【正文】 土壤微生物量，土壤中的微生物群落組成結構和土壤酶活性會有明顯的變化[15]。同時，研究發(fā)現(xiàn)添加生物炭后，微酸性土壤和堿性土壤中的微生物量碳含量能夠得到提升[8]。但也有研究表面，在土壤中添加生物炭會明顯地減少土壤微生物量碳含量，但對其氮含量影響不明顯[16]。與此同時，在土壤中添加生物炭會對菌根真菌產生積極的影響，使菌根真菌的豐度有所增加，促進菌根真菌對植物根部的侵染[17]。 國內研究現(xiàn)狀中國是個農業(yè)大國，農業(yè)廢棄資源豐富，但對生物炭的研究相對于國外起步較晚，尤其是生物炭關于對施用有機肥土壤中重要酶活性影響的方面。國內也有做過關于生物炭的類似研究，發(fā)現(xiàn)在土壤中施用生物炭后土壤微生物量碳水平得到了顯著提高，且其對土壤微生物量碳的影響隨生物炭的施用量增加而增大[11]。與此同時，也有深入細化地研究：在土壤中施用生物炭可對玉米、小麥等作物產生積極的影響，能夠增加土壤中主要微生物的數(shù)量[12]；但在土壤中施用高量（5%)生物炭對植物生長可能會有抑制作用[19]。但目前中國關于生物炭在土壤酶影響方面的研究，所做的實驗是相對較少，主要還是針對國外所做的成果進行研究和歸納。中國在生物炭對土壤酶活性影響的研究還有很大的空白需要去填補。 研究的目的與意義測定不同量生物炭對施用有機肥的磚紅壤中重要酶活性的變化情況，探索適量生物炭對磚紅壤中重要酶活性的積極影響。 研究的意義近幾年，生物炭作為新型環(huán)保類資源引起廣泛關注，在改良土壤、減排溫室氣體和修復受污染環(huán)境等方面都有著相當大的應用潛力。目前生物炭在環(huán)境、生態(tài)等領域作用機理的基礎研究方面鮮有報道，還缺少大規(guī)模試驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的支持，在土壤生境中的地位與作用方面的研究才剛剛起步，具體的作用機理與貢獻還不清楚，尤其是在國內，亟待加強生物炭在土壤方面的基礎理論和研究技術，拓寬研究領域。本文以水稻秸稈為原材料制成生物炭，探索不同量生物炭對施用有機肥的磚紅壤中重要土壤酶活性的影響，為生物炭在農業(yè)發(fā)展及環(huán)境保護過程中的應用提供理論依，為深入研究生物炭對土壤酶的影響提供參考。 研究內容與技術路線 研究內容本次實驗研究生物炭對施用有機肥土壤重要酶活性的影響，因此將實驗分為三個方面進行，每個方面分為5組進行，每組重復三次。土壤預培養(yǎng)時間共計50天，在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天分別測定實驗土壤中重要酶活性的變化情況。第一方面：測定在不同量生物炭下土壤過氧化氫酶活性的變化情況。通過向預培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的H2O2溶液，采用滴定法，計算培養(yǎng)液中剩余H2O2量，測定不同時刻土壤中過氧化氫酶活性的變化情況。第二方面：測定在不同量生物炭下土壤脲酶活性的變化情況。通過向預培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的尿素溶液并都加入檸檬酸緩沖液和甲苯。在恒溫條件下培養(yǎng)5h。通過銨氮生成法計算培養(yǎng)液中尿素含量，測定不同時刻土壤中脲酶活性的變化情況。第三方面：測定在不同量生物炭下土壤蔗糖酶活性的變化情況。通過向預培養(yǎng)的不同組土壤中注入等量的蔗糖溶液并都加入磷酸緩沖液和甲苯。在恒溫條件下培養(yǎng)24h。通過3,5二硝基水楊酸比色法計算培養(yǎng)液中葡萄糖含量，測定不同時刻土壤中蔗糖酶活性的變化情況。整合三方面的實驗數(shù)據(jù)，通過Excel作圖，研究在不同量生物炭下施用有機肥土壤中重要酶的活性情況，探索生物炭對土壤和土壤酶產生積極影響的最適量。23分組注入尿素溶液、檸檬酸緩沖液、甲苯培養(yǎng)50天，定時補水，在第350天測定酶活性變化分組注入蔗糖溶液、磷酸緩沖液、甲苯取液顯色數(shù)據(jù)測定及處理37℃恒溫中培養(yǎng)24h測定土壤蔗糖酶活性滴定分組注入H2O2測定過氧化氫酶活性測定土壤脲酶活性原料制備水稻秸稈烘干、粉碎、制炭、過篩磚紅壤風干、過篩有機肥烘干、粉碎、過篩分組培養(yǎng)土壤中加入2%有機肥和5%生物炭土壤中加入2%有機肥和2%生物炭純土壤培養(yǎng)，不加有機肥，不加生物炭土壤中加入2%有機肥，不加生物炭土壤中加入2%%生物炭38℃恒溫下培養(yǎng)5h取液顯色數(shù)據(jù)測定及處理分析數(shù)據(jù)，篩選單位土壤最適生物炭施用量 技術路線2 實驗部分 實驗材料的準備實驗主要研究添加不同量水稻秸稈生物炭對施用有機肥料的土壤中重要酶（蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶）活性的影響。