不同种植年限日光温室土壤微生物及酶活性变化研究.pdf

农业工程技术综合版 2023 年 5 月刊1212科 研 试 验料袋中，标记密封。每个样品测样均 3 次重复，室内培养及测定在中国农业科学院土壤分析测试中心进行1。1.2 试验测定与方法土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量分析测定采用环刀法，土壤 EC(电导率)采用电导仪测定法，pH 值测定用玻璃电极法。土壤微生物测定采用稀释平板测数法，细菌、真菌、放线菌分别采用牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏孟加拉红培养基、改良高氏 1 号培养基培养。土壤脲酶活性采用苯酚次氯酸钠比色法测定，过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法，蛋白酶活性采用茚三酮比色法，蔗糖酶活性采用 3，5二硝基水杨酸比色法，多酚氧化酶活性采用邻苯三酚比色法，磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法，淀粉酶活性采用 3，5二硝基水杨酸比色法测定。2 结果与分析2.1 不同种植年限日光温室土壤理化性质的变化随着日光温室种植年限的增加，与对照相比，9 年内土壤容重逐年下降，总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量逐年升高，详见表 1。观测发现，日光温室土壤表层粗骨颗粒杂乱无序排列，土壤孔隙发育良好，甚至可见植物残体，说明种植 9 年之内的日光温室土壤结构呈优化趋势，通气透水状况良好，有利于作物生长发育。但各指标在种植 12 年时呈相反趋势，说明种植 12 年土壤结构由良好逐渐变差，土壤含水性降低，有板结现象。与对照相比，随着种植年限增加，各处理 pH 值平均分别下降 0.31、0.63、0.74、1.03，土壤 pH 值与日光温室种植年限相关性回归方程为y=-0.083x+8.076（R=-0.9899*），可得出 pH 值与种植年限极显著相关（P 0.01）。但本试验区土壤类型为石灰性褐土，本身偏碱性，种植 12 年后日光温室土壤只是趋于中性，并未变为酸性。随着种植年限增加，日光温室土壤EC值（电导率）持续上升，与种植年限相关性回归方程为y=0.0533x+0.240（R=0.9836*），表明二者具有极显著相关性（P 0.01）。土壤 EC 值可有效反映土壤中盐分累积状况，累积越多 EC 值越高，易导致土壤次生不同种植年限日光温室土壤微生物及酶活性变化研究季翔宇（中央军委机关事务管理总局服务局，北京 100007）摘要:试验研究了不同种植年限日光温室土壤微生物、酶活性及物理化学性质的变化，表明随着日光温室种植年限的增加，土壤微生物总量、细菌、放线菌数量和 B/F 比值都呈现先增加后降低的趋势，在种植 9 年时达到最高；土壤酶的活性均有不同程度的下降，其中多酚氧化酶、蛋白酶与种植年限的相关性极显著（P 0.01），土壤脲酶、蔗糖酶与种植年限的相关性达到显著（P 0.05）；土壤 pH 值与种植年限极显著负相关，土壤EC 值与种植年限极显著正相关；在日光温室种植 9 年之内，表层土壤容重随着种植年限的增加呈下降趋势，总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量则逐年升高，之后各指标呈现相反的趋势，说明土壤质量趋于下降。关键词:年限；日光温室；土壤；微生物；酶活性；变化研究季翔宇.不同种植年限日光温室土壤微生物及酶活性变化研究 J.农业工程技术，2023，43(13):12 13.日光温室土壤中微生物和酶几乎参与了所有的生化过程，微生物及酶是土壤生态中的重要催化剂和动力来源，本试验针对不同种植年限的日光温室，在研究其土壤相关的理化性质的基础上探讨微生物和酶活性的变化，为日光温室蔬菜可持续生产提供参考。1 材料与方法1.1 试验地点和取样方法选择北京市顺义区赵全营前桑园农业生态园区内地力和栽培管理有代表性的日光温室，以不同种植年限的日光温室土壤为研究对象，通过走访调查、取样分析研究蔬菜日光温室耕层(0 20 cm)土壤相关理化性质、微生物及酶的活性。4 个处理，分别取种植年限 3、6、9、12 年的日光温室土样，以新建日光温室作为对照（CK），为尽可能减少试验误差，每个处理随机选择 3 个日光温室作为重复。采用“S”法采集耕层(0 20 cm)土壤，每个土样随机取10 个样点充分混合，四分法取样 1 kg 带回实验室，保留适量新鲜土样用于部分指标测定，其余过筛风干样分别保存在聚乙烯塑种植年限土壤容重（g/cm3)总孔隙度(%)毛管孔隙度(%)田间持水量(%)EC(mS/cm)pH 值CK1.4651.3540.8226.030.288.1231.3652.9843.0227.420.387.8161.2454.0344.2628.110.497.4991.1856.2246.0529.030.767.38121.2654.6145.1228.670.897.09表 1 不同种植年限日光温室土壤 0 20 cm 土层理化性质变化情况注：表中数据为各个样品分析结果的加权平均值。下同。DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2023.13.006农业工程技术综合版 2023 年 5 月刊1313科 研 试 验盐渍化，造成土壤板结，不利于温室作物生长2。2.2 不同种植年限日光温室土壤中微生物的变化土壤微生物活力是土壤生态环境好坏的特征指标，本研究中，不同年限日光温室土壤微生物相对数量较稳定，细菌最多，放线菌居中，真菌最少，详见表 2。随着肥料的不断施入，日光温室土壤中养分含量不断增加，促进了微生物繁殖。但是，种植12 年土壤微生物总量、细菌和放线菌数量下降明显，而真菌数量增加。土壤微生物的变化表明本地区日光温室种植 12 年时，土壤生态环境变差，有害真菌数量继续增加，与此时土壤酸化和盐渍化现象明显相吻合，说明土壤次生盐渍化和酸化是抑制有益微生物繁殖的原因之一。随着日光温室土壤种植年限增加，B/F比值（细菌数量与真菌数量的比值）在种植 9 年之内均逐步提高，但种植 12 年时急剧下降，且显著低于对照。可能因为在日光温室土壤种植前期，良好的土壤生态环境促进了有益细菌的繁殖，而种植 12 年时土壤理化性质变差，土壤中有害真菌大量增加，且抑制了有益细菌的增殖，使得B/F比值升高后急剧下降。调查表明，日光温室前期精耕细作，土壤肥力较好。表 3 不同种植年限日光温室土壤 0 20 cm 土层酶活性变化情况表 2 不同种植年限日光温室土壤 0 20 cm 土层微生物变化情况表 4 土壤酶活性与种植年限的相关性种植年限微生物数量（104个/g 干土）B/F比值（102）微生物总量细菌真菌放线菌CK328.68301.021.3833.682.183639.11568.282.1658.612.636844.35769.432.5360.283.049986.65918.252.7881.273.3112403.12353.463.1242.031.132.3 不同种植年限日光温室土壤中酶活性的变化土壤酶活性能反应土壤中物质循环代谢的好坏，本研究中随着日光温室土壤种植年限增加，与对照相比，土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶、淀粉酶、磷酸酶的活性下降明显；但过氧化氢酶的变化幅度不明显，活性表现种植 3 年时与对照几乎齐平，种植6 年时有所下降，种植 9 年时比对照反而略有上升，种植 12 年时则再次下降，详见表 3。与种植年限的相关性分析表明，在种植 12 年之内，土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶及过氧化氢酶的活性均与日光温室土壤种植年限呈负相关，其中多酚氧化酶、蛋白酶的相关性极显著，土壤脲酶、蔗糖酶的相关性显著，淀粉酶、磷酸酶、过氧化氢酶的相关性不显著，详见表 43。在土壤生态系统中，土壤酶活性受日光温室土壤中有机质、盐分、重金属、酸碱度等的影响，随着种植年限增加，土壤生态性质变差，使酶活性降低。本研究测定的土壤酶活性均有下降，说明随着种植年限增加日光温室土壤中的代谢变差，不利于蔬菜的营养物质吸收，对生产造成了障碍。种植年限酶活性(mg/g)过氧化氢酶（mL/g）土壤脲酶多酚氧化酶蔗糖酶蛋白酶淀粉酶磷酸酶CK0.7314.3717.140.680.0154.425.2230.619.3516.020.610.0063.215.2160.517.3215.510.530.0033.694.7390.545.8615.280.440.0042.875.26120.484.1414.920.360.0023.064.99酶回归方程相关系数（R）土壤脲酶y=-0.0190 x+0.688-0.9044*多酚氧化酶y=-0.7983x+12.998-0.9609*蔗糖酶y=-0.1727x+16.810-0.9506*蛋白酶y=-0.0270 x+0.6860-0.9991*淀粉酶y=-0.0009x+0.0116-0.8442磷酸酶y=-0.1020 x+4.0620-0.7786过氧化氢酶y=-0.0137x+5.1640-0.2903注：x为种植年限，y为020 cm土层酶活性,*，*分别表示两者相关性达到1%与 5%显著水平。极显著的相关性。在种植 12 年时各指标呈相反的变化，说明此时日光温室土壤质量已趋于下降。参考文献1 王树忠.持续发展的北京蔬菜产业J.蔬菜，2021(S1):17.2 苑学霞，张 勇，杨贵华，等.典型设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性 J.农业工程学报，2022，38(24):145 152.3 王 芳，王晓立，张 颖，等.设施蔬菜复种连作对土壤理化性质和生物学特性的影响 J.江苏农业科学，2022，50(7):214 220.3 结论随着日光温室种植年限增加，土壤微生物总量、细菌、放线菌数量和B/F比值先增加后降低，种植9年的土壤中微生物总量、细菌和放线菌数量达到最高，之后明显下降，而真菌数量逐年增加。土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶及过氧化氢酶活性随着种植年限增加均有不同程度的下降，其中蛋白酶、多酚氧化酶与种植年限的相关性极显著（P 0.01），土壤脲酶、蔗糖酶与种植年限的相关性显著，磷酸酶、淀粉酶、过氧化氢酶与种植年限的直线相关性不显著。随着种植年限增加，土壤 EC 值持续上升，pH 值持续下降，二者与种植年限均具有