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收藏!农作物凋落物对土壤碳和细菌的影响有哪些?

 农田守护者 2024-05-08 发布于云南

近期笔者一直在思考一个问题,农作物的凋落物(包括茎秆、落叶、根系),秸秆还田,田间农事操作过程中驶入的农家肥、有机肥、小分子氨基酸肥料等作为多种作物吸收的碳源来源,对农作物和土壤微循环系统有哪些影响?我们每年都在大量驶入化肥、有机肥和小分子结构的碳源,为什么我们的土壤中的土传行病害、土壤板结现象却几乎未见有下降趋势。

笔者带着这些疑问,找到了目前在农化行业从事科研和实践前线的康禾立丰科研所的张岭老师。康禾立丰科研所多年来一直关注土壤健康和作物健康,针对农作物地上凋落物进行系统性研究。

张岭老师认为,来自农作物地上凋落物和根系的输入是土壤中碳库的主要来源,并调节土壤生态系统中的微生物群落。这种细微的变化会对土壤碳动态、微生物群落及其功能产生深远影响。土壤有机碳主要通过农作物碎屑(凋落物和死根)的破碎形成,矿物有机碳主要通过矿物吸附溶解的有机碳和微生物坏死物质碳形成。与土壤有机碳相比,矿物有机碳受矿物结合保护,不易被土壤微生物分解,并且在土壤中的停留时间要长得多。

张岭老师分享经过研究表明,农作物凋落物的添加会降低土壤容重,而凋落物、根的去除或两者同时去除会增加土壤容重(P < 0.05)。相比之下,碎屑处理一般不会改变土壤pH值。至于土壤养分,凋落物的添加会显著增加全氮和可利用氮以及磷(7.5%-23.3%)的含量,而凋落物的去除则会减少它们(5.8%-18.6%)。然而,去除根系和不投入一般不会改变土壤养分库,但去除根系会显著增加硝态氮,不投入会减少全氮和铵态氮。

农作物凋落物无菌化碎屑处理,农作物凋落物会引起土壤有机碳和溶解有机碳的显著变化。在科研中发现,农作物凋落物的添加平均增加了10.3%- 11.1%土壤有机碳储量。去除农作物凋落物时土壤有机碳的降幅(14.2%-17.6%)。康禾立丰科研所通过试验表明,田间操作农事操作增施有机肥对土壤有机碳影响较大,对土壤有机碳储备是明显的。

张岭老师分享关于土壤中有机碳的有效性对于微生物群落的形成至关重要。有机碳代谢、农用抗生素耐药性和病毒与宿主的相互作用在土壤中受到化学农药和有机施肥,已经出现土壤碳贫和土壤碳富现象。资源可用性成为微生物生长、代谢和整体活动的关键决定因素,塑造了土壤中微生物群落的动态。土壤养分的增加会增加微生物对碳的需求。因此,纯化学施肥可能会无意中加强对土壤微生物的碳限制。与单纯的化学施肥相比,有机肥不仅提供养分,还提供多种有机碳资源,促使土壤有机质含量更高。

康禾立丰科研所经过多年在我国西北、华北、西南地区建立土壤重茬和土传型病害数据检测项目,为了验证跨区域有机碳源投入对土壤细菌有机碳代谢、病毒辅助碳代谢和抗生素耐药性进行研究。该项目并对菌根共生进行研究,在两百多个实验样本中,共检测5890个细菌,在根际和土壤中共检测共生菌三百多个,细菌在菌丝样本中占比30%以上,根样中细菌占比35%以上,土壤样本中占比10%左右,检测共计分离出81个细菌属。研究结果表明,土壤有机碳含量越高,土壤微生物碳限制越小,土壤细菌对农用抗生素在土壤的敏感性越高。

因此,根据综上研究结果,康禾立丰开发出了一种既可以提高土壤有机碳,又可以减低土壤土传型病害的生物农药10%春雷霉素·氨基寡糖素可溶性液剂(高加米),主要针对增加根系活性和降低根系土传病害危害。在进一步研究中发现,10%春雷霉素·氨基寡糖素可溶性液剂与溴菌腈·苯醚甲环唑(秀立方)或溴菌腈·咪鲜胺(百佳利)一起在小分子氨基酸碳源的投入带动下,对土壤有机碳源有提高作用同时会降低土壤土传行病害侵染风险。

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