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土壤微生物研究方向精选(九篇)

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土壤微生物研究方向

第1篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:除草剂;土壤生态环境;土壤酶

中图分类号: S156 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2014.23.0076

现代农业生产中,化学除草剂被大量施用以提高作物产量及品质。施用除草剂后,可在一定程度上减少杂草对作物的危害,但除草剂的不 当使用也会对环境和人体健康产生一定程度的不利影响,同时进入土壤后对土壤生态环境造成严重污染[1]。

1 农田除草剂对土壤动物的影响

在土壤生态系统中,土壤动物参与地球物质循环,其数量和群落结构影响地上群落的结构和组成,是土壤生态系统的重要组成部分。除草剂对土壤动物影响的研究多集中在二十一世纪。采用野外定点试验方法分析除草剂乙草胺、2,4-D丁酯和噻吩磺隆对农田中小型土壤动物群落结构的影响,发现喷施除草剂使中小型土壤动物个体数量明显减少,尤其是使优势类群个体数量减少最大,使群落多样性指数和均匀度指数增高,优势度指数降低,但没有使土壤动物类群数发生明显变化[2]。近年研究结果表明,随着农药污染程度的加重,土壤动物类群、个体数量、多样性指数、均匀性指数、个体数密度等均受到负面影响,但是不同类型的农药对土壤动物的影响程度不同,不同的土壤动物对农药污染的敏感程度也不同。

2 农田除草剂对土壤微生物及酶活性的影响

土壤微生物在土壤物质转化中具有多种重要功能,不仅对土壤的发生、发育、土壤肥力的形成和植物营养元素的迁移转化起着重要作用,同时也对土壤中有机污染物以及农药的分解和净化、重金属和其他有毒元素的迁移转化起着不可忽视的作用[3]。土壤酶主要由微生物、植物和动物的活体或残体构成,可催化土壤有机质的化学反应[4],因此在判断外来化学物质对土壤的污染程度及是否对生态环境造成影响时,常使用土壤微生物及土壤酶作为生态毒理指标[5]。洪文良等[6]在室内模拟条件下研究了敌草胺对土壤微生物种群数量及生物活性的影响,发现经敌草胺各浓度处理后,土壤细菌生长呈现抑制、恢复或激活的变化趋势,放线菌的生长则表现为先抑制后恢复的变化趋势,真菌生长则表现为在14天前低浓度刺激,高浓度抑制,45天后激活的变化趋势;设置室内培养试验测定除草剂草甘膦对土壤过氧化氢酶活性的影响时发现,草甘瞵抑制土壤过氧化氢酶活性,且随着浓度的升高,对过氧化氢酶活性抑制作用增强[7]。为更准确判断除草剂对土壤微生物及酶活性的影响,现已在分子水平进行研究[8]。

3 农田除草剂对土壤呼吸的影响

土壤呼吸在一定程度上反映土壤养分转化和供应能力,是土壤生态系统中表征土壤质量和土壤肥力的重要生物学指标。在外界条件不同的情况下,微生物体内与呼吸作用相关的酶活性会产生相应的不同变化,影响土壤呼吸作用。吴小玲等[9]在室内模拟田间环境条件下测定不同时间内土壤微生物呼吸强度,发现施用适量的草甘膦一周后,土壤呼吸强度增强,说明草甘膦影响土壤微生物的新陈代谢,在一定程度上破坏土壤微生态系统的平衡,但这种影响在16 天后可以恢复,施用剂量越小越容易恢复,剂量越大越难恢复。

4 评价农田除草剂生态毒理性现状

土壤生态系统中,土壤酶参与包括土壤生物化学过程在内的自然界物质循环。土壤酶活性可反映土壤中进行的生物化学过程的动向和强度,有助于土壤肥力的形成和提高,同时对土壤生态系统的物质循环具有重要意义,是土壤生态系统的感应器,可准确反映土壤生理――生态变化,预示土壤肥力和土壤的健康状况[10]。研究除草剂对土壤酶活性的影响,通过土壤酶活性变化评价农药施用效果及对土壤环境的影响已成为研究除草剂对土壤生态系统影响常见方法。应用土壤酶作为监测指标,评价除草剂的生态毒理学效应已成为环境科学领域的研究热点问题之一。

参考文献

[1] 周礼恺. 土壤酶与植物营养以及与农药的相互作用[J]. 土壤学进展, 1981, 9 (6): 18-27.

[2] 张淑花, 高梅香, 张雪萍, 等. 除草剂对农田中小型土壤动物群落结构的影响[J]. 河南农业科学, 2012, (10): 70-73,99.

[3] Sun Ting, Wang Yue P., Wang Zhi Y., et al. The effects of

molybdenum and boron on the rhizosphere microorganisms and soil enzyme activities of soybean[J]. Acta Physiologiae Plantarum, 2013, 35(3): 763-770.

[4] Zhang Xiangqian, Huang Guoqin, Bian Xinmin, et al. Effects of nitrogen fertilization and root interaction on the agrono mic traitsofinter crop pedmaize, and the quantity of microorganisms and activity of enzymes in the rhizosphere[J]. Plant Soil, 2012, 11.

[5] Adetutu EM, Ball AS, Osborn AM. Azoxystrobin and soil interactions: degradation impact on soil bacterial and fungal communities [J]. J Appl Microbiol, 2008, 105: 777-1790.

[6] 洪文良, 吴小毛. 敌草胺对土壤微生物种群及生物活性的影响[J]. 贵州农业科学, 2013, (02): 120-123.

[7] 杨敏, 李岩, 王红斌, 等. 除草剂草甘膦对土壤过氧化氢酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2008, (06): 1380-1383.

[8] Zhang Qingming, Zhu Lusheng, Wang Jun, et al. Effects of

fomesafen on soil enzyme activity, microbial population, and bacterial community composition[J]. Environ Monit Assess, 2013, 12.

[9] 吴小玲, 付立林, 贺小兵, 等. 草甘膦对稻田土壤酶活力与土壤呼吸强度的影响[J]. 湖南农业科学,2011,(01).

第2篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:常绿阔叶林;雷竹林;活性碳库;氮库

中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)21-4739-05

Effect of Conversion from Evergreen Broad-leaved Forest to Phyllostachys violascens cv. Prevernalis Forest on Soil Labile Carbon and Nitrogen Pools

XIAO Peng1,LI Yong-fu1,JIANG Pei-kun1,PAN Ren-jun2,WU Jin-gen3

(1. School of Environmentral & Resource Sciences, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, Zhejiang, China; 2. City College,Zhejiang University, Hangzhou 310015, China; 3. Hangzhou Lijia Environmental Services Co., Ltd., Hangzhou 311100, China)

Abstract: To investigate the effect of conversion from evergreen broad-leaved forest(EBLF) to Phyllostachys violascens cv. Prevernalis forest(BF) on the soil C and N pools, soils of the above two types of forests (The BF was converted from EBLF)were sampled from Lin’an county in Zhejiang Province. Soil water-soluble organic C(WSOC), microbial biomass C(MBC), readily oxidizable C(ROC), water-soluble organic nitrogen(WSON), and microbial biomass N(MBN) were analyzed. The results showed that the pH of soil was significantly decreased, while total organic carbon, total N, alkalyzable N, available P, and available K contents were significantly increased after the conversion of EBLF to BF. The content of WSOC and ROC was increased by 61.3% and 94.7% respectively, while the MBC content was decreased by 37.8% caused by the conversion of EBLF to BF. The content of WSON and MBN in BF was 80.9% and 70.8% respectively. In conclusion, the soil content of WSOC, ROC, and nutrient pools was significantly increased; but the soil microbial content was significantly decreased by the conversion from EBLF to BF.

Key words: Evergreen broad-leaved forest; Phyllostachys violascens cv. Prevernalis forest; labile carbon pool; nitrogen pool

土壤有机碳含量是评定土壤肥力等级及评价土壤质量的重要参考指标。近年来,随着全球气候变暖的不断加剧,生态系统碳循环研究受到越来越多的关注与重视。由于土壤有机碳库容量巨大,其较小变化就会显著影响大气中CO2浓度[1]。因此土壤碳库动态变化(特别是对人为干扰的响应)已经成为目前生态系统碳循环研究的重点之一。土地利用变化是影响土壤碳库特征的主要因素之一。由于土壤总有机碳含量在短期内很难发生显著变化,因此,非常有必要利用更加敏感的指标来表征土壤碳库的动态变化。

土壤活性有机碳是指土壤中稳定性差、易氧化、易矿化、移动性好,并对植物和土壤微生物活性较高的那部分有机态碳[2]。从含量来看,活性碳占土壤总有机碳的比例偏低,但活性碳库的变化与土壤有机质和养分库转化、微生物的生长以及土壤呼吸特征变化等方面具有非常密切的关系[3,4]。水溶性碳、热水溶性碳、微生物量碳、易氧化碳是目前用来表征土壤活性碳库的常见指标[5,6]。不同经营管理措施对土壤中不同形态活性碳的影响程度存在显著差异[5-7]。因此,研究土地利用变化对不同形态活性碳特征的影响比单纯研究其对土壤总有机碳特征的影响具有更重要的意义。

