程 虎,王紫泉,周 琨,錢 爽,卞永榮,和文祥*,呂家瓏

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西 楊凌 712100；2. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210008；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

木醋液對(duì)堿性土壤微生物數(shù)量及酶活性的影響

程 虎1,2,3,王紫泉1,周 琨1,錢 爽1,卞永榮2,和文祥1*,呂家瓏1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西 楊凌 712100；2. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210008；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

采用室內(nèi)培養(yǎng)方法,研究了添加不同濃度木醋液對(duì)堿性土壤微生物區(qū)系和土壤酶活性的影響.結(jié)果表明:培養(yǎng)期內(nèi),添加木醋液可顯著增加堿性土壤中真菌、細(xì)菌的數(shù)量,且在3d內(nèi)有效激活土壤酶活性,土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶和脫氫酶活性均有不同程度的增加;添加高濃度木醋液,短期內(nèi)抑制堿性土壤中部分微生物活性;添加木醋液使微生物生長(zhǎng)對(duì)氮元素的需求增加,特別是培養(yǎng)后期,土壤營(yíng)養(yǎng)狀況變差,容易造成作物與微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).因此木醋液的施用要注意濃度的大小以及氮元素的供給.

木醋液；塿土；微生物；土壤酶活性

木醋液是木材在碳化或干餾過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)冷凝回流和再分離得到的有機(jī)混合物,又被稱作植物酸,主要成分是乙酸,含有少量酮類、酚類、酯類、醛類、醇類以及微量金屬元素[1-2].木醋液直接來源于天然木材,是一種綠色產(chǎn)品,同時(shí),也是對(duì)木材生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生廢氣的回收應(yīng)用.因此,木醋液的相關(guān)研究與應(yīng)用對(duì)環(huán)境保護(hù)和綠色農(nóng)業(yè)的推廣具有重要意義.

有研究表明木醋液施用于土壤中,能夠改變土壤理化性質(zhì),顯著增加土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量[3-4],提高土壤微生物數(shù)量[5-7],促進(jìn)植物生長(zhǎng)和品質(zhì)提升.土壤微生物是土壤生物活性的根本,其數(shù)量直接反映土壤質(zhì)量狀況,是土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要生物學(xué)指標(biāo)之一.土壤酶是土壤中的生物催化劑,在物質(zhì)循環(huán),能量交換和環(huán)境凈化等過程中發(fā)揮重要作用,是衡量土壤質(zhì)量水平的關(guān)鍵指標(biāo)[8-10].土壤微生物區(qū)系和土壤酶活性均易受外源物質(zhì)的影響[11-13].中國(guó)西北土壤為石灰性土壤,pH值偏高,有效態(tài)養(yǎng)分含量相對(duì)偏低,木醋液為酸性小分子混合物,添加到土壤中可能是改良?jí)A性土壤微生物學(xué)性質(zhì)的有效途徑.

本試驗(yàn)通過長(zhǎng)期室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),向堿性土壤中添加不同濃度的木醋液,測(cè)定土壤微生物數(shù)量與土壤酶活性隨時(shí)間的變化,分析木醋液應(yīng)用的濃度,時(shí)間效應(yīng),探討木醋液對(duì)堿性土壤微生物學(xué)性質(zhì)的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)土樣采自西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)作一站小麥試驗(yàn)田耕層土壤,土壤母質(zhì)為塿土,采樣深度0～20cm,樣品采回后風(fēng)干,過2mm篩,混勻,4℃存儲(chǔ)備用.供試土壤理化性質(zhì):有機(jī)質(zhì)含量為14.82g/kg,全氮含量為1.11g/kg,速效P、K含量分別為21.03,178.71mg/kg,堿解氮含量為43.75mg/kg,陽離子交換量為18.12cmol/kg, pH值8.42.

木醋液試劑由陜西億鑫生物能源科技開發(fā)有限公司提供,主要由蘋果樹提煉而成,有機(jī)碳33.5g/L,電導(dǎo)率3.37ms/cm, pH =3.6[14].

