秸秆还田被认为是有效的土壤肥力恢复手段,但由于我国黑龙江地区处于高纬度寒地低温条件、秸秆腐解较慢,且由于秸秆覆盖后地温提升缓慢而造成作物生育出现一系列问题,如出苗率低、减产等,因此寒地黑土区秸秆还田方式的效应需进一步探索。生物刺激素是能够辅助植物提高养分利用率、提高植物生物和非生物抗逆性的物质,而酶制剂如纤维素酶、植酸酶等对于土壤有机碳、磷元素的周转均有一定的作用,因而,本研究将秸秆还田与多肽类、酶制剂单独或配伍施用,以期能够提高土壤C、P等元素的周转速率,进而提升土壤的生物肥力和土壤健康。
为了探究秸秆还田与生物刺激素配施对黑土微生物生物量和酶活性的影响,本研究通过田间试验的方法,设置秸秆还田(Straw)、秸秆还田+酶制剂(Enzyme)、秸秆还田+酵母肽(Amino)、秸秆还田+酶制剂+酵母肽(SEA)4个处理,研究了不同措施下0 - 5 cm、5 - 10 cm 和10 - 20 cm 土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)以及相关酶活性的变化。结果表明:与Straw相比,SEA处理的0 - 5 cm土壤MBC显著提高48.72 %,5 - 10 cm和10 - 20 cm土壤MBN显著提高100.24 %和52.29 %;三个土层土壤脱氢酶、β-葡糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡糖苷酶、土壤碱性磷酸酶活性均显著提高。Amino处理的5 - 10 cm土壤MBC含量显著提高46.33 %, MBN含量、土壤酸性/碱性磷酸酶活性也显著提高,Enzyme处理仅能显著提高土壤MBN含量。本研究成果可为寒地黑土资源可持续利用及现代农业高质量发展提供理论依据和技术支撑。
相关研究成果在物探与化探(2022,46(5):1121-1131)上网络首发。
图1秸秆还田协同生物刺激素措施对不同土层土壤微生物生物量碳(a)、氮(b)的影响
图2 秸秆还田协同生物刺激素措施对不同土层土壤脱氢酶活性的影响
图3秸秆还田协同生物刺激素措施对不同土层土壤酸性磷酸酶(a)和碱性磷酸酶活性(b)的影响