm篩后待用。同時(shí)根據(jù)樣品中由于加入蒙脫石引起的pH變化，制定了不同pH的樣品。將兩種樣品調(diào)節(jié)含水率為田間最大持水量的50％，在25℃的恒溫培養(yǎng)箱中先預(yù)培養(yǎng)一個(gè)月，土壤樣品預(yù)培養(yǎng)一個(gè)月后，加入相當(dāng)于干土重的100mg/kg含量的NH4+-N，加入NH4+-N后采樣一次，然后土壤樣品放置在25℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，共培養(yǎng)4周每周采樣1次。通過測定子樣品的微生物生物量C和N，脲酶

3、活性、脫氫酶活性，取得了如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 土壤顆粒表面不同電場強(qiáng)度下土壤微生物量的動(dòng)態(tài)變化為：土壤顆粒表面不同電場下壤微生物C和微生物N隨著培養(yǎng)時(shí)間的變化趨勢相同，先增大后減小，在第14天時(shí)出現(xiàn)最大值。這是由于開始在土壤中加入一定量的NH4+-N后土壤的微生物活性增強(qiáng)，微生物生物量增大，但微生物的增大，同時(shí)NH4+-N量的減小，到了一定時(shí)間硝化細(xì)菌之間由于食物關(guān)系存在著競爭，這樣微生物就會(huì)減少，微生物量自然會(huì)變小。
　

4、　 通過28天后的變化，結(jié)束后微生物土壤顆粒表面不同電場強(qiáng)度下土壤微生物量的變化為隨著土壤顆粒表面電場的增大，微生物量先增大后減小的變化趨勢。在蒙脫石含量8％時(shí)為最大。由于土壤微生物的硝化細(xì)菌的大小在10-1000 nm之間，與土壤膠體顆粒相當(dāng)并帶一定負(fù)電荷，它們和土壤表面，土壤膠體顆粒間必然存在范德華作用力和靜電作用力，所以硝化細(xì)菌的活性也受土壤顆粒表面電場影響較大。隨著土壤顆粒表面電場強(qiáng)度的增大，對土壤硝化細(xì)菌先產(chǎn)生一定的吸引作用

5、，當(dāng)硝化細(xì)菌群落達(dá)到一定量時(shí)，微生物與土壤顆粒表面電場又會(huì)產(chǎn)生一定的吸引作用，造成土壤中微生物量的減少。這些推論還需要以后對微生物群落的測定來補(bǔ)充說明。
　　 土壤酶活性變化。土壤顆粒表面不同電場強(qiáng)度下土壤酶活性均有變化，其中土壤脲酶活性表現(xiàn)為：隨著電場增大脲酶活性為先增大后減小，這與微生物量的變化趨勢相同，也是由于NH4+-N的加入對其的影響，土壤脫氫酶均表現(xiàn)為：表面電場影響下脫氫酶活性趨近于一定的值為，為2.6mg·kg-1

6、·d-1。脫氫酶的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原樣中的值，這說明，土壤處理過程中由于土壤磨細(xì)過篩，土壤的孔隙減小，影響土壤呼吸作用，而土壤脫氫酶與土壤的呼吸作用顯著的正相關(guān)，所以脫氫酶顯著變小。
　　 在對照試驗(yàn)中不同pH土壤樣品，由于土壤pH的變化幅度小，各項(xiàng)指標(biāo)變化不明顯。在時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化上與不同表面電場的變化情況相同。培養(yǎng)結(jié)束后，比較28天后的數(shù)據(jù)，微生物量的變化為pH=5.20MBC為571 mg/kg pH=5.51為678 mg/k

7、g pH=5.68為772 mg/kg pH=5.87為760 mg/kg pH=5.95為787 mg/kg pH=6.04 m為796 mg/kg，微生物量C隨著pH的小幅增長在快速升高，pH在pH=5.20MBN為62mg/kg pH=5.51為68 mg/kg pH=5.68為74 mg/kgpH=5.87為75mg/kg pH=5.95為77mg/kg pH=6.04 m為82mg/kg，微生物量N隨著pH的小幅增長在緩慢的增

8、長。酶的活性變化為pH在5.20與6.04之間脲酶、脫氫酶活性沒有很大差別。
　　 由上述結(jié)果可知，在土壤中加入不同濃度的蒙脫石，增大了土壤顆粒表面電場強(qiáng)度，由于土壤顆粒表面帶有大量負(fù)電荷，隨著負(fù)電荷密度的加大，對于本身帶有負(fù)電荷的土壤微生物產(chǎn)生一定排斥作用，使土壤硝化微生物數(shù)量減少，出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，除了土壤顆粒表面電場對微生物的影響外，還有就是在制備子樣品過程中磨細(xì)過篩，使土壤微生物數(shù)量受到一定影響，破壞了微生物群落結(jié)構(gòu)。