常绿阔叶林是中国亚热带地区生产力最高、生物多样性最丰富的地带性植被类型,在维持森林生态系统碳平衡及应对全球气候变化过程中发挥着非常重要的作用[8]。在过去的30年间,随着农林业经济的快速发展以及市场对雷竹笋产品、板栗等需求的不断增加,一部分常绿阔叶次生林被经济价值较高的林分如雷竹、板栗林等取代。雷竹(Phyllostachys praecox C.D. Chu et C.S. Chao)是中国南方非常重要的笋用竹种之一。由于竹笋营养丰富并且味道鲜美,因此深受消费者喜爱。近十几年来,以重施肥及冬季地表有机物覆盖为核心的集约高效栽培技术在雷竹林生产上得到了广泛的运用与推广[9]。集约经营措施能提早出笋和增加竹笋产量,也会对雷竹林生产带来不少负面影响,如出现土壤生物学性质下降和雷竹林提前退化等问题[10,11]。本试验采集了相邻的常绿阔叶林和雷竹林土壤,分析了这两种土地利用方式下土壤水溶性有机碳(WSOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、水溶性有机氮(WSON)及微生物量氮(MBN)含量变化,为深入研究土壤生态系统对土地利用变化的响应机制提供基础资料,并为雷竹林土壤的养分综合管理与雷竹林产业的可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本试验取样地点设在浙江省临安市玲珑山(30°14′N,119°42′E)。试验区属于中纬度北亚热带季风气候,雨量充沛(年平均降水量1 424 mm),气候温和,多年年均气温为15.9 ℃。平均日照时数1 943 h,无霜期236 d。在研究区选择立地情况基本一致的常绿阔叶林与雷竹林样地。常绿阔叶林海拔高度为265 m,郁闭度为90%,主要树种有木荷、青冈、甜槠、苦槠等。雷竹林于1997年从常绿阔叶林中改造而来。2003年之前,每年进行施肥结合翻耕等管理措施,全年施肥量为尿素450 kg/hm2,复合肥600 kg/hm2。2003年起,进行地表有机物覆盖管理措施。具体方法如下:在每年的11月下旬至12月上旬期间,竹农在雷竹林土壤表面进行有机物覆盖措施,以达到增温保湿的目的。一般做法如下:先覆盖10~15 cm的稻草,然后在稻草上面再覆盖10~15 cm的砻糠,稻草用量为40 t/hm2,砻糠用量为55 t/hm2,次年3、4月份揭去上层未腐烂的砻糠。每年施3次肥,时间分别为5月中旬、9月下旬及有机物覆盖前。雷竹林地每年肥料用量如下:复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)2.250 t/hm2、尿素(含N 46%)1.125 t/hm2。

1.2 试验设计及取样

2011年7月,在研究区域里选择立地基本一致的相邻的常绿阔叶林和雷竹林样地,分别在样地中选择面积为400 m2(20 m×20 m)的试验小区各4个,共8个试验小区。按照五点取样法用土钻(直径为4.5 cm)采取各试验小区表层(0~20 cm)土壤。将同一试验小区内5个点所取到的土壤样充分混匀,作为该试验小区的土壤样品。土样过2 mm钢筛后分成2份。一份为新鲜土样,保存在4 ℃的冰箱中;另外一份土样经风干处理后放在卡口袋中备用。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤基本理化性状的测定 土壤总有机碳(TOC)含量的测定采用重铬酸钾-硫酸外加热法;总氮采用半微量凯氏定氮法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定;有效磷含量采用Bray法测定;速效钾含量采用醋酸铵(1 mol/L)浸提,火焰光度计测定;土壤pH采用水土比2.5∶1浸提后电极法测定。上述测定方法均参考文献[12]。

1.3.2 水溶性有机碳氮的测定 土壤WSOC和WSON含量的分析参考Jones等[13]的方法进行测定。称量新鲜土壤样品20.00 g(同时测定土壤样品的含水量),按照土水比1∶2进行浸提,振荡0.5 h(25 ℃),离心10 min(转速为8 000 r/min),接着过0.45 μm滤膜(Millipore公司),滤液放入塑料瓶中,贮存备用。取一份滤液用有机碳自动分析仪(TOC-VCPH,岛津公司)测定土壤WSOC和水溶性总氮(WSN)含量;另外取一份滤液用离子色谱法(ICS 1500,戴安公司)测定NH4+?蛳N和NO3-?蛳N的含量。计算WSON含量:WSON=WSN-NH4+?蛳N-NO3-?蛳N。

1.3.3 微生物量碳氮的测定 土壤微生物量碳、氮的测定采用氯仿熏蒸直接提取法[14]。对照土壤和熏蒸后土壤用K2SO4溶液(0.5 mol/L)浸提(液土比为5∶1),浸提液过滤后的滤液中WSOC和WSN含量采用有机碳自动分析仪测定。土壤MBC和MBN含量的计算方法如下:MBC=EC/0.45,MBN=EN/0.45,式中EC和EN分别为熏蒸土样与未熏蒸土样提取液中C、N含量之差,0.45为浸提系数[14,15]。

1.3.4 易氧化碳的测定 土壤易氧化态碳(ROC)的测定参考Graeme等[16]的方法。具体如下:称取2.00 g风干土置于50 mL离心管中,再加入25 mL KMnO4溶液(333 mmol/L),振荡1 h(25 ℃),离心5 min(转速4 000 r/min),吸取上清液,在565 nm波长处进行比色,同时制作KMnO4的标准曲线。根据KMnO4消耗量就可以计算土壤样品中的ROC含量。

1.4 数据统计

本试验数据为4次重复的平均值。数据采用单因素方差分析,并用新复极差法进行多重比较(P< 0.05)。使用Microsoft Excel和SPSS 13.0软件对数据进行统计分析处理。

2 结果与分析

2.1 常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤基本理化性质的影响

常绿阔叶林与雷竹林样地土壤样品的基本理化性质指标如表1所示。由表1可知,常绿阔叶林改造成雷竹林后,对土壤理化性质的影响非常显著。常绿阔叶林改成雷竹林后,土壤pH从4.85下降到4.12,呈现出一定程度的酸化现象。雷竹林土壤的有机碳含量和全氮含量分别为常绿阔叶林的164%和169%。另外,常绿阔叶林改造成雷竹林后,土壤的速效养分(如碱解氮、有效磷和速效钾)含量均显著增加(P

2.2 常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤活性碳库的影响

常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤不同活性碳库含量的影响如图1所示。常绿阔叶林改造成雷竹林后,土壤中WSOC和ROC含量均显著增加(P

2.3 常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤活性氮库的影响

常绿阔叶林和雷竹林土壤的WSON和MBN含量如图2所示。常绿阔叶林改造成雷竹林后,WSON和MBN含量呈不同变化。其中,WSON含量从4.76 mg/kg增加到38.51 mg/kg(图2A),而MBN含量却从74.30 mg/kg下降至52.60 mg/kg,降低了29.2%。常绿阔叶林和雷竹林土壤水溶性有机氮、微生物量氮占相应氮组分比例的比较如表3所示。常绿阔叶林改造成雷竹林后,WSON/TN显著增加(P

3 讨论

从目前的研究来看,空间代替时间的方法仍然被很多研究学者用来从事土地利用变化对土壤性质影响方面的研究[17,18]。而上述方法是否有效的前提主要取决于相邻的两种不同利用方式土壤在土地利用变化之前的性质是否相似[5,19]。在本研究中,雷竹林于1997年由常绿阔叶林改造而来,目前这两块相邻样地(常绿阔叶林与雷竹林)土壤的碳库与氮库的差异,主要是由不同植被覆盖以及不同经营管理措施造成的。由于在雷竹林管理过程中采用了集约经营措施,主要包括冬季有机物覆盖以及重施化肥。因此,必然会对土壤理化性质及养分库特征产生显著影响。

本研究的结果表明,常绿阔叶林改造成雷竹林后,土壤的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量均显著增加。Cao等[11]研究表明土地利用导致养分含量增加。Sun等[20]的研究表明将水稻造成蔬菜地后,土壤的全氮、全磷及有效钾含量均显著增加。本试验中,养分库含量增加的原因是由于雷竹林采取了集约经营措施,其中重施化肥措施增加了雷竹林土壤氮、磷、钾养分的输入。而有机物覆盖后,由于有机物的腐烂,增加了土壤有机物的输入,从而导致土壤有机碳含量增加。Huang等[6]研究表明覆盖措施可以增加林地土壤有机碳含量。

Chen等[21]研究表明短期或长期的土地利用变化均会对土壤活性碳(如水溶性有机碳、易氧化碳等)的含量产生显著影响。张金波等[22]研究表明在三江平原区域的土壤WSOC含量随着土地利用方式的变化发生显著变化,土地开垦耕作是导致土壤WSOC含量降低的主要原因。本研究结果表明,将常绿阔叶林改造成雷竹林并集约经营10余年后,土壤WSOC含量增加了61.3%。土地利用改变影响WSOC含量的主要机理:一是土地利用变化引起进入土壤中植物残体与肥料的数量和性质发生改变;二是土地利用变化引起土壤水分、耕作方式等经营管理措施发生改变[23]。本研究中雷竹林土壤WSOC含量高于常绿阔叶林土壤的原因可能是雷竹林经营过程中施入的覆盖物为稻草与竹叶,而这些覆盖物腐烂以后,会产生大量的水溶性有机碳化合物;另外,由于雷竹植株根鞭比较发达,从根系分泌到土壤的含碳有机化合物含量相应较多。土壤ROC含量的变化与WSOC含量的变化非常相似,增加的机理主要也是与有机物覆盖措施有关。

微生物量碳(MBC)指土壤微生物躯体中包含的碳,是土壤有机碳库中最活跃的组分之一。近些年来,MBC被用来表征土壤有机碳特征及其对人为干扰响应的重要指标之一[24]。常绿阔叶林改造成雷竹林后,土壤MBC含量显著降低。与WSOC和ROC变化趋势刚好相反。土壤MBC下降原因如下:一是在雷竹林的集约经营管理中,除了覆盖有机物料外,还包括超量施用化肥措施。长期连续超量施用化肥可能会导致雷竹林土壤微生物活性的显著下降,从而引起土壤微生物生物量的显著下降;二是土壤pH的不同。常绿阔叶林改造成雷竹林后,土壤pH显著降低,土壤酸化会在一定程度上抑制土壤微生物的生长和繁殖,从而引起土壤微生物生物量的降低[25,26]。