1.2 試驗(yàn)處理

稱取500g 風(fēng)干土,噴灑不同濃度的木醋液,使土壤含水量達(dá)到田間持水量的60%,攪拌至均勻,放置于1L塑料培養(yǎng)瓶中,加蓋,于28℃下恒溫培養(yǎng),培養(yǎng)期間保持土壤含水量為田間持水量的60%.對(duì)照處理噴灑等量去離子水.

試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)不同濃度木醋液處理:(1) CK:對(duì)照處理(蒸餾水); (2) C1:木醋液原液稀釋1000倍; (3) C2:木醋液原液稀釋500倍; (4) C3:木醋液原液稀釋400倍; (5) C4:木醋液原液稀釋300倍; (6) C5:木醋液原液稀釋200倍; (7) C6:木醋液原液稀釋100倍.每個(gè)處理重復(fù)3次.

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

微生物數(shù)量[15]:細(xì)菌、真菌和放線菌分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基和高氏1號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng).1、3、7、15d后取出土壤樣品,采用平板計(jì)數(shù)法分離測(cè)定土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量.

土壤酶活性[16]:本試驗(yàn)選擇測(cè)定與土壤碳、氮、磷循環(huán)密切相關(guān)的蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶與脫氫酶活性.取培養(yǎng)1,3,7,15,30,60d后的土壤樣品,水楊酸比色法測(cè)定土壤蔗糖酶,靛酚藍(lán)比色法測(cè)定脲酶,磷酸苯二鈉比色法測(cè)定堿性磷酸酶,TTC比色法測(cè)定脫氫酶活性.

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析, Origin 8.5進(jìn)行圖形繪制.

2 結(jié)果

2.1 木醋液對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

細(xì)菌是土壤中數(shù)量最多的微生物類群,約占土壤微生物的70%～90%[17],能夠快速分解土壤有機(jī)物,促進(jìn)土壤有機(jī)碳、氮轉(zhuǎn)換,加快物質(zhì)循環(huán),提高土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量.

圖1 木醋液對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響Fig.1 The effects of pyroligneous acid on quantity of soil microorganism

從圖1看出,除第1d外,添加木醋液可有效增加土壤細(xì)菌數(shù)量,且木醋液的濃度影響增加效果.第1d,低濃度木醋液(C1)處理效果不顯著,C2、C3和C4處理均顯著促進(jìn)土壤細(xì)菌的繁殖,細(xì)菌數(shù)量分別增加92%、82% 和76%, C5處理僅增加21%.由細(xì)菌數(shù)量變化可知,木醋液濃度增大,促進(jìn)效果逐漸弱化,C6處理時(shí)出現(xiàn)高濃度抑制細(xì)菌數(shù)量的狀況.除對(duì)照外,土壤中細(xì)菌數(shù)量隨培養(yǎng)時(shí)間出現(xiàn)先增加后降低到平緩的趨勢(shì).

土壤環(huán)境中,放線菌發(fā)揮著保障土壤健康的重要作用,不僅能加速土壤氮磷鉀等養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、循環(huán),而且可通過營(yíng)養(yǎng)抗性來抵御和抑制有害生物(土傳病害)的生長(zhǎng)繁殖,是評(píng)估土壤健康與安全的重要指示菌[18].室內(nèi)恒溫培養(yǎng)條件下,除第7d外,添加木醋液對(duì)土壤中放線菌數(shù)量無顯著的促進(jìn)作用,且存在高濃度抑制現(xiàn)象.第7d時(shí),除低濃度處理(C1), C2～C6處理放線菌數(shù)量均顯著增加,分別增加47%、58%、45%、58% 和43%.第15d時(shí),C6處理放線菌數(shù)量受到顯著抑制,抑制率達(dá)到37%.放線菌數(shù)量隨時(shí)間呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì).