因此，采集三亞常見的新鮮廢棄水稻秸稈，經過進一步的處理制作本實驗的生物炭并做好密封保存以備后續(xù)實驗進行。有機肥？整個實驗涉及到的土壤為磚紅壤，該種土壤質地偏砂且粘重，粘粒含量高達60%以上，呈酸性至強酸性反應，海南經濟作物地區(qū)主要為磚紅壤地區(qū)，便于實驗進行。 生物炭的制備將采集后的水稻秸稈在6070℃條件下恒溫烘干12小時，烘干后的水稻秸稈通過粉碎機進行粉碎。把馬弗爐調整到500℃，將粉碎后的水稻秸稈粉碎干粉放入鐵盒中，放入馬沸爐中加熱分解。當馬弗爐中溫度升高到指定溫度開始計時，2h后停止加熱，將鐵盒取出并自然冷卻到室溫。用粉碎機粉碎生物炭，生物炭粉碎干粉過60目篩，在塑封袋中儲存?zhèn)溆谩?有機肥的處理將有機肥料在6070℃條件下恒溫烘干，通過粉碎機粉碎，過60目篩，在塑封袋中儲存?zhèn)溆谩?土壤的處理方法將采集回來的土壤風干，過2mm土壤篩，儲存?zhèn)溆谩?實驗方法 生物炭對土壤過氧化氫酶活性影響測定 實驗設置實驗使用一種土壤（磚紅壤），設置三個實驗組（低生物炭組：培養(yǎng)一定量的土壤，含有一定量的有機肥和少量的生物炭；中生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機肥和中量（2%)的生物炭；高生物炭組：培養(yǎng)等量的土壤，含有等量的有機肥和高量（5%)的生物炭），一個純土壤組（添加等量土壤但不添加任何有機肥和生物炭），一個無生物炭組（添加等量土壤和有機肥但不添加任何生物炭），每組實驗重復3次，共35n個樣。實驗共采集生物炭樣本1種，所以本實驗共351=15個樣。實驗需要重復3次。 土壤預培養(yǎng)實驗將所需土壤的含水量調整到約田間持水量的60%（一般加水量為土壤量的15%到20%之間，以不粘結但很濕潤為準），將土壤容器用塑料薄膜封蓋以免水分過快損失，將塑料薄膜用針扎一些小孔，以保持氣體流通，保證土壤重要酶的活性。每隔3天，補水一次。按照各要求處理，將一定量土壤、所需有機肥及生物炭混勻，做好補水（即補充所加入的干燥有機肥和生物炭所需的水量），放入培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)。 溶液配制酶促反應試劑的配制：準確量取1ml的30%H2O2溶液，放入100ml的容量瓶中，稀釋至100ml，并定溶。雙氧水在常溫下易分解成H2O和O2，故該溶液需要現(xiàn)配現(xiàn)用。 處理設置及檢測在實驗開始前，測定預培養(yǎng)土壤的過氧化氫酶活性，代表土壤酶活性的初始值。在培養(yǎng)開始后的第10天、第20天、第35天、第50天測定土壤過氧化氫酶活性。純土壤組處理：培養(yǎng)一定量的純土壤，不加任何有機肥和生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。無生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機肥培養(yǎng)，不加生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。低生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。中生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機肥和2%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。高生物炭組處理：培養(yǎng)等量的土壤，含有2%的有機肥和5%的生物炭。稱取5g土壤，置于150ml三角瓶中，%過氧化氫。破碎大顆粒后，密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。對照組處理：取一個空白三角瓶，不加入土壤，%過氧化氫，作為對照。密封處理，室溫下振蕩培養(yǎng)。，做如下處理：培養(yǎng)結束后，立即向各三角瓶中注入5ml mol/L的硫酸終止反應，過濾。取濾液，用對照組做標準H2O2含量，測定各實驗組H2O2含量。過氧化氫酶活性采用單位時間（min或h）單位質量土樣催化分解的H2O2的質量（mg）衡量，單位為mg/(gh)。 注意事項實驗需每隔1周采用重量法測定含水量并補充水分1次，使各處理的含水量保持一致。實驗不能及時測定的土壤樣品在4℃保存，可認為土壤酶活性和微生物學