水溶性有机氮(WSON)显著影响农林生态系统的氮循环以及土壤的氮素有效性。从国内外有关土壤WSON研究的结果来看,不同学者有关土壤WSON含量的报道差异较大。王清奎等[27]研究表明,大部分森林土壤的WSON含量均在10 mg/kg以下。而张彪等[28]研究表明,3种森林土壤(包括细柄阿丁枫天然林、米槠天然林及杉木人工林土壤)的WSON含量都高于50 mg/kg。从本研究的结果可知,常绿阔叶林和雷竹林的WSON含量分别为4.76 mg/kg和38.51 mg/kg,与其他森林土壤的研究结果存在较大差异。不同森林类型土壤WSON含量的差异可能是土壤性质、气候、森林类型、经营管理措施等因素的不同所引起的[29,30]。本研究结果表明,常绿阔叶林改造成雷竹林并经过10余年的人为经营管理后,导致土壤WSON含量显著增加。WSON增加的机理与WSOC增加的机理相似。主要是由于雷竹林的有机物覆盖措施引起的。常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤MBN的影响机理与其对MBC的影响比较相似。土地利用变化之后,土壤MBN含量下降了29.2%。可能是由于雷竹林重施化肥以及土壤酸化导致土壤微生物生长受到抑制引起的。从WSON/TN以及MBN/TN的变化可知,常绿阔叶林改造成雷竹林以后,土壤微生物量显著降低。相比较MBN的变化程度,MBN/TN的变化更加剧烈。因此MBN/TN这个指标对人为干扰的响应要比MBN更加敏感。

综合本试验的所有分析测定指标可知,常绿阔叶林改造成雷竹林对于土壤的理化性状及肥力状况的影响是呈两方面的。一方面,常绿阔叶林改造成雷竹林后,由于每年均采取了有机物覆盖及施肥措施,所以从NPK养分指标、有机碳及WSOC和ROC含量来看,雷竹林土壤要显著高于常绿阔叶林土壤,这表明长期的集约经营措施对于土壤养分状况来讲是有利的。另外一方面,从MBC和MBN含量来看,与常绿阔叶林土壤相比,由于雷竹林经营过程中长期施用化肥,从而使土壤的微生物生长受到抑制,从而导致MBC和MBN含量显著下降。本研究只比较了常绿阔叶林和集约经营15年后的雷竹林之间碳库和氮库的差异,在分析土地利用变化以及经营管理措施对土壤碳库和氮库影响机理方面仍存在不足。今后,将选取不同集约经营历史的雷竹林形成集约经营时间序列,来研究土地利用变化和长期集约经营措施对土壤活性碳库和氮库的影响机制。

参考文献:

[1] BATJES N H. Total carbon and nitrogen in soils of the world[J]. European Journal of Soil Science,1996,47:151-163.

[2] 沈 宏,曹志洪,徐志红. 施肥对土壤不同碳形态及碳库管理指数的影响[J].土壤学报,2000,37(2):166-173.

[3] JANDL R, SOLLINS P. Water extractable soil carbon in relation to the belowground carbon cycle[J]. Biology and Fertility of Soils,1997,25:196-201.

[4] ROS G H, TSCHUDY C, CHARDON W J, et al. Speciation of water-extractable organic nutrients in grassland soils[J]. Soil Science,2010,175(1):15-26

[5] CHEN C R, XU Z H, MATHERS N J. Soil carbon pools in adjacent natural and plantation forests of subtropical Australia [J]. Soil Science Society of America Journal,2004,68:282-291.

[6] HUANG Z Q, XU Z H, CHEN C R, et al. Changes in soil carbon during the establishment of a hardwood plantation in subtropical Australia[J]. Forest Ecology and Management,2008, 254:46-55.

[7] JIANG P K, XU Q F, XU Z H, et al. Seasonal changes in soil labile organic carbon pools within a Phyllostachys praecox stand under high rate fertilization and winter mulch in subtropical China[J]. Forest Ecology and Management, 2006,236:30-36.

[8] 包维楷,刘照光,刘朝禄,等.中亚热带湿性常绿阔叶次生林自然恢复15年来群落乔木层的动态变化[J].植物生态学报,2000, 24(6):702-709.

[9] 方 伟,何钧潮,卢学可,等.雷竹早产高效栽培技术[J]. 浙江林学院学报,1994,11(2):121-128.

[10] 姜培坤,俞益武,张立钦,等. 雷竹林地土壤酶活性研究[J]. 浙江林学院学报,2000,17(2):132-136.

[11] CAO Z H, HUANG J F, ZHANG C S, et al. Soil quality evolution after land use change from paddy soil to vegetable land[J]. Environmental Geochemistry and Health,2004,26:97-103.

[12] 鲁如坤.土壤农化分析[M].北京:中国农业科学技术出版社,2000.

[13] JONES D L, WILLETT V B. Experimental evaluation of methods to quantify dissolved organic nitrogen (DON) and dissolved organic carbon (DOC) in soil[J]. Soil Biology & Biochemistry,2006,38:991-999.

[14] VANCE E D, BROOKES P C, JENKINSON D C. An extraction method for measuring soil microbial biomass C[J]. Soil Biology & Biochemistry,1987,19:703-707.

[15] BROOKES P C, LANDMAN A, PRUDEN G, et al. Chloroform fumigation and the release of soil nitrogen: a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil[J]. Soil Biology & Biochemistry,1985,17:837-842.

[16] GRAEME J B, ROD D B L, LEANNE L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems[J]. Australian Journal of Agriclutural Research,1995,46: 1459-1466.

[17] YAN E R, WANG X H, HUANG J J, et al. Decline of soil nitrogen mineralization and nitrification during forest conversion of evergreen broad-leaved forest to plantations in the subtropical area of Eastern China[J]. Biogeochemistry,2008, 89:239-251.

[18] LIAO C Z, LUO Y Q, FANG C M, et al. The effects of plantation practice on soil properties based on the comparison between natural and planted forests: a meta-analysis[J]. Glob Ecol Biogeog,2012,21:318-327.

[19] SMITH C K, OLIVEIRA F D, GHOLZ H L, et al. Soil carbon stocks after forest conversion to tree plantations in lowland Amazonia,Brazil[J].For Ecol Manag,2002,164:257-263. [20] SUN B,DONG Z X, ZHANG X X, et al. Rice to vegetables: short-versus long-term impact of land-use change on the indigenous soil microbial community[J]. Microb Ecol,2011,62:474-485.

[21] CHEN C R, XU Z H. On the nature and ecological func-tions of soil soluble organic nitrogen (SON) in forest ecosystems[J]. Journal of Soils and Sediments,2006,6:63-66.

[22] 张金波,宋长春,杨文燕. 土地利用方式对土壤水溶性有机碳的影响[J].中国环境科学,2005,25(3):343-347.

[23] POST W M, KWON K C. Soil carbon sequestration and land-use change: processes and potential[J]. Global Change Biology,2000,6:317-328.

[24] 薛菁芳,高艳梅,汪景宽,等.土壤微生物量碳氮作为土壤肥力指标的探讨[J].土壤通报,2007,38(2):247-250.

[25] 薛 冬,姚槐应,黄昌勇.茶园土壤微生物群落基因多样性[J].应用生态学报,2007,18(4):843-847.

[26] 秦 华,李国栋,叶正钱,等. 集约种植雷竹林土壤细菌群落结构的演变及其影响因素[J].应用生态学报,2010,21(10):2645-2651.

[27] 王清奎,汪思龙,冯宗炜.杉木人工林土壤可溶性有机质及其与土壤养分的关系[J].生态学报,2005,25(6):1300-1305.

[28] 张 彪,高 人,杨玉盛,等.万木林自然保护区不同林分土壤可溶性有机氮含量[J].应用生态学报,2010,21(7):1635-1640. [29] 商素云,李永夫,姜培坤,等.天然灌木林改造成板栗林对土壤碳库和氮库的影响[J].应用生态学报,2012,23(3):659-665.

[30] 杨 绒,周建斌,赵满兴.土壤中可溶性有机氮含量及其影响因素研究[J].土壤通报,2007,38(1):15-38.

收稿日期:2012-06-10

基金项目:国家自然科学基金项目(31170576);浙江省科技厅重点项目(2011C12019);浙江农林大学科研发展基金项目(2007FR040)

作者简介:肖 鹏(1991-),男,福建漳州人,在读本科生,研究方向为森林生态系统碳循环,(电话)0571-63741609(电子信箱);

第3篇:土壤微生物研究方向范文

【关键词】农田;重金属污染;生物修复

0 前言

近年来,我国食品安全形式非常严峻,有一部分原因就是农田遭到污染,尤其是重金属污染。据报道,目前我国受砷、铬、铅等重金属污染的耕地而积近2000万平方千米,约占总耕地而积的20%;其中工业“三废”污染耕地1000万平方千米,污水灌溉达330多万平方千米。重金属不能被土壤微生物所分解,易在土壤中蓄积或转化为毒性更大的化合物。土壤重金属污染的特点为长期累积效应、隐蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金属污染后,影响农作物并通过食物链等影响人体健康,造成中毒危害。另据国土资源部的最新调查显示:每年我国约有1200万吨粮食被重金属所污染,这些粮食足够养活4000万左右的人口,并且这种污染问题日益严重。因此,对农田重金属污染的治理显得尤为迫切。当前,土壤重金属污染的治理方法主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法、以及生物修复方法。本文将重点介绍生物修复法在农田重金属污染治理中的研究进展,同时对生物修复法治理农田重金属污染的研究前景进行展望。

1 简介

生物修复法是指利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害,从而使污染的土壤局部地或完全地恢复到原始状态。其优点有:成本低、不破坏土壤生态环境、可以回收再利用贵金属、造成二次污染机会较少。缺点有:周期长、一种植物一般只能提取一种或者几种重金属、而植物固定只是将重金属暂时固定,如果土壤环境发生变化,重金属的毒性作用还有可能再次出现[1]。

2 生物修复法的分类

生物修复作用治理农田重金属污染方法可以分为动物修复法、植物修复法以及微生物修复法。它们有着不同的优缺点。因此,在利用生物技术处理重金属污染时,要结合当地实际,因地制宜,才能达到预期效果。

2.1 动物修复

动物修复是指土壤动物群通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质,提高土壤肥力,促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。有关动物修复的研究报道较少,主要集中在有机物和农药污染土壤的修复(如利用蚯蚓等修复)和富营养化水体的修复(如利用滤食性贝类、棘皮动物、河蟹等修复),对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段[2]。