真菌是土壤微生物的重要組成部分[19],能夠加快土壤物質(zhì)循環(huán),抑制土傳病害等的發(fā)生,維護(hù)土壤安全與健康,是評(píng)價(jià)土壤安全與肥力的重要指標(biāo).從圖1看出,短期內(nèi)(7d內(nèi)),添加木醋液可以促進(jìn)真菌數(shù)量的增加;培養(yǎng)15d時(shí),相對(duì)于對(duì)照處理均無顯著性差異.第1d時(shí),C1、C2和C3處理真菌數(shù)量顯著增加,增幅分別為335%、318% 和251%;C4、C5和C6處理,真菌數(shù)量增加不顯著,木醋液濃度增加,真菌數(shù)量增加效果逐漸減小.第3d時(shí),添加木醋液處理,真菌數(shù)量均顯著增加,增幅分別為:65%、50%、40%、80%、95% 和180%;并且呈現(xiàn)出木醋液添加濃度越高,真菌數(shù)量越多的趨勢(shì).第7d時(shí),效果減小,除C3處理外,差異均不顯著,C3處理真菌數(shù)量相對(duì)增加了100%.

2.2 木醋液對(duì)土壤酶活性的影響

蔗糖酶廣泛分布在土壤中,通過水解蔗糖,增加易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量,提高有機(jī)物利用率,其活性能夠反映土壤有機(jī)碳累積與分解轉(zhuǎn)化的速率.各處理?xiàng)l件下,蔗糖酶活性總體表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)(圖2).培養(yǎng)1d后,除C1處理外,蔗糖酶活性較對(duì)照均顯著增加; C5處理蔗糖酶活性最高,達(dá)到558 μg/(g·h),較對(duì)照增加了53%; 3,7, 15,30d,各處理蔗糖酶變化規(guī)律較復(fù)雜;培養(yǎng)60d時(shí),各處理無顯著差異.

圖2 木醋液對(duì)土壤酶活性的影響Fig.2 The effects of pyroligneous acid on soil enzyme activity

堿性磷酸酶能夠提高有效磷含量,加速土壤磷素循環(huán),通過磷酸酶活性可以對(duì)土壤磷素轉(zhuǎn)化方向和強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估[20].從圖2看出,堿性磷酸酶活性隨培養(yǎng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),30d時(shí)堿性磷酸酶活性最大,在42.208～49.969μg/(g·h)之間;培養(yǎng)時(shí)間相同時(shí),堿性磷酸酶活性隨添加木醋液濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),C3和C4處理效果最好,表明添加木醋液可提高堿性磷酸酶活性,但添加濃度需適度.

土壤脲酶具有水解尿素的能力,是促進(jìn)氮素循環(huán)的重要土壤酶之一.脲酶活性與土壤碳、磷、有機(jī)質(zhì)等含量正相關(guān),能夠綜合反映土壤養(yǎng)分水平[21].如圖2所示,隨培養(yǎng)時(shí)間增加,各處理脲酶活性整體上呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì).培養(yǎng)15d時(shí)達(dá)到最大值,C0～C6處理脲酶活性分別為9.7,12.2,12.9,13.7,13.1,13.7,13.0μg/(g·h).除第3d外,各培養(yǎng)階段均顯示木醋液的添加可以增加脲酶活性.培養(yǎng)1d后,脲酶活性均增加,并且木醋液的添加濃度越大,脲酶活性增加越大.培養(yǎng)3d后,脲酶活性稍微降低,但處理間差異不顯著.培養(yǎng)7,15,30,60d后,添加木醋液處理土壤脲酶活性均顯著性高于對(duì)照,表明添加木醋液可提高土壤脲酶活性,且效應(yīng)持續(xù)60d仍未消失.高濃度木醋液(C6)對(duì)脲酶活性沒有抑制作用.

土壤脫氫酶是一種胞內(nèi)酶,在細(xì)胞外無活性,與土壤微生物活性正相關(guān),其活性可以表征土壤微生物活性和功能多樣性.脫氫酶活性隨培養(yǎng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì),不同處理酶活性達(dá)到至高點(diǎn)所需時(shí)間不一致.從圖2看出,培養(yǎng)期間,除第1d外,C2～C6處理脫氫酶活性均高于對(duì)照,表明C2～C6處理可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(60d)增加土壤脫氫酶活性,加速土壤有機(jī)物代謝. C1處理前7d內(nèi),脫氫酶活性均高于對(duì)照,后期無顯著差異,表明低濃度木醋液的添加7d內(nèi)可增加脫氫酶活性,7d后效應(yīng)弱化至不顯著;對(duì)照處理(C0)酶活性在第7d時(shí)最高,為0.56 μg/(g·h);低濃度處理(C1)培養(yǎng)1d后酶活性達(dá)到最高;C2處理第3d酶活性最高,其余處理酶活性均在第7d達(dá)到酶活性最高點(diǎn),表明添加低濃度木醋液短時(shí)間內(nèi)可促進(jìn)提高脫氫酶活性,并達(dá)到較高水平,高濃度木醋液會(huì)出現(xiàn)延遲效應(yīng).在各個(gè)培養(yǎng)階段,土壤脫氫酶活性隨木醋液的添加濃度的升高呈現(xiàn)出先增加,后降低的趨勢(shì),表明高濃度木醋液的添加對(duì)脫氫酶活性存在一定的抑制作用.

