在農業生產中,化肥農藥投入量居高不下,利用率低下,對*壤質量和糧食生產造成了不良影響,化肥使用問題已成為當前農業生產及環境生態關注的重要議題。然而,目前的研究主要集中于化肥對*壤物理性質、化學性質的影響,多數的改良措施也是以改善*壤理化性質作為主要目的。
*壤生物退化,是*壤中動物、微生物、*壤酶活性等一系列*壤生物指標的退化,其是一種隱性的退化,僅憑肉眼較難分辨。*壤生物作為*壤圈物質循環及能量流動的重要參與者,其生物活性直接反映了*壤質量。介于目前人們對*壤生物退化及其危害性重視不夠,本文從長期化肥施用對農耕地*壤動物、微生物、*壤酶活性等角度的影響進行了討論,以引起有關方面的重視,加強*壤生物隱性退化修復的研究,將*壤生物指標納入作為*壤質量提升的一個重要指標,阻止*壤生物退化繼續惡化。
1 長期施用化肥對*壤動物的影響
長期施肥可改變植物殘體、根系分泌物等有機物輸入*壤的種類和數量,間接使*壤動物群落組成發生改變。單施大量單種氮肥會導致*壤動物數量的減少,且變化出明顯的垂直結構差異,即*層化肥含量越高,*壤動物數量越少。
蚯蚓作為*壤動物中常見的種類,其活動能提高*壤養分的有效性和養分周轉率。長期施用化肥會導致某些無脊椎動物(例如蚯蚓)數量的減少。Edward等人早在1982年設計了3個長期試驗和2個短期試驗來研究蚯蚓與無機化肥之間的關系,結果表明:無機氮施用條件下*壤中蚯蚓含量最高,遠遠高于對照,蚯蚓數量與無機氮肥間存在著一定的相關性(r=0.9825)。而Estevez等人指出,經過4年的玉米(Zea mays L.)——小麥(Triticum aestivum L..)——大麥(Hordeum vulgare L.)——油菜(Brassica campestris L.)輪作,N、P、K、Mg的施用對蚯蚓的影響不大。許多試驗更證明,長期氮肥可導致*壤酸化、蚯蚓死亡。
曹志平等在華北高產農田研究化肥投入對*壤原生動物群落豐度的影響,結果表明,化肥對原生動物豐度表現出明顯的抑制作用,施用化肥處理*壤原生動物豐度顯著低于不施用化肥處理,但施用化肥量對原生動物豐度無顯著影響。梁文舉通過研究遼河平原稻田,設計了氮磷肥(NP)、氮鉀肥(NK)、氮磷鉀(NPK)、對照(CK)4個處理研究化肥與*壤線蟲之間的關系,結果表明,各處理間線蟲總數順序為:NP< NK< NPK< CK,而食細菌線蟲數量順序為:CK > NK > NPK > NP。齊莎等在內蒙古典型草原上的研究得出相同結論,連續施用氮磷肥料顯著降低了*壤線蟲的數量。
2 長期施用化肥對*壤微生物的影響
化肥對*壤微生物的影響已經做了大量的研究。適量的氮肥施用對微生物有利,研究表明,當適量的氮肥與纖維素結合時,可以促進真菌生長;氮肥與易分解底物結合時,促進細菌生長。在一定的氮肥施用量范圍內,隨著施肥量的增加,作物根際微生物數量和多樣性均呈增加趨勢,但是超過這個范圍,微生物生長受抑制,數量和多樣性均呈降低趨勢。侯彥林等的研究表明,氮肥施用肥*比以1∶400為界,低于這個水平時,放線菌和硝化細菌隨著施氮量的增加而增加,高于這個水平時,放線菌和硝化細菌數量隨著施氮量的增加顯著下降,這可能與長期施用大量氮肥導致*壤酸化進而抑制微生物生長發育有關。施用化肥時間也會對*壤微生物產生影響。短期施用氮肥、磷肥對菌數和群落結構均無影響,而連續8年施用氮肥,微生物量下降了20%~30%,但微生物活性增加,連續37年施用氮、磷肥,微生物群落結構和功能均發生轉變。
3 長期施用化肥對*壤酶活性的影響