2.2 微生物修复

利用土壤微生物的蓄积和降解作用来治理土壤重金属污染是一种高效的途径。国内外许多研究己证明,菌根在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着特殊的作用,他们减轻了植物在重金属污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度[4]。利用微生物(藻类、细菌和酵母等)来减轻或消除重金属污染,虽然微生物不能降解和破坏重金属,但是可以通过改变它们的物理或化学特性而影响金属在环境中的迁移和转化。其修复机理包括表面生物大分子吸收转运、细胞代谢、空泡吞饮、生物吸附和氧化还原反应等。微生物对上壤中重金属活性的影响主要体现在以下几个方面:①溶解和沉淀作用;②生物吸附和富集作用;③氧化还原作用。微生物修复技术种类繁多,可进行异位修复、原位修复以及原位/异位联合修复。其中,原位修复操作简单,对原有的土壤环境破坏程度低。微生物修复受各种环境因素的影响较大,氧气、pH、温度、水分等均可影响微生物活性进而影响修复效果,其田间试验效果不是非常理想。因此,为降解菌提供适宜条件以促进其生长繁殖至关重要,这也是今后研究的重点。

2.3 植物修复

植物修复技术是指通过植物自身及共存微生物体系,修复和消除由无机废弃物和有机毒物造成的土壤环境污染的一种技术。

我国野生植物资源丰富,生长在天然的污染环境中的耐重金属植物和野生超积累植物数不胜数。因此开发与利用这些野生植物资源对植物修复的意义十分重大。有关资料表明,大量植物对重金属Cr,Cd,Co,Pb,Ni,Cu,Zn等有很强的吸收积累能力。比如国内有人利用白菜修复重金属污染土壤,如丛孚奇等将白菜用于钥矿区重金属污染土壤的修复研究,结果表明磷酸氢二钠一柠檬酸缓冲溶液能显著提高白菜的地上部富集土壤中重金属元素的能力。李玉双[5]等以沈阳张士灌区重金属污染上壤为修复对象,采用盆栽试验,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)对白菜富集重金属及其生长状况的影响。结果表明,EDTA能够提高白菜对上壤中Cu,Cd,Pd 和Zn的植物提取效率。

但是,由于超富集植物一般只能积累某些重金属元素,植物物种的选取受到不同地理气候条件的限制,同时富集植物和超富集植物生物量一般较少,生长速度慢,积累效率低。所以,利用野生抗性植物进行重金属污染土壤的治理还未取得理想结果。这就需要相关科研人员做进一步深入的研究,以求早日获得生长周期短,能吸附多种重金属,积累效率高的重金属富集吸收植物。

2.4 综合修复技术

由于每个地区的污染物来源不同造成各地污染情况有很大的差异。只用一种修复技术往很难达到目标。因此,开发复合修复方法成为土壤重金属污染修复的主要研究方向[6]。现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有动物/植物联合修复、化学/物化一生物联合修复以及植物/微生物联合修复。

3 展望

生物修复技术治理重金属污染土壤以其低成本、高效率、适用范围广和无二次污染等优点已成为重金属污染农田土壤治理中的一个全新研究领域和国内外有关学者研究的热点之一。但是由于其起步晚,难度大,其大部分研究还处于实验室阶段,尚不能有效地应用于重金属农田污染的治理中去,但随着不同学科(遗传学、土壤学、生态学、化学、生理学、环境保护学和生物工程)的相互配合。我们相信该技术会日趋成熟,并且为重金属污染农田的治理贡献出巨大的力量。

【参考文献】

[1]肖鹏飞,等.土壤重金属污染及其植物修复研究[J].辽宁大学学报:自然科学版,2004,31(3):279-283.

[2]李宇飞.土壤重金属污染的生物修复技术[J].环境科学与技术,2001.34(12H):148-151.

[3]王真辉.农田土壤重金属污染及其生物修复技术[J].海南大学学报:自然科学版,2002,12:386-387.

[4]阎晓明,何金柱.重金属污染上壤的微生物修复机理及研究进展[J].安徽农业科学,2002,30(6):877-879,883.

第4篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:农民;施肥中;存在问题;解决办法

中图分类号:S147.2 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-06-0022-1

当前边昭镇大多数农民都以种地为主,全家的经济收入都来源于土地,但我镇10个村中大多数土地属于盐碱地,土壤肥力中等,土壤比较瘠薄。有的村屯坨子地占到三分之二,在这样多样化的土壤环境下,农民不能做到科学施肥,导致比例失调,作物不能均衡生长。

1 农民在施肥中存在的问题

1.1 农民科学意识淡薄,维持观望现状

不进行科学测土,也就不能真正按照土壤中所缺少的元素进行配方施肥。通常做法是相互打听,看谁家的的庄稼长得好,就去问人家用了什么肥,来年就去买什么肥。可想而知,自己家地块与人家地块都不一样,可能取得相同的效果吗?就这样年复一年的恶性循环,使土地年年施入单一化肥品种,例如:今年用二铵加尿素加复合肥,来年还一样。连续几年下来,造成了大量的氮、磷、钾肥缺乏,作物不能正常生长。

1.2 弄不清不同化肥的特点

多数农民不知道什么是硫基肥、氯基肥,尽管我们科技人员下乡时怎么讲解,农民当时明白,但到时候就弄不清了。到市场上选择化肥时,化肥经销商说什么就是什么,也不看自己的地需要什么样的化肥,不管种什么品种,买回来都是一样的肥。在种地时本来盐碱地用硫基肥比较好,坨子地用氯基肥比较好,但是买回来的都是一样的肥,使用的也是一样的肥,并没有按照地力、品种不同去施加相对应的化肥,有的花了高价,而土地收益不高,得不偿失。

1.3 贫困农户的问题

贫困农户还占有一定比例,他们可能也明白科学施肥的道理,但就是没钱,还要种地,就得买便宜肥,并且投入量还少。便宜的化肥质量较差,含量不足,有的甚至就买几袋有机肥,也就是含有腐殖酸的化肥,氮、磷、钾等主要元素含量极少,用量又少,农民收入可想而知,这样就会出现恶性循环,年复一年,贫困户怎么能脱贫。

1.4 农民施肥方法不对

施底肥时,无论什么化肥都是一下施入,不考虑种子是否需要隔离层,根据作物不同施入的深浅不同,例如深根系作物棉花、玉米,底肥就得深施在15~20公分左右。有的农民为图省事,不管什么作物打垄时都是一样,使一部分化肥白白流失在土壤中了,造成土壤板结。

追肥。追肥时大部分农民都是追尿素,也就是氮肥,很少有人追施复合肥。在二遍地时就把尿素点播在玉米根茎部上面表土层,根本就没有扎眼或采用垄旁用铧子豁一下,这样作物吸收很少,如果土壤墒情好或天下雨还算可以,要是遇到干旱,气温比较高,除去挥发一部分,作物吸收就很少了,白花钱了。

2 解决办法

2.1 转变农民的施肥观念

长期以来,遗留下来的旧的施肥观念在农民心中根深蒂固,短时间内很难改变,只有长期的进行测土配方施肥技术的宣传培训,一点一点地转变农民的施肥观念,使农民逐渐掌握科学施肥配肥技术。建立示范区、示范户,使广大农民看到测土配方施肥的实际效果,改变农民的“粪大水勤,不用问人”的传统施肥观念,灌输 “缺什么补什么” “按需施肥”的科学施肥观念,使农民群众摒弃传统施肥方法,争取使农民主动上门要求农技人员到自家田里取土化验,或农民自己直接送样到土肥部门要求化验。

2.2 开发适应农民需要的新型肥料和施肥方法

测土配方施肥工作应结合农村目前劳动力缺乏的实际情况,研究开发适应农民需要的新型肥料和施肥技术,重视开发能减少劳动强度、适合机械使用的肥料品种。跟踪国内外配方施肥技术发展状况,引进先进技术,加强技术研发,为农民提供全方位的技术支持。

2.3 让农民施入有机肥

有机肥有两种:一是农民常说的人、牲畜的粪尿;二是现成的生物有机肥。有机肥和化肥配合施入对改良土壤是非常有好处的,而且土地不用那么板结,作物好出苗、苗齐、苗壮,而且和化肥一起施入,后期不脱肥。

2.4 施入生物菌肥也是最好的办法

生物菌肥有以下优点:长期和化肥使用改良土壤;抗旱保水;提高化肥利用率,减少环境污染;改良作物品质,降低硝酸盐及重金属含量;营养元素全,肥效持久,粮食增产,农民增收。

第5篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:推广;秸秆还田;保持;提升;土壤有机质

中图分类号:S/59-099 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-12-0148-1

随着农业的发展,过渡追求作物产量,农业生产始终处于种大于养、产大于投的掠夺式经营方式。近年来土壤承受风旱、水涝的能力越来越差,土壤有机质严重下降。有效利用资源,提高土壤有机质是当前迫切要解决的问题。

1 自然条件

1.1 土壤条件

望奎县地处松嫩平原的小兴安岭余脉,全县共分布有黑土、草甸土等8大个土类、40个土种。随着农业耕作的影响全县土壤有机质从80年代第二次土壤普查时的平均值60g/kg降到现今的40g/kg。

1.2 气候条件

望奎县属温和半湿润大陆季风性气候,年平均大于等于10℃活动积温为2400-2700℃,年降水量530mm,雨量多集中在夏季(6-8月),无霜期135天。

1.3 轮作制度

望奎县现有耕地面积246万亩,主要种植玉米、大豆、水稻,其中玉米常年种植面积160万亩、大豆50万亩、水稻15万亩,轮作方式以连作玉米或玉-豆轮作为主。

2 操作技术

2.1 常规作业

播种、中耕除草、施肥等同当地常规作业无差异。

2.2 收获

采用联合收获、秸秆粉碎均匀扬施在田间。

2.3 施用秸秆腐熟剂

按2kg/亩秸秆腐熟剂用量将腐熟剂与适量潮湿的细砂土混匀后均匀地撒在作物秸秆上,再用深松旋耕整地机械将秸秆翻埋入土内,利用雨水或灌溉水使土壤保持较高的湿度,达到快速腐烂的效果;秸秆还田后,土壤微生物在分解作物秸秆时,需要从土壤中吸收大量的氮,才能完成腐化分解过程。如不增施化学氮肥,微生物必然会出现与下茬作物幼苗争夺土壤中氮素的现象,从而影响幼苗正常生长。因此,秸秆深翻入土时增施尿素5kg/亩调节碳氮比,并及时深翻;采用深松旋耕整地机械进行深耕作业,耕作深度25cm以上,将粉碎的玉米秸秆全部打入土层,减少表土秸秆量,加快秸秆腐烂;秸秆分解依靠的是土壤中的微生物,而微生物生存繁殖要有合适的土壤墒情。若土壤过干,会严重影响土壤微生物的繁殖,降低秸秆分解的速度。因此,在秸秆还田后要视土壤墒情及时浇水补充,以使切碎的玉米秸秆与土壤紧密接触,防止被架空,促进秸秆尽快分解。