3 討論

3.1 木醋液對(duì)土壤微生物的影響

木醋液是木材蒸餾過程中小分子有機(jī)物的混合體,添加到土壤中,其中一部分小分子有機(jī)物可被微生物直接吸收利用,加快微生物繁殖;另一部分有機(jī)物可被進(jìn)一步分解,增加土壤中的碳源,促進(jìn)微生物數(shù)量與活性的增加.同時(shí),木醋液中部分小分子有機(jī)物對(duì)微生物有毒害作用,減少微生物數(shù)量或活性.本試驗(yàn)表明,添加適宜濃度木醋液,可促進(jìn)堿性土壤微生物(真菌,放線菌,細(xì)菌)數(shù)量的增加,其中細(xì)菌和真菌最為顯著.胡春花等研究表明木醋液的添加可顯著地增加土壤細(xì)菌數(shù)量,與本文研究結(jié)果一致[7].添加高濃度木醋液(C6),相對(duì)于其他處理,短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)抑制微生物繁殖和活性的現(xiàn)象,放線菌和細(xì)菌培養(yǎng)1d后菌落數(shù)量小于對(duì)照,真菌數(shù)量雖高于對(duì)照組,但低于C1～C5處理.隨培養(yǎng)時(shí)間增加,高濃度木醋液抑制效果逐步減弱,一段時(shí)間后,促進(jìn)效果顯現(xiàn)并逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位;添加低濃度木醋液(C1)對(duì)放線菌影響不顯著,對(duì)細(xì)菌后期(7d)具有顯著影響,對(duì)真菌前期(3d)具有顯著影響,對(duì)放線菌影響不顯著.為解釋此現(xiàn)象提出以下假設(shè): (1)木醋液中含有大量酚類和有機(jī)酸類化合物,抑制微生物繁殖與活性[22];添加高濃度木醋液時(shí),酚類和有機(jī)酸類化合物數(shù)量多,對(duì)微生物的毒害抑制強(qiáng),抑制微生物的繁殖和生物活性,培養(yǎng)一段時(shí)間后,部分有機(jī)物被分解或揮發(fā),毒害抑制作用減弱,且經(jīng)分解進(jìn)一步提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)微生物繁殖,提高微生物活性,添加少量木醋液,毒害抑制作用相對(duì)較小,繁殖速度與微生物活性變化相對(duì)較小.(2)試驗(yàn)供試土壤pH值為8.42,木醋液原液pH值 3.6,添加高濃度木醋液(C6),可能瞬間改變周邊微域土壤環(huán)境pH值[4]、氧化還原電位等,對(duì)微生物尤其是喜好偏中性的放線菌和細(xì)菌生長(zhǎng)不利,雖同時(shí)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),但由于微生物生存環(huán)境的瞬時(shí)改變,繁殖與活性均受到一定抑制,培養(yǎng)一定時(shí)間后,環(huán)境逐漸恢復(fù),微生物逐漸適應(yīng)新環(huán)境,且部分物質(zhì)再次分解為可被微生物直接吸收利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而促進(jìn)微生物繁殖,提高微生物活性;然而,添加低濃度木醋液,對(duì)環(huán)境微域改變較小,且提供額外的碳源,促使微生物短時(shí)間繁殖.