*壤酶是*壤生態的重要組成部分,主要來源于微生物、植物和動物的分泌物或殘體,參與有機物分解、碳水化合物的轉化、養分循環等,是評價*壤健康狀況的重要指標。經證明,脲酶與*壤有效磷、有機碳之間呈現出極顯著或顯著正相關,堿性磷酸酶與全氮、有效磷、有機碳之間呈顯著正相關,過氧化氫酶與全氮、有效磷呈顯著負相關。相比不施肥處理,長期施用化肥,*壤脲酶、磷酸酶活性增加,*壤過氧化氫酶活性顯著降低。相比施用有機肥處理,*壤脲酶、磷酸酶活性顯著降低。樊軍等在黃*高原旱地黑壚*上進行了連續16年的定位施用化肥試驗,對脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、蛋白酶的分析結果表明,*壤脲酶活性隨著施肥量的增加而增加,過氧化氫酶活性隨著磷肥施用量的增加而降低,對照施氮水平的增加,蔗糖酶活性有降低的趨勢,但較不施肥處理高。*壤堿性磷酸酶隨著施氮量的增加有增加的趨勢,這是由于*壤N/P基本保持一定,氮肥施用改變了*壤N/P,從而誘導*壤微生物和植物根系分泌磷酸酶,促進含量有機化合物的分解,釋放更多的有效磷,以恢復N/P。長期施用化肥對蛋白酶影響不明顯。
4 結論與展望
長期大量施用化肥會破壞*壤原有的生態結構,引起*壤酸化等問題,造成*壤生物隱性退化。例如,*壤動物如蚯蚓、線蟲等種類與數量的減少。而缺少了*壤動物的活動,又會引起*壤緊實、團粒結構減少、有機物分解緩慢等問題,反作用于*壤,造成*壤結構、營養功能的破壞。化肥的長期大量施用影響著*壤微生物的生長發育,只有將化肥施用量控制在一定范圍內,才會為微生物提供適宜的生長環境,從而促進微生物的生長發育,進而促進*壤營養元素的轉化,而超出了這個范圍,則會對微生物產生不利影響。化肥的施用對*壤酶活性具有促進作用,但*壤酶活性是由*壤、*壤動物、*壤植物、微生物共同作用的結果,*壤酶主要是有*壤微生物、植物、動物分泌或者殘體分解而來,*壤動物、微生物的退化會減少*壤酶產生的途徑,從而對*壤酶活性產生負面影響。
有機肥的施用不但會改善*壤理化性狀(降低*壤密度、增加*壤孔隙度、改善*壤的持水性等),而且有機肥的施用會為*壤動物、微生物提供養分,有利于*壤生物的生長發育。有機肥對*壤原生動物豐度具有明顯的促進作用。朱新玉等的研究表明,四川鹽亭地區紫色*上秸稈還田處理和有機——無機肥配施處理*壤中線蟲、蚯蚓和甲螨的個體數量顯著高于施用化肥處理,而秸稈還田處理線蟲、蚯蚓和甲螨的總個體數量最高,有機肥的施用有助于線蟲、蚯蚓和甲螨的生長發育。曹志平等在華北高產田升天系統進行不同的*壤培肥試驗也得出了相似的結論:化肥投入量一定的情況下,有機物施用越多,蚯蚓生物量越大:化肥投入<化肥+麥秸還田<化肥+玉米秸麥秸還田<化肥+玉米秸麥秸還田+有機肥。有機肥的施用有利于微生物生長發育和*壤酶活性的提高。林新堅等在閩東紅壤茶園的研究結果表明,單施化肥不利于微生物的生長和酶活性的提高,相比之下,有機——無機配施可以顯著增加*壤微生物數量,提高*壤酶活性。王偉華等在湖南省寧鄉縣稻田的研究也得出相同結論:施用有機肥處理*壤微生物量、微生物群落結構和活性顯著高于單施化肥處理。
綜上所述,化肥的長期、大量施用不利于耕地資源的可持續利用。在我國化肥利用率過低的情況下,化肥的長期、大量投入不但會造成農業生產成本的增加與浪費,還會引發*壤板結、結構破壞、*壤生物退化、環境污染等問題,在農作物減產的同時帶來了大量的生態問題。因此,應該減少化肥的使用,改為施用有機肥或者有機——無機配施。
好了關于長期施用化肥對*壤生物隱性退化的影響今天就講到這,更多精彩內容盡在 網為您帶來!




