【正文】
參考文獻[1] 丁艷麗,劉杰,王瑩瑩. 生物炭對農(nóng)田土壤微生物生態(tài)的影響研究進展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2013,11:33113317.[2] Van Zwieten L, Kimber S, Morris S, et al. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility[J]. Plant and Soil, 2010, 327: 235246.[3] Liang B, Lehmann J, Solomon D, et al. Black carbon increases cation exchange capacity in soils[J]. Soil Science Society of America, 2006, 70:17191730.[4] Grossman J M, O39。同時,本實驗是在實驗室里進行,排除了野外土壤生境中生物炭流失的因素。 展望生物炭作為當(dāng)今農(nóng)業(yè)方面的研究熱點,對農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護、能源利用等領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。與此同時,生物炭施加量達到中量(2%)或高量(5%)時,過氧化氫酶、脲酶等的活性隨著時間的變化能夠穩(wěn)定在峰值,蔗糖酶的活性還能進一步提高。h),(g本實驗基于前人的研究上探討生物炭對施用有機肥土壤中的重要酶活性的影響,并對過氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶等的活性在生物炭施用下的變化情況進行分析,主要結(jié)論如下: (1)在施用有機肥土壤中加入生物炭能夠?qū)^氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶等產(chǎn)生積極的影響。在土壤中加入中量(2%)、高量(5%)生物炭,其效果更加明顯,在第50d時仍能使土壤重要酶活性保持峰值,其中蔗糖酶活性還有進一步提高。從整體上看,在施用有機肥的磚紅壤中加入生物炭后,蔗糖酶活性前20d在不同量生物炭的環(huán)境普遍提高了10%左右,到了第35d,低量(%)生物炭環(huán)境下的蔗糖酶活性開始下降,而在中量(2%)、高量(5%)生物炭環(huán)境下的蔗糖酶活性到第50天仍保持著峰值,中量(2%)生物炭效果略高于高量(5%)生物炭。 生物炭對土壤脲酶活性的影響圖2 不同量生物炭對有機肥土壤脲酶活性的影響Fig. 2 Effect of Different Amounts of Biochar on Soil Organic Fertilizer Urease Activity由圖2可知,隨著時間的變化,純土壤中的脲酶活性變化不是很明顯,趨于穩(wěn)定;施用有機肥會對脲酶的活性有一定的促進作用,第10d其活性達到峰值,之后開始下降,且其逐漸接近未施用有機肥的土壤;在施用有機肥土壤中加入低量(%)生物炭,脲酶活性在相同時間段里相對于未加生物炭的施用有機肥土壤提高了100%以上,但在10d后其活性逐漸降低,第50d時生物炭對其活性增強從100%以上降到了50%;在施用有機肥土壤中加入中量(2%)生物炭,脲酶活性在相同時間段里相對于未加生物炭的施用有機肥土壤提高了130%左右,在10d后其活性同樣逐漸降低,但在第50d時加入中量(2%)生物炭對其活性增強幅度仍有100%左右;在施用有機肥土壤中加入高量(5%)生物炭,脲酶活性在相同時間段里相對于未加生物炭的施用有機肥土壤在第10d的時候效果不是很明顯,只提高了35%左右,但不同于加入低量(%)、中量(2%)生物炭的情況,加入高量(5%)生物炭的施用有機肥土壤中脲酶活性在第10d后仍不斷增強,第35d達到峰值,其活性相對于未加入生物炭的施用有機肥土壤脲酶活性提高100%以上。用蒸餾水作參比,在分光光度計上于波長508nm處進行比色。與測定蔗糖酶活性同樣的方法進行顯色??筛鶕?jù)蔗糖水解的生成物與3,5二硝基水楊酸生成有色化合物進行比色測定。用蒸餾水作參比,在578nm下比色測定各處理NH3N生成量。NH3N標(biāo)準(zhǔn)溶液:,溶解并定容為1L,該溶液所含NH3N 100mg/L。 試劑配制苯酚鈉溶液:,;。 溶液中尿素含量的測定方法實驗用銨氮生成法測定溶液中尿素含量 適用范圍? 實驗原理脲酶是一種酰胺酶,能酶促有機質(zhì)分子中肽鍵的水解。破碎大顆粒后,密封處理,室溫下振蕩培養(yǎng)。 試劑配制:。h)。將三角瓶密封,置于37℃恒溫中培養(yǎng)。稱取2g土樣,置于50ml三角瓶中,注入15ml 8%蔗糖溶液,5ml ,搖勻混合物。低生物炭組處理:培養(yǎng)等量的土壤,含有2%%的生物炭。將三角瓶密封,置于37℃恒溫中培養(yǎng)。 處理設(shè)置及檢測在實驗開始前,測定預(yù)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天測定土壤蔗糖酶活性。實驗需要重復(fù)3次。h) 注意事項用甲苯處理時要保證土樣都有被覆蓋,以免存活脲酶對實驗造成影響。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液,混合均勻。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液,混合均勻。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液,混合均勻。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液,混合均勻。向瓶中注入10ml10%尿素溶液和20ml檸檬酸緩沖液,混合均勻。 處理設(shè)置及檢測在實驗開始前,測定預(yù)培養(yǎng)土壤的過氧化氫酶活性,代表土壤酶活性的初始值。每隔3天,補水一次。實驗全過程要采用蒸餾水每次實驗試劑為現(xiàn)配現(xiàn)用 生物炭對土壤脲酶活性影響測定 實驗設(shè)置實驗使用一種土壤(磚紅壤),設(shè)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(fù)3次,共35n個樣。過氧化氫酶活性采用單位時間(min或h)單位質(zhì)量土樣催化分解的H2O2的質(zhì)量(mg)衡量,單位為mg/(g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。破碎大顆粒后,密封處理,室溫下振蕩培養(yǎng)。稱取5g土壤,置于150ml三角瓶中,%過氧化氫。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。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。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)。實驗共采集生物炭樣本1種,所以本實驗共351=15個樣。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?。有機肥?整個實驗涉及到的土壤為磚紅壤,該種土壤質(zhì)地偏砂且粘重,粘粒含量高達60%以上,呈酸性至強酸性反應(yīng),海南經(jīng)濟作物地區(qū)主要為磚紅壤地區(qū),便于實驗進行。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。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。通過向預(yù)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。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(nóng)業(yè)發(fā)展及環(huán)境保護過程中的應(yīng)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。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。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國是個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)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(guān)于對施用有機肥土壤中重要酶活性影響的方面。大部分的國外研究成果顯示,在土壤中添加生物炭會增加土壤微生物量,土壤中的微生物群落組成結(jié)構(gòu)和土壤酶活性會有明顯的變化[15]。隨著對全球氣候變化的研究,人類生存面臨能源、環(huán)境和糧食危機的日益加劇,在 Marris 發(fā)表了“Black is the new green” 的文章之后,生物炭逐漸進入更多學(xué)者的視野里,其生物炭性質(zhì)和應(yīng)用技術(shù)也有了更廣泛和更深入的研究。與此同時,土壤的性質(zhì)和組成成分也極大地影響著土壤中微生物和酶的活性。 土