Sulaiman等[23]的研究也表明,高濃度的木醋液會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng),培養(yǎng)時(shí)間增加,有害物質(zhì)或者有機(jī)酸被真菌分解利用,土壤pH值和氧化還原電位升高,土壤環(huán)境變得適宜放線菌和細(xì)菌生長(zhǎng),兩者數(shù)量顯著增加.培養(yǎng)后期,木醋液逐漸被分解利用,土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少,微生物生長(zhǎng)處于穩(wěn)定停滯狀態(tài).

本研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌和真菌在1d內(nèi)被有效激活 ,分別可持續(xù)15d和7d,放線菌在第7d時(shí)被有效激活,第15d時(shí)激活效果不顯著.杜相革等[6]的研究發(fā)現(xiàn)添加木醋液可使土壤微生物10d內(nèi)被有效地激活,與本文結(jié)果一致.

3.2 木醋液對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶活性反映了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速率的能力.本研究發(fā)現(xiàn):添加木醋液后,土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶和脫氫酶活性均有不同程度的增加,其中脲酶和脫氫酶增幅最大,且受影響可持續(xù)60d以上.蔗糖酶、脲酶和脫氫酶活性在添加木醋液后1d內(nèi)顯著增加,堿性磷酸酶活性在第3d時(shí)顯著增大.木醋液含有大量有機(jī)小分子物質(zhì),為土壤微生物提供大量有效的碳源,可增加微生物數(shù)量及活性,其生長(zhǎng)繁殖進(jìn)一步增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量,致使微生物分泌與所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相關(guān)的酶,從而表現(xiàn)為酶活性增大;其次木醋液中部分有機(jī)物質(zhì)可作為底物,誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生酶,從而表現(xiàn)為酶活性升高.

通過相關(guān)分析,土壤堿性磷酸酶活性與真菌、放線菌數(shù)量顯著正相關(guān)(r=0.546**;0.472*);土壤脲酶活性與真菌和放線菌數(shù)量極顯著正相關(guān)(r=0.563**;0.754**),脫氫酶活性與細(xì)菌、真菌數(shù)量顯著相關(guān)(r=0.409*;0.416*).證實(shí)土壤酶活性與土壤微生物活性相關(guān).

3.3 木醋液對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤養(yǎng)分含量和比例直接影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)品質(zhì)量,是土壤肥力的重要參數(shù)之一.不同微生物在不同生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求不一樣,通過分泌不同的土壤酶消耗不同比例的養(yǎng)分.土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶分別是土壤碳、氮、磷循環(huán)中的重要酶類.其活性可以表征土壤碳、氮、磷養(yǎng)分的消耗速率,其比值可以一定程度上反映土壤碳、氮、磷速效養(yǎng)分平衡關(guān)系[24-27].

通過相關(guān)分析,蔗糖酶活性與微生物數(shù)量不相關(guān),表明木醋液可為土壤微生物提供小分子碳源,直接被微生物吸收利用,滿足碳營(yíng)養(yǎng)的需求,所以蔗糖酶不分泌或者分泌很少,對(duì)土壤碳元素有一定的積累貢獻(xiàn).土壤堿性磷酸酶、脲酶、脫氫酶活性與微生物相關(guān),表明木醋液的添加提高了土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量,以滿足微生物生長(zhǎng)的需求.

圖3 木醋液對(duì)土壤酶比值的影響Fig.3 The effects of pyroligneous acid on soil enzyme ratio

土壤蔗糖酶/堿性磷酸酶、蔗糖酶/脲酶比值與真菌和放線菌數(shù)量顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.580**; -0.561**;-0.453*;-0.654**),堿性磷酸酶/脲酶比值與放線菌數(shù)量極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.529**),表明土壤酶活性比值與微生物各營(yíng)養(yǎng)需求比例之間有良好的相關(guān)性,證實(shí)土壤酶活性比值可以反映微生物生長(zhǎng)的各營(yíng)養(yǎng)元素需求狀況.