3 配套技术

3.1 品种选择

应选用适宜本地气候的高产、抗病、抗倒伏、耐水肥的优良品种,严防越区种植。

3.2 病虫害防治

玉米秸秆粉碎还田的地块,早春地温低、墒情差,出苗缓慢,易感丝黑穗和黑粉病,播种前可选用高抗黑穗病的药剂进行种子包衣处理,预防黑穗病的发生,生育季节当发现丝黑穗病和黑粉病植株要及时清除,深埋病株。玉米螟防治同常规技术措施,可用黑光灯诱杀成虫、辛硫磷颗粒剂、“BT”乳剂等药剂防治。

3.3 配方施肥

实施测土配方施肥,对秸秆还田的地块按户采样化验,做到氮、磷、钾及微量元素合理搭配。

3.4 合理密植

在常规栽培密度的基础上,要保证足量亩保苗株数,每亩可适当增加300-500株。

3.5 化学除草

玉米秸秆覆盖田虽然可以抑制杂草,但草害仍不容忽视。除采用常规的化学除草外,要及时,适时采取化学、人工相结合的综合措施,控制草害。

3.6 中耕培土

玉米秸秆还田地块苗期生长缓慢,第一次中耕要早、要深,在4-5叶期进行,深度达3-5寸,以利提高地温。并注意逐渐增加培土量,预防倒伏。

4 效益分析

4.1 经济效益

秸秆还田可使粮食增产10-25%,扣除补施氮肥及腐熟剂成本,亩可增收30-120元;秸秆还田省去了割、扒、捆、运、脱等诸多人工工时,大大降低了作业成本,间接增加了经济效益。应用机械收获作业每公顷可比人工收获节省1000元;实施秸秆还田一年后的土壤,其有机质含量相对提高0.05-0.1%,土壤容重下降0.03-0.15g/cm2,玉米秸秆还田不仅提高了土壤有机质、降低了土壤容,还可提高肥料的利用率,对提高地力等级有着极大地促进作用。

4.2 生态效益

秸秆还田改善了生活环境,提高了人民生活的质量。秸秆还田减少了秸秆随意堆放对环境卫生的影响,避免了因秸秆腐烂和燃烧造成的空气污染,降低了火灾的发生,促进了农村文明建设;秸秆还田增加了土壤有机质含量,培肥了地力,减少了化学肥料和农药施用量,增强了土壤的蓄水能力,减少了水土流失,形成了良性农业生态循环和农业的可持续发展。

4.3 社会效益

玉米是望奎县主要粮食作物之一,种植面积大。每到收获时期,农时紧,劳动强度大,外出务工人员只得费时、费力、浪费资金返乡收获,影响了务工收入也对务工企业发展产生了影响。应用玉米联合收割机,很好的解决了这一矛盾,降低了劳动强度,节省劳动力,避免了在外打工人员返乡收获之苦,增加了务工人员收入,也提高了玉米生产效率;玉米机械收获秸秆粉碎还田技术采用直接、简单、经济的方式无害化的处理了秸秆,减少了二氧化碳排放,杜绝了因秸秆焚烧烟尘引起公路、铁路交通事故甚至飞机延误事故的发生,促进了社会和谐发展。

第6篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:生物菌肥;番茄;种植;应用效果

中图分类号:S641.206+.2文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)11-2198-02

Study on Application of Biological Fertilizer in Tomato Planting

XIE Wan-bin

(College of Chemistry and Bioengineering, Yichun University, Yichun 336000, Jiangxi, China)

Abstract: The effect of applying biological fertilizer on tomato planting was investigated. The results showed that applying biological fertilizer (24 750 kg/hm2) could loose soil, promote tomato plant growth, reduce the incidence of tomato common disease and improve tomato yield. Biological fertilizer showed good application effect on tomato planting; and it had great promotion value.

Key words: biological fertilizer; tomato; planting; application effect

在当前番茄种植中施用的肥料多为化肥,化肥对提高番茄产量起较大作用[1]。但随着化肥施用量的增加,对土壤产生的不良影响越来越明显,主要表现在:增加土壤重金属与有毒元素,导致土壤硝酸盐积累,破坏土壤结构、促进土壤酸化,降低土壤微生物活动[2],改变土壤性状,降低土壤肥力和番茄产量。因此,越来越多的科技工作者将研究方向转向化肥的替代品研究上,生物菌肥是近些年研制出来的化肥替代肥料,已在多种作物上得到应用。生物菌肥以畜禽粪便等有机物料为原料,用微生物原种菌进行发酵处理制成,含有丰富的有机质、有益微生物;能疏松土壤,减少土壤板结,有利于保水、保肥、通气。

番茄是人们喜食的常见大宗蔬菜之一,其食用安全尤其应该引起重视。为克服使用化肥对番茄的不良影响,本试验选取生物菌肥作为替代肥料,研究生物菌肥在保护地番茄种植中的应用效果,以期为番茄的无公害种植提供借鉴意义。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1菌种微生物原种菌,购自山东潍坊真农酵素菌有限公司。

1.1.2生物菌肥以畜禽粪便等有机物料为原料,用微生物原种菌进行发酵处理,即制成生物菌肥。

1.1.3供试作物供试番茄品种为粉利得,该品种晚熟,叶片较少。试验在江西省宜春市袁州区进行,于2009年9月20日育苗,10月20日定植,每公顷定植31 500株。每株留12穗果,每穗留3~4个果实。2010年2月中旬开始收获。

1.2试验方法

试验采用沟施生物菌肥,每公顷用量24 750 kg;以不施用生物菌肥为对照。试验设5次重复,每个重复面积27 m2,共270 m2。生物菌肥沟施于两行定植垄之间,其他栽培管理措施按当地生产习惯统一操作。

2结果与分析

2.1番茄根围土壤三相情况调查

土壤三相比能准确反映出土壤中土壤颗粒、水分和空气三者间的体积比例关系,土壤三相比适宜有利于番茄的根系生长,增强根系的吸水、吸肥能力,从而促进番茄植株的生长。本试验对番茄根围土壤三相情况进行了调查,结果表明,施用生物菌肥后的番茄根围土壤固相率、液相率、气相率分别占44.27%、33.85%、21.88%,孔隙率为55.73%,而对照的固相率、液相率、气相率分别占47.38%、32.26%、20.36%,孔隙率为52.62%。施用生物菌肥后的番茄根围土壤固相率比对照低3.11个百分点,而孔隙率比对照高3.11个百分点,这表明施用生物菌肥后的番茄根围土壤松软,含水量高。

2.2番茄生长势调查

番茄生长势调查在番茄缓苗后、结果前进行,调查结果表明,施用生物菌肥可使番茄植株生长势增强。施用生物菌肥后的番茄植株叶色深绿,节间长5.2 cm,中茎粗1.6 cm,植株生长粗壮;对照番茄植株叶色淡绿,节间长6.0 cm,中茎粗1.3 cm,植株生长相对细长。

2.3番茄常见病害调查

在番茄的整个生长发育期,对茎基腐病、溃疡病、早疫病、晚疫病、灰霉病等番茄常见病害进行了调查统计,结果表明,施用生物菌肥的番茄植株与对照进行比较,茎基腐病、溃疡病等土传性病害的发病率明显降低。施用生物菌肥的番茄植株的茎基腐病发病率为0.4%,较对照低5.1个百分点;施用生物菌肥的番茄植株没有溃疡病的发生,而对照的发病率为4.1%,差异较明显。施用生物菌肥的番茄植株均有早疫病、晚疫病、灰霉病的发生,但发病情况均比对照轻;早疫病、晚疫病、灰霉病的发病率分别为8.4%、9.2%、5.2%,较对照分别低3.8、4.2和4.1个百分点。

2.4番茄产量调查

对番茄产量进行了调查统计,施用生物菌肥的番茄单株产量达7.24 kg,比对照增加1.85 kg,折合公顷产量为228 060 kg,较对照增产34.32%,增产效果十分明显。

3小结与讨论

3.1小结

试验结果表明,生物菌肥能提高番茄根围土壤的孔隙率,疏松土壤,提高含水量;生物菌肥能促进番茄植株生长,叶色深绿,植株粗壮;生物菌肥能降低茎基腐病、溃疡病、早疫病、晚疫病、灰霉病等番茄常见病害的发病率;生物菌肥能提高番茄的产量,增产幅度达34.32%,增产效果十分明显。总之,生物菌肥在番茄种植中表现出良好的应用效果,具有较好的推广价值。

3.2讨论

生物菌肥中的有机质可以改良番茄根围土壤的物理性状,改善土壤的团粒结构,从而提高土壤的孔隙率,疏松土壤,提高含水量和含氧量。

生物菌肥为番茄根系提供适合的微生态生长环境,促进根系的生长,增强根系的吸水吸肥能力,为番茄植株的生长提供充足的水分和养料,从而促进番茄植株生长。

生物菌肥中的有益微生物在番茄根围土壤中大量生长、繁殖,从而形成优势菌群,优势菌群形成局部优势,这样就能抑制和减少病原菌的入侵和繁殖机会[3-5],因此生物菌肥能明显降低茎基腐病、溃疡病等土传性病害的发病率。生物菌肥能促进番茄植株生长,植株粗壮,抗病能力增强,从而降低早疫病、晚疫病、灰霉病等叶部、果实病害的发病率。

生物菌肥可提高番茄产量。一方面,生物菌肥能促进番茄植株生长,植株粗壮,叶片数目多,叶色深绿,叶绿素含量增加,光合作用增强,糖等营养成分的合成增多,因而番茄产量提高。另一方面,生物菌肥能降低早疫病、晚疫病、灰霉病等叶部、果实病害的发病率,减少番茄叶片和果实的损失,间接提高番茄产量。由于微生物种类繁多,功能多样,因此生物菌肥的研究和应用的潜力巨大。国家对生物菌肥的发展给予高度重视和大力支持,在科研资金支持力度和产业化示范项目建设上的立项都是空前的。从我国农业发展的战略高度来说,发展生物菌肥产业是可持续农业、生态农业的要求,也是目前我国无公害食品和绿色食品生产的现实需要,更是减少化肥和农药用量,降低环境污染的必然选择[6,7]。

参考文献:

[1] 刘青松.农村环境保护[M]. 北京:中国环境科学出版社,2003. 99-105.

