劉麗娟
(井陘縣環(huán)保局 河北石家莊 050300)
殼聚糖(Chitosan)又稱(chēng)可溶性甲殼質(zhì)、甲殼胺、幾丁聚糖等,學(xué)名為β-1,4-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖,是天然糖中唯一大量存在的堿性多糖[1]。具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌和抗腫瘤等優(yōu)異性能。
殼聚糖因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),因而具有一系列特殊功能性質(zhì)。殼聚糖分子中含有羥基,乙酰氫基和氨基,決定了殼聚糖可進(jìn)行多功能基化學(xué)反應(yīng)。
殼聚糖在醫(yī)學(xué)、食品、日用工業(yè)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)方面都有其一定的應(yīng)用。
土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化循環(huán)的動(dòng)力。土壤微生物的數(shù)量和活性受土壤微生物承載容量的影響,土壤微生物承載容量可用以衡量土壤可穩(wěn)定保護(hù)土壤微生物體量的能力,其大小與土壤物質(zhì)的輸入與循環(huán)有關(guān)[2]。土壤微生物量碳、氮含量是衡量土壤微生物數(shù)量的綜合指標(biāo),其大小可以直觀地反映土壤微生物的數(shù)量和肥力狀況,土壤微生物數(shù)量的多少在一定程度上可表征土壤對(duì)速效養(yǎng)分的固持和有效化能力,是評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分潛力和環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。所施氮肥中的氮源會(huì)被土壤微生物固定到體內(nèi),氮素的固持無(wú)疑會(huì)增加土壤微生物體內(nèi)氮的含量,但土壤中微生物可利用氮素含量過(guò)高,會(huì)減少微生物量氮含量,同時(shí)礦化作用將使土壤微生物量氮含量下降[3]。
土壤有機(jī)質(zhì)包括三類(lèi)物質(zhì):粗有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)[4]。土壤有機(jī)質(zhì)是植物營(yíng)養(yǎng)的重要來(lái)源,同時(shí)是異差型微生物的能源物質(zhì),也是形成土壤結(jié)構(gòu)的重要因素。有機(jī)質(zhì)的含量影響著土壤一系列理化學(xué)性質(zhì),是土壤肥力高低的重要指標(biāo)之一。
土壤水解性氮的測(cè)定方法常用的有堿解蒸餾法和擴(kuò)散吸收法。
本課題主要研究的是施入不同分子量的殼聚糖土壤中的碳、氮的變化情況。以證明殼聚糖對(duì)土壤是否有改良作用。碳、氮都是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要元素。本課題采取的土壤來(lái)自二龍山上多年生長(zhǎng)酸棗耕層土。
本實(shí)驗(yàn)共分6個(gè)組;將殼聚糖與鮮土均勻混合,按3kg/缽?fù)裂b盆。將實(shí)驗(yàn)在第 1、3、7、14、24、34、44天采樣,共采樣 7次,每次均在不同缽中采土250g。
(1)對(duì)照組,即不加殼聚糖;
(2)加入殼聚糖C-1(殼聚糖/鮮土=1/100);
(3)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=0.2/100);
(4)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=1/100);
(5)加入殼聚糖C-2(殼聚糖/鮮土=2/100);
(6)加入殼聚糖C-3(殼聚糖/鮮土=1/100)。
用一定量的氧化劑(重鉻酸鉀—硫酸溶液)氧化土壤中的有機(jī)碳,剩余的氧