由圖3看出,土壤蔗糖酶/脲酶的比值在前3d內(nèi)增加,隨后降低,在第15d達(dá)到最小,之后又有增大,說明微生物在培養(yǎng)前期對(duì)碳源要求較高,隨后由于生長(zhǎng)繁殖需要,對(duì)氮源的需求更大,因此微生物分泌更多與獲取氮相關(guān)的酶,脲酶作為其中一種,酶活性也相應(yīng)增加,從而導(dǎo)致蔗糖酶/脲酶比值減小,在后期微生物群落趨于穩(wěn)定,對(duì)氮的需求也相對(duì)穩(wěn)定.木醋液各處理土壤蔗糖酶/脲酶比值小于對(duì)照土壤,表明在供給碳源的情況下,微生物生長(zhǎng)對(duì)氮源的需求較大.土壤蔗糖酶/堿性磷酸酶比值呈現(xiàn)逐漸減小后上升趨勢(shì),培養(yǎng)期間蔗糖酶活性變化不大,總體表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),堿性磷酸酶活性逐漸增加后下降.表明在培養(yǎng)前期供給碳源的情況下,微生物生長(zhǎng)對(duì)磷源的需求較大,但各處理間對(duì)磷源需求差異較小.土壤脲酶/堿性磷酸酶比值在培養(yǎng)期間呈現(xiàn)先降低再增加然后下降的過程.培養(yǎng)7d后,木醋液處理土壤脲酶/堿性磷酸酶比值均大于對(duì)照,說明施用木醋液,微生物生長(zhǎng)對(duì)氮的需求大于磷.

4 結(jié)論

4.1 堿性土壤添加木醋液可促進(jìn)微生物生長(zhǎng)繁殖,土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量都有一定程度上的增加.除第1d外,添加木醋液可有效促進(jìn)土壤細(xì)菌數(shù)量的增加,第1d存在高濃度抑制效應(yīng);低濃度木醋液可增加放線菌數(shù)量,但不顯著,高濃度時(shí)存在抑制效應(yīng);真菌數(shù)量在7d內(nèi)持續(xù)增加.

4.2 堿性土壤添加木醋液可在一定時(shí)間內(nèi)激活土壤酶活性.蔗糖酶、堿性磷酸酶和脲酶均在木醋液添加1d后升高,脫氫酶在第3d顯著增加,并且在一定時(shí)間內(nèi)酶活性維持較高水平.

4.3 木醋液原液稀釋300～500倍效果最好,培養(yǎng)期間,促進(jìn)微生物生長(zhǎng),有效激活土壤酶.木醋液提供大量碳源,有助于碳元素的累積;有利于微生物生長(zhǎng),分泌更多的酶,使酶活性增加,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán).木醋液作為肥料使用,還應(yīng)注意土壤氮元素的供給,避免微生物與植物發(fā)生爭(zhēng)氮效應(yīng).

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Effects of pyroligneous acid on quantity of microorganismand enzyme activity in alkaline soil.

CHENG Hu1,2,3,WANG Zi-quan1, ZHOU Kun1, QIAN Shuang1, BIAN Yong-rong2, HE Wen-xiang1*, Lü Jia-long1
(1.College of Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, China；2.Key Laboratory of Soil Environment and PollutionRemediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；3.University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China). China Environmental Science, 2017,37(2)：696～701

A laboratory incubationexperiment was conducted to explore the effects of different concentrations of pyroligneous acid onquantities of microorganismand enzyme activity inalkaline soil. Results showed that the quantity of fungi and bacteria inalkaline soil were significantly increased with the presence of pyroligneous acid. Besides, soil enzyme activity was effectively activated withinthree days. Soil invertase, urease, alkaline phosphatase and dehydrogenase activity were increased to some extent respectively. However, microbial activity inalkaline soils was partly inhibited by high-concentrationof pyroligneous acid ina short time. The demand of microbial growth for nitrogennutrient was increased with the additionof pyroligneous acid, which would cause nutritioncompetitionbetweencrop and microorganismespecially inthe later incubationperiod. Consequently, attentionshould be paid to the concentrationof pyroligneous acid and the applicationof nitrogento soil simultaneously whenusing pyroligneous acid.

pyroligneous acid；Lou soil；microorganism；soil enzyme activity

X712,S154.3

A

1000-6923(2017)02-0696-06

程 虎(1994-),男,安徽淮北人,中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所博士研究生,主要從事環(huán)境污染與化學(xué)控制方向.

2016-06-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41571245):西北農(nóng)林科技大學(xué)大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目資助

* 責(zé)任作者, 教授, wxhe1968@163.com