[2] 林肇信,刘天齐,刘逸农. 环境保护概论[M]. 北京: 高等教育出版社,2002. 158-162.

[3] 张敏,王正银. 生物有机肥料与农业可持续发展[J]. 磷肥与复肥,2006,21(2):58-59.

[4] 张倩茜. 微生物肥料的作用效果与广阔前景[J].今日科苑,

2008(6):185.

[5] 孔露曦,赵敬坤,黎娟. 有机肥料对土壤及作物作用的研究进展[J]. 南方农业,2010(3):83-86.

第7篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:废旧地膜残留;危害性;废旧地膜回收;存在问题;必要性

中图分类号:F323.22 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2014)-15-02-2

1 废旧地膜残留的危害性

1.1破坏土壤性状

由于土壤中废旧地膜碎片改变了土壤孔隙的有序排列,切断了通透的连续性,土壤含水量下降,甚至导致耕层水难以下渗,土壤通透性不畅,阻碍土壤水肥的调节,直接破坏土壤原有结构,影响土壤微生物活动,引起土壤次生盐碱化,降低耕地质量。

1.2影响耕作质量

据各地调查报道,废旧地膜主要残留在农田0~30厘米的浅耕层内,约占总残留量的80%。废旧地膜一旦缠绕犁锹,就会影响整地质量;大量残膜碎片还易堵塞播种机或中耕施肥机,造成播种或施肥不均匀,影响作业质量。更为严重的是种子一旦播在碎膜上,会造成缺苗断条,影响苗全、苗齐。

1.3危害作物生育

废旧地膜残留在土壤中,破坏了土壤的理化性状,影响作物出苗,造成作物根系生长发育的土壤条件不均衡、不一致、不协调。作物苗期易出现苗黄、苗弱甚至死亡;在中后期会影响作物根系的伸展和土壤微生物的活动,阻碍作物根系发育对土壤养分、水分的吸收;大块废旧地膜在土壤中形成隔离层,隔肥、隔水、隔气,影响肥效,致使作物产量下降。资料表明:一亩地土壤含废旧地膜2公斤左右时,将导致作物减产10%~23%。

1.4污染生态环境

部分清理出的废旧地膜丢弃于田边地头,焚烧掩埋,大量废旧地膜残留在土壤中、堆积在田间地头、飘移在水渠路旁、悬挂在树木枝头,对自然景观、土壤、水源、大气造成的污染问题已日渐凸现,严重影响了土壤质量、城乡环境面貌和环境卫生。

2 废旧地膜回收存在的主要问题

2.1回收能力不足

目前,地膜回收基本上处于无控制、无市场、自由化的状态。废品收购站点只收棚膜不收地膜,原因是缺乏应有的废地膜回收加工企业,地膜回收再利用的产业链条缺失、不完整。即便有的地方有加工企业,也是规模小、层次低、带动能力弱,自我生存困难多、压力大。

2.2回收手段落后

目前残膜回收大多采用人工方式,其回收用工多、时间长、不完全、效率低。农民往往将残膜堆积在田边地头焚烧,不仅再次污染环境,而且造成资源浪费,每年废旧地膜可回收时间极为短暂,人工回收地膜费用高而且效率低。因为地膜覆盖种植时,为防止大风将地膜吹起破损和刮走,在铺膜的同时,用土压在地膜的两边,同时在膜面上压土防风,这些土在农作物生产期间受到风吹、雨淋、日晒,板结硬化。此时,受到自然风化作用的地膜已经破损,强度下降。由于地膜上板结的土块影响及地膜抗拉强度的降低,很难将地膜完全捡起,这样就降低了人工捡拾废旧农膜的回收效率。

2.3回收链条缺失

据各地报道的资料表明,废旧地膜回收率一般在30%左右,有的地方基本不回收。分析原因主要是捡拾难、销售难。目前生产上大量应用的是0.008毫米以下的薄膜,地膜超薄化,强度低、易破碎,手工捡拾和人工耙搂清理残膜费工费力,难度大、成本高。农民宁愿出去打工也不愿在地里捡废膜,宁可在家闲呆不肯付捡膜的辛苦。即便将废旧地膜清理出来也无处交售,基本是在田边地头焚烧、掩埋。重使用、轻回收现象相当严重。产前、产中、产后链条缺失,环节脱节。

2.4回收机制乏力

主要是政策机制、管理机制和监督机制不健全、不完善、不到位。废旧地膜回收利用工作的扶持政策和资金支持范围小、层面窄、局限大,回收残膜的主体――农民得不到实惠,起不到应有的政策引导作用。废旧农膜回收的行业归口管理不明确,没有引起足够的重视,措施软、力度小、行政推动力不足,致使废旧地膜回收、农业面源污染治理达不到预期的效果。

3 废旧地膜回收的必要性

3.1是保持土地永续利用,建设良好生态环境的需要

土壤渗透是由于自由重力,水向土壤深层移动的结果。由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性,致使重力水移动时产生较大的阻力,重力水向下移动较为缓慢,从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少,土壤含水量下降,削弱了耕地的抗旱能力。甚至引起土壤次生盐碱化等严重后果。由此可见,废旧地膜残留在土壤中会改变土壤物理性状,破坏土壤的透气性,阻碍土壤水肥的运移,影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成,最终降低土壤肥力水平,影响农作物根系的生长发育,导致作物减产。治理地膜污染是当务之急,对保护土壤环境十分必要。

3.2是保证作物稳产高产,建设农业清洁生产的需要

由于残膜影响和破坏了土壤理化性状,必然造成作物根系生长发育困难。凡具有残膜的土壤,阻止根系串通,影响正常吸收水分和养分;耕层中大块残膜形成隔离层隔肥,影响肥效,致使产量下降。据有关资料介绍,种子播在残膜上,烂种率达7%,烂芽率达5%,残膜对玉米产量影响显著,一般减产5%~9%。可见,大力推广废旧地膜回收、清洁生产技术已是大势所趋,势在必行。

3.3是保护农村友好环境、建设美丽乡村的需要

残膜弃于田边地头,随风飘落在人居场所周围,社会自然景观环境之中,造成“视觉污染”,严重影响农村人居环境,而不利于农村精神文明建设和社会主义新农村建设,因此,治理地膜污染问题事关新农村建设,事关农民的精神生活。不仅要抓,而且必须抓好。

综上所述,随着现代农业的发展,为追求高产稳产,大量使用地膜,且废旧地膜不能及时回收,造成土壤严重污染和作物减产,影响农民增收,破坏环境。因而废旧地膜回收工作已到了刻不容缓的地步。

4 废旧地膜回收的对策和建议

农业面源污染的治理是一项长期的系统的工作,废旧地膜回收工作范围广、面积大、不集中、环节多,涉及到千家万户,关系到不同行业。需要方方面面统一思想、同心合力,全力推进、全面落实各项回收措施。

4.1广泛宣传发动,树立环保理念

要利用各种宣传媒体和工具,大力宣传、广泛发动,充分认识开展废旧地膜回收利用工作对防治农业面源污染、保护农业生态环境、强化农村节能减排、加快新农村建设步伐的重要意义。强化舆论引导,多渠道、深层次、全方位对“白色污染”危害性进行深入宣传,树立绿色环保理念,增强全民环境意识,引领农村走资源节约、循环利用、环境友好、生态文明的良性发展道路。充分调动全社会特别是广大农民捡拾废旧地膜的积极性和主动性,要在社会营造废旧农膜回收利用的浓厚氛围,使清除残留农膜污染成为每个公民保护生态环境,改善人居环境,建设美丽家园的自觉行动。

4.2加强站点建设,全民参与回收

废旧地膜的再利用,回收是前提和关键,建立废旧地膜回收站点,是开展废旧地膜回收的先决条件。把废旧地膜回收利用作为循环经济发展的重要方面,坚持“谁办、谁管、谁受益”的原则,按照政府主导+市场运作的模式,结合美丽乡村建设和农村环境整治项目的实施,根据运输距离、交通条件和废旧地膜产生量,本着辐射面广、方便交售的思路,建设废旧地膜回收站点。对废旧农膜、塑料制品、农资包装瓶袋等农村垃圾进行定点堆放,定期处理。现有的废品收购站点增加收购残膜业务,鼓励和引导有能力、有意愿的企业和个人发起组建废旧农膜回收利用专业合作社,带动广大农民积极捡拾交售废旧农膜,提高农民参与治理“白色污染”的组织化程度,形成强大的回收网络,方便群众交售废旧农膜。并结合全膜覆盖技术的推广实行“交旧领新”、 “以旧换新”或“交旧膜享受补贴价新地膜”等措施促进废旧地膜的回收。同时在回收场地、加工场地的租用上给予积极支持,促进废旧农膜的回收利用。

4.3落实扶持政策,强化制度管理

推动农村废旧地膜变废为宝、变害为利、变弃为用是一项量大面广的全新工作,在目前废旧地膜回收市场无拉力、环节不顺畅、管理不得力、回收不理想的情况下,面对“白色污染”逐年加剧的形势,各级政府要加大主导推动力度,制定并完善促进残膜全量回收的信贷支持、土地利用、税收优惠等扶持政策和有效机制,使残膜回收工作制度化、常态化。扶持废旧农膜回收加工企业发展。对农膜加工企业和收购站点实行资金奖补扶持,以奖促治。建立废旧农膜回收利用以奖代补制度,扶持其发展壮大。可探索尝试地膜使用追溯制、回收跟踪制、全程监督制,促进废旧地膜的回收,推进农村环境污染治理工作开展工作。

