The effects of activated carbon and plants diversity ... - 华南农业大学

华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集三 等 奖 作 品[27-30]表 土 有 机 质 含 量 , 从 而 改 善 土 壤 微 生 物 特 性 , 提 高 主 作 物 的 产 量 。 在 六 种 粮 草 复 种[31]模 式 的 研 究 中 , 钟 小 仙 等 指 出 , 冬 种 牧 草 比 种 植 粮 食 作 物 更 能 增 加 土 壤 有 机 质 和 速 效养 分 , 特 别 是 冬 季 种 植 冷 季 型 牧 草 冬 牧 70 黑 麦 能 明 显 增 加 土 壤 有 机 质 、 碱 解 氮 、 速 效 钾和 速 效 磷 , 为 后 季 作 物 增 产 提 供 了 可 能 。 这 可 能 是 由 于 冬 种 牧 草 的 大 量 根 系 深 入 土 中 ,有 效 改 善 土 壤 的 团 粒 结 构 , 增 加 土 壤 透 气 性 和 保 水 性 , 加 上 牧 草 根 系 分 泌 的 活 性 物 质 如有 机 酸 等 , 进 一 步 刺 激 土 壤 理 化 性 质 的 改 善 , 提 高 肥 力 。此 外 , 草 田 轮 作 对 土 壤 有 机 质 的 积 累 极 其 重 要 。 一 方 面 , 冬 季 覆 盖 作 物 的 根 茬 和 大[32]量 枯 枝 落 叶 归 还 于 土 壤 中 增 加 土 壤 有 机 碳 的 含 量 , 另 一 方 面 , 由 于 覆 盖 作 物 的 存 在 ,[33]减 少 了 冬 季 农 田 裸 露 面 积 , 从 而 减 少 土 壤 有 机 质 因 为 水 蚀 和 风 蚀 造 成 的 流 失 。Kuo 等研 究 覆 盖 作 物 生 物 群 对 土 壤 表 层 15cm 内 的 土 壤 碳 和 碳 水 化 合 物 含 量 的 影 响 发 现 : 饲 料 玉米 与 黑 麦 、 黑 麦 草 、 澳 大 利 亚 冬 豌 豆 、 绒 毛 野 豌 豆 等 冬 季 覆 盖 作 物 连 续 轮 作 6 年 后 , 土[34]壤 碳 和 碳 水 化 合 物 的 含 量 表 现 增 加 的 趋 势 ;Wagger 等 在 温 带 湿 润 的 华 盛 顿 地 区 , 经 过6 年 的 田 间 定 位 试 验 研 究 发 现 , 利 用 冬 季 闲 田 种 植 黑 麦 能 够 提 高 土 壤 有 机 质 。 这 说 明 冬 季覆 盖 黑 麦 和 一 年 生 黑 麦 草 等 禾 谷 类 作 物 , 其 地 上 和 地 下 高 的 生 物 量 具 有 很 强 的 供 给 土 壤碳 的 潜 力 。 但 是 , 覆 盖 作 物 对 土 壤 有 机 碳 的 影 响 却 是 一 个 渐 进 的 过 程 。 一 般 情 况 下 , 土壤 有 机 质 的 主 要 来 源 包 括 各 类 植 物 的 凋 落 物 、 死 亡 的 植 物 体 及 根 系 。 冬 季 种 植 覆 盖作 物 之 后 , 留 下 大 量 的 凋 落 物 和 植 物 根 系 , 这 些 残 留 物 在 土 壤 中 缓 慢 腐 熟 分 解 , 最后 形 成 新 的 有 机 质 , 这 是 一 个 逐 渐 累 积 的 过 程 。 从 短 期 试 验 观 察 看 , 覆 盖 作 物 对 土 壤[32, 35] [36]有 机 碳 的 增 加 并 不 明 显 。Barthes 等 利 用 豆 科 覆 盖 作 物 与 玉 米 连 续 轮 作 , 开 始 2 年 ,有 机 碳 没 有 明 显 增 加 , 轮 作 12 年 后 土 壤 有 机 碳 对 比 冬 闲 田 增 加 了 10%。3.2 草 田 轮 作 对 冬 闲 田 土 壤 酶 活 性 和 微 生 物 的 影 响土 壤 酶 和 微 生 物 是 稻 田 生 态 系 统 的 重 要 组 成 部 分 。 酶 是 土 壤 生 态 系 统 代 谢 的 一 类 重要 动 力 , 土 壤 中 所 进 行 的 一 切 生 物 学 和 化 学 过 程 都 要 在 酶 的 催 化 作 用 下 才 能 完 成 。 土 壤酶 具 有 加 快 生 化 反 应 速 率 的 功 能 , 在 土 壤 系 统 的 物 质 和 能 量 运 转 中 起 着 不 可 忽 视 的 作 用 。土 壤 微 生 物 是 陆 地 生 态 系 统 中 最 活 跃 的 成 分 , 通 过 分 解 动 植 物 残 体 参 与 作 物 生 态 系 统 的能 量 流 动 和 物 质 循 环 , 影 响 作 物 的 生 长 发 育 , 是 土 壤 肥 力 的 重 要 指 标 之 一 , 同 时 在 有 机[37]质 的 矿 化 、 腐 殖 质 的 形 成 和 分 解 、 植 物 营 养 的 转 化 等 过 程 中 起 着 不 可 替 代 的 作 用 。3.2.1 对 土 壤 酶 活 性 的 影 响土 壤 中 各 种 酶 的 来 源 不 同 , 且 种 类 繁 多 。 土 壤 酶 活 性 是 维 持 土 壤 肥 力 的 一 个 潜 在 性指 标 , 不 同 土 壤 酶 有 着 不 同 的 功 能 。 土 壤 酶 活 性 提 高 , 表 明 土 壤 中 C、N 和 P 等 营 养 物质 的 循 环 强 度 较 大 , 有 机 残 体 分 解 速 度 也 较 快 , 有 利 于 植 物 凋 落 物 的 分 解 和 转 化 。 研 究[38] [39]表 明 , 覆 盖 作 物 可 以 提 高 标 志 土 壤 微 生 物 活 性 的 土 壤 糖 苷 酶 活 性 。Ndiaye 等 报 导 冬季 覆 盖 作 物 与 棉 花 轮 作 7 年 后 , 显 著 提 高 了 土 壤 微 生 物 量 碳 和 土 壤 中 糖 苷 酶 活 性 。 在 “ 意大 利 黑 麦 草 – 水 稻 ” 草 田 轮 作 系 统 中 , 研 究 较 多 的 是 土 壤 脲 酶 和 土 壤 转 化 酶 。 在 该 轮 作系 统 中 , 黑 麦 草 收 获 后 , 在 后 作 水 稻 生 长 前 期 , 作 为 土 壤 肥 力 重 要 表 征 的 土 壤 转 化 酶 活210