4.4推行技术规范,科学使用地膜

废旧地膜回收不是为了回收而回收,回收之目的是为了再利用,使地膜应用走上节能减排、循环经济、生态文明、持续发展的轨道。这就需要有长效的运行机制、配套的管理措施、完善的监督制度、规范的技术体系,在加强硬件建设的同时,突出抓好软件建设。建议有关部门制定地膜生产、使用、回收安全技术规范,加强源头治理。各级农业、工商、质检等部门要加大监管和查处力度,淘汰难以回收的超薄农膜,强制使用无毒添加剂,最大限度减少重金属污染;鼓励引导销售使用厚度在0.008毫米以上的农用地膜,严厉打击销售 “三无”地膜,净化农资市场;积极推广“一膜两年用”和适时揭膜技术,优化耕作制度;积极推广有利于回收的覆膜方式;积极推广成熟残膜捡收机,提高捡膜效率,减少田间残膜污;积极推广全生物降解农用地膜代替塑料农膜。利用天然产物和农产品为原料生产全生物降解农用地膜,包括利用木薯淀粉为原料生产全生物降解的农用薄膜,可以在使用后12个月内,在自然条件下100%降解成为有机肥料,可改良土壤,增加土壤肥力。

4.5明确工作责任,共同强力推进

第8篇:土壤微生物研究方向范文

【关键词】农业微生物学 教学改革 启发教学

【项目来源】土壤学自治区重点学科资助。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0223-02

农业微生物学是微生物学的一个重要的分支学科,主要研究微生物在农业上的应用和相关理论[1]。农业微生物学是一门基础学科,教学目标是使学生对农业微生物学有一个全面的了解,掌握农业微生物学的基本知识,并对试验操作技术进行基本的训练。我校农业微生物学教学具有学时少、知识面广的特点。因此,如何在30学时的授课时间内让学生接受应该掌握的基本理论知识, 以及如何让学生真正掌握学科的基本实验技能是这门课程教学过程中必需要解决的基本问题。笔者经过多年教学实践, 在农业微生物学的理论教学和实验教学方面进行了一些探索与改革。

1.教材选择

当前国内本科层次优秀的微生物学教材较多,我校选择的是中国农业大学出版社出版的由袁红莉,王贺祥主编的《农业微生物学及实验教程》。该教材的编写参考了国内外的最新进展,围绕微生物形态、生理、遗传、生态和分类,对微生物学的基本理论和基础知识,做了比较系统的阐述,概念论述准确,叙述简明,兼顾了微生物学的系统性,特别是加强了微生物在农业上应用的内容。近几年学生反映较好。

2.优化教学方法

2.1启发式为主导的课堂教学

教学活动包括教与学,二者相辅相成才能得到满意的教学效果。要让学生成为教学活动的主体,使学生具备独立探索和掌握新知识的能力[2]。教学中以启发式教学式为主, 辅以讨论式和提问式,强化互动环节, 落实以学生为主体、教师为主导,教学相长。如在讲到细菌格兰氏染色的机理时,先让同学们回忆格兰氏阳性菌和格兰氏阴性菌细胞壁结构及组成的差异,提示同学们乙醇对生物体细胞起的是脱水和溶解脂肪的作用,让同学们积极动脑思考,用五分钟讨论,然后以提问的方式让同学们回答,这时,同学们对该问题有了一定的思考,对正确答案有着期待,老师在总结大家的结论后,再补充同学们没有回答完全的部分。这样同学们延续自己的思考,加之老师的补充,就牢固掌握了该知识点。启发式教学不仅被恰当的应用在课堂上,同时也被应用到课堂外。因为该课程课时限制,微生物在具体应用方面的实例只能在课堂中点到为止,可同学们还对该应用领域抱有深厚的兴趣,针对这种情况,教师在备课中提前准备相关知识在应用领域中的文献资料,可供同学们在课下阅读。例如在讲到古菌这一节时,课堂上老师会讲授古菌的细胞结构、主要类群,概括介绍对极端微生物的研究有助于人类对重大问题(生命起源及演化)和生命本质的认识。课下,布置文献《极端环境下的微生物及其生物地球化学作用》的阅读作业,既满足同学们对知识的渴望、扩大同学们的专业知识面,也加深了同学们对该课程学习的浓厚兴趣。

2.2辅以参观式教学方法

启发式为主导的课堂教学,辅以参观式教学方法,明显地提高了教学效果。所谓参观式教学, 就是组织学生到工作现场去看、去听、去观察、去感受、去总结提高。参观式教学是学生了解实际和认识专业的重要途径, 是教师深化课堂知识, 教好教活的一个补充形式[3]。在制定该课程的教学计划时,安排在课堂讲授结束后,组织同学们到新疆农科院微生物所进行参观教学。该研究所从事新疆特殊环境微生物资源及相关的生物制品开发等研究工作。设有发酵工程、基因工程、生物化工及微生物菌种保藏等专业研究室。请科研项目负责人讲解生产用菌种、发酵工艺、设备、原理等。把研究所作为课堂,将书本与现实联系起来, 使学生较好地认识并理解了各种仪器的结构、工作状态、工作原理、工艺流程, 达到了事半功倍的效果。例如在课堂上给同学们讲授重组DNA技术的实施环节时,因理论比较抽象,学生们很难将用于DNA扩增的多聚酶链式反应―PCR技术的原理与具体操作联系起来,通过参观教学,同学们在进一步听讲解及具体的观摩PCR仪的使用步骤后,掌握该仪器的基本操作,对PCR仪的工作原理有了进一步的认识。又如在讲授微生物诱变育种的理论环节时,同学们认为诱变育种工作难以实施,可当同学生们亲眼目睹了科研人员现场进行紫外线诱变育种工作后改变了同学们起初的看法,缩短了理论与实际操作之间的距离。可见,开设参观式教学这个环节, 对提高大学生的专业基础课教学质量具有实际意义。

2.3 引导学生参与相关科学研究

高校大学生的教学应该是以知识传授与探索相结合,形成师生良性互动,以调动学生自主学习、激发学生求知欲和创造性为教学目标。通过大学生普遍参与科研创新实践,让大学生充分体会到只有从基础实践做起,才能更好的理解什么是研究。通过搜索文献、制定计划、论证完善、制作调试、报告总结等系列训练,让学生真正感受实践研究带来的乐趣和收获。

我校从事农业微生物学教学的老师还同时做相关领域的科学研究。为让同学们能深入贯穿理论与实践的结合,渗透微生物在农业领域中的应用,在农业微生物学理论教学环节中穿插教师所做的相关研究。例如在讲授菌根菌知识的同时,教师可以把自己从事这一领域的科研意义、目的及研究内容传授给学生。感兴趣的同学还可在教师的指导下利用课余时间完成相应的科学研究,这也是大学生科研创新能力培养体系构建具体实施过程中的重要环节,对于培养大学生今后的科研素质,启发创新意识定能起到良好的促进作用。

3.利用现代化手段, 提高微生物学教学水平

20 世纪90 年代以来, 多媒体技术作为先进教学手段,被广泛使用[4]。一个优秀的教学课件可以使课堂教学更加形象化,图文结合更加有利于学生加深对知识点的理解。特别是在微生物的教学中,不仅内容丰富, 涉及面广, 发展迅速, 而且研究个体微小, 学生对它的认识远不如对动物和植物。再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂, 学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解[5]。针对这种情况, 我们将多媒体技术应用到微生物学课程的教学中, 受到了学生的普遍欢迎。 在课件的制作过程中, 参考从因特网上下载的优秀微生物教学软件, 结合教研室科研成果, 自己动手制作PPT 教学软件, 把优真和清晰动感的画面及图表转移到教室, 使微观世界宏观化、教学内容情景化。

在讲授微生物学形态知识时, 把原核微生物、真核微生物、及具有非细胞形态的病毒所生存的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的画面展示给学生,有助于学生的理解与接受, 而且可突破教学中的难点, 加大教学的信息量, 提高讲课的效率[6]。同时在制作课件时,可以借助发达的网络视频资源,在课件中穿插相关的视频、动画。以立体的形式表现出鞭毛的运动、T 4 噬菌体的增殖、营养物质进入细胞的方式、基因转移和重组的过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,而且加深了学生对知识点的形象化理解。让学生能享受课堂时光。

4.合理安排实验教学

按照大纲要求, 学生在该课程的学习结束后,需要掌握无菌操作技术、纯培养技术和灭菌技术。结合实验教学6个学时数,本课程实验课教学是安排让学生完成一个综合实验:土壤微生物的分离与观察。实验安排为:首先让学生自己动手配制培养基, 改变以往培养基都是由教师准备的惯例;接着让学生对自己制备的培养基进行灭菌,掌握灭菌锅的使用步骤及注意事项;最后利用自己配制的培养基, 分离纯化土壤样品中的微生物并经培养一段时间后对培养物进行观察,将土壤中的主要微生物类群通过显微镜辨别出来。之所以这样安排实验课,是让学生在完成了这一综合实验后,对试验的设计形成系统的认识,将每一个试验有机的联系起来。避免以往实验教学实验内容结合不紧密的弊端。这也是在提倡素质教育的今天尤其需要倡导的。

5.结语

农业微生物学课程是一门非常重要的基础理论课程,其适用广泛性决定了需要针对不同的教学对象及教学目的进行合理的调整。让学生逐步提高专业水平是我们进行课程改革的最终目标。在教学过程中, 虽然我们取得了很好的效果,但是,随着科学技术不断进步,对我们的教学也提出了更高、更新的要求。作为高校教育工作者,我们只有顺应时代要求,进一步深化教学改革,摸索出一套适合于新疆农业高等院校人才培养模式的农业微生物学教学体系, 才能造就适应21 世纪需要的新型人才。

参考文献:

[1]龙中儿,黄云红,付学琴.高校微生物学实验课考核内容和方法的创新研究,微生物学通报[J]. 2007,34,(3)595-597

[2]梁如,玉陈强.农业微生物学教学改革的点滴体会,中国林业教育[J],1999,S1,93-94

[3]李庆华.抓好参观式教学环节提高专业课教学质量,实践与探索[J],2000,08(10) 44-46

[4]刘仁华,黄小云,胡廷章等.微生物学课程教学改革初探,安徽农学通报[J],2007,13(9)220-221

[5]秦华,李永春,徐秋芳.农业资源与环境专业微生物学理论课程的教学改革与实践,安徽农业科学[J],2012,40(30)15067-15069

[6]章跃陵,黄通旺.推进微生物教学改革,培养合格人才,高教论坛[J],2005,6(3) 65-67

第9篇:土壤微生物研究方向范文

关键词:园林景观 覆盖物 土壤

中图分类号:K928.73 文献标识码:A 文章编号:

1 引言

随着我国城市化进程的加快,城乡绿化美化工作日益受到重视,但绿化覆盖率和人均公共绿地面积远远落后于发达国家。受传统思想的束缚,景观设计师往往由于造价因素忽略园林绿地的裸土覆盖,的园林绿地地表成为扬尘的主要来源,严重影响了人居环境,亟待采取有效措施解决。

在欧美发达国家,采用铺设覆盖物的方式解决园林绿地中露地扬尘问题已有几十年历史,美国农业部自然资源保护司早在1996年曾提出地表覆盖物可保护土壤免受侵蚀、保持水分、大大减少浇水的频率、维持相对平稳的土壤温度等[1]。目前,使用最多的地表覆盖物主要分为两种:一种是无机覆盖物,如沙砾、卵石、煅烧陶粒等;另一种是有机覆盖物,来源大多是农林废弃物,如园林废弃物、炭化树皮、松针、草屑等。与无机覆盖物相比,有机覆盖物种类丰富,植物体的任何部分都可以用作覆盖物的生产,如树皮、树枝、树叶、树根、果壳等。有机地表覆盖物作为一种新兴的覆盖材料,能显著的改善土壤功能、促进林木生长,同时有良好的环境美化效果,在城市绿化建设中得到越来越广泛的应用[2]。

目前,我国大部分城市采取的措施是硬化铺装和种植地被植物,但是硬化铺装往往会对环境及土壤理化性质带来负面影响,不利于树木的生长发育;地被植物对土壤各方面条件有一定的要求,栽培耗时耗力,且后期养护管理较为繁琐,而且,这两种方法前期的投入都较大。所以以上两种覆盖方法往往不能满足甲方及施工方的利益需求,在园林景观设计中逐渐被淘汰。本文综述了目前常见国内外覆盖物的种类及其功能,分析景观设计师选用覆盖物应注意的问题,以其为覆盖物在我国园林绿化建设中的推广应用提供参考。

2 覆盖物的常见种类

2.1有机覆盖物

2.1.1 生态垫

“生态垫”是利用棕榈树的残渣等加工制作成的可降解网状草垫物。曾由北京与马来西亚的生态垫防治沙尘合作研究项目引入我国,现已推广用于困难立地造林、防风治沙和园林覆盖等。作为再生环保产品,生态垫具有明显的保持土壤水分、增加土壤肥力、抑制杂草和提高微生物活性的作用[3],但加工生态垫不能就地取材,导致运费高,大面积铺设成本过于昂贵,景观设计时往往不敢考虑使用。

2.1.2农林废弃物

随着农业生产规模增大及园林绿地面积(如住宅小区绿地、市政公园和花园)的增加,农林废弃物的数量越来越多,成为固体废弃物的主要组成之一。长期以来,弄林废弃物的处理方式通常是填埋或焚烧,这不仅增加了土地占用面积及垃圾处理成本,还浪费了宝贵的生物质能源。事实上,农林废弃物含有一定量的营养元素、大量的木质素、纤维素及一些有机物质。有研究认为将枝叶或秸秆等各种农林废弃物现场粉碎后可以直接用于城市绿地的覆盖,可实现了农林产业链内废弃物资源化利用的最大化[4]。另外,像松树树皮,主要是长白松、樟子松等的外皮,经炭化处理杀灭病菌后,也可用于园林覆盖。

2.1.3食品加工废弃物

核鳞,即山核桃壳,长期以来作为食品加工废料丢弃,带来环境二次污染,现通过再加工清洗,作为园林覆盖物应用,尖锐的外形可以帮助园林植物免受爬虫类、宠物的破坏[5]。

2.2无机覆盖物

无机覆盖物,主要包括沙子、卵石、陶粒等,因其维护费用低,不易腐烂,往往受到甲方青睐。但其容重大,会使土壤通气性变差,影响植物生长。

2.3硬质铺装

硬质铺装设计手法简便,不需要考虑植物配置,工程实施中可以直接铺装,容易满足甲方及施工方的利益需求,但往往对环境及土壤理化性质带来负面影响,不利于植物生长发育。陈祥等[6]通过研究松树皮、园林废弃物、透水砖分别作为覆盖材料对绿地土壤和杂草的影响,结果表明:3种覆盖物对于绿地杂草均具有很好的抑制作用,但透水砖由于热容较小、吸收热量快,会导致土壤的温度变化幅度最大、pH值和容重明显增加,同时透水砖制作过程中使用的水泥和砂石含有碱性物质,淋洗到土壤中,会增加土壤pH值,使土壤由碱性土壤变为强碱性土壤,进而会影响植物可以吸收的土壤有效养分含量,而覆盖树皮和园林废弃物对绿地土壤具有一定的调温、保水、增肥的作用,且随覆盖厚度的增加,其改良效果也随之增加。

3 覆盖物的主要功能

3.1 改良土壤

地表覆盖物的铺设,可以有效避免人对土壤的直接踩踏,降低土壤容重,提高土壤透气性。另外,郭城等利用园林废弃物、海泡石绒、沸石作为复合滤盐层覆盖天安门油松土壤表层阻隔融雪剂下渗带来的次生盐害,对土壤起到了很好的保护作用。此外,覆盖物还可以调节土壤温度[7],减少土壤水分蒸发[8],增强土壤保水能力,提高水分利用率,增加土壤微生物,促进土壤呼吸[9],防止土壤板结。有机废弃物半腐解材料进行地面覆盖后可以明显增加土壤中有机质和养分含量,可以减少化肥的使用量。

3.2防止水土流失

地表覆盖物能够减弱雨水和径流对土壤的直接冲击,增加雨水的下渗时间,研究指出地面径流导致美国一年损失20亿吨表土,而施用覆盖物后土壤损失减少86%-99%,水分渗透增加125%。

3.3防治杂草,促进植物生长

覆盖物的应用为杂草的防治提供了一种新型、有效途径,高甲荣等人研究表面覆盖物铺设以后,可以有效地防止杂草的生长,有机废弃物半腐解材料地面覆盖抑制杂草效果非常理想,如果覆盖厚度适宜,基本可以完全抑制杂草的生长[10]。

另外,覆盖物通过增加土壤有机质和养分含量,增强土壤的保肥、保水、保温性能,对植物生长会有很好的促进作用。

3.4对园林景观的美化功能

采用覆盖物铺设在的地表,形成具有艺术表现力的特色园林景观,能够为公众带来视觉美感。目前,市场上还出现了染色加工后发荧光的有机覆盖物,与园林小品、植物自然搭配后,有趣味、新颖的创意观赏效果[2],夜间还可减少由景观照明带来的电力资源消耗。

3.5拉动经济增长

覆盖物的使用可以降低园林绿地管护成本,节约劳动力资源,缩减开支。有机覆盖物,作为一种具有很好的美观性和生态效益的地表覆盖物,将成为地表覆盖物的主力军。其来源广泛,生产工艺较为简单,可以规模化生产,带动新兴生态环保产业的兴起,促进有林木资源优势的贫困地区脱贫致富。

4 结论与展望

覆盖物在改善土壤性质、抑制杂草生长、美化园林景观等方面都有很好的效果。景观设计中对于覆盖物的选择有诸多问题需要引起景观设计师的注意,设计时应根据不同覆盖物类型施用不同覆盖量,并注意与其他园林景观要素的搭配优化效果;尽量选用有机覆盖材料,就地取材,降低材料成本等。

另外,有很多问题有待进一步研究,例如:(1)园林覆盖物施工使用技术规程,即针对不同园林绿地类型及不同植被应采取的覆盖措施、覆盖厚度和覆盖方式等;(2)园林覆盖物种类、颜色、规格选择;(3)覆盖物与其他环境因素的交互作用;(4)覆盖物的粒径、铺设密度等对土壤呼吸的影响等。

园林覆盖物技术在我国起步较晚,应用及推广力度不够,尚未受到人们的广泛认可,这对有机覆盖物原料收集及建成后覆盖物保护养护有一定的阻碍。有关部门应加大宣传力度,开发多形式的有机覆盖物,同时制定相关的覆盖物选用及施工标准,形成园林覆盖物利用的完整体系,以达到改善环境,美化家园的效果。

参考文献:

[1]黄利斌,李荣锦,王成.国外城市有机地表覆盖物应用研究概况[J].林业科技开发,2008,22(6):1-8.

[2]陈祥.有机覆盖物在园林绿化中的应用.南方农业(园林花卉版) [J].2008,2(12):59-61.

[3]韩向忠,孙向阳,胡剑非.生态垫对造林地土壤水分及养分的影响研究[J].华南热带农业大学学报,2006,12(2):23-26.

[4]吕子文,方海兰.园林废弃物的利用[J].园林,2008(5):23-26.

[5]黄钊.新型园林覆盖材料——核鳞(硬壳型)[N].中国花卉报,2007-05-12:004.

[6]陈祥,包兵,胡艳燕.不同覆盖物对绿地土壤和杂草的影响[J].北方园艺,2012(13):83-86.

[7]陈玉娟.有机覆盖物对城市绿地土壤的影响[D].北京:中国林业科学研究院,2009.

[8]王慧杰,冯瑞云,张志军,等.不同有机覆盖物对土壤水分蒸发的影响[J].山西农业科学.2009,37(6):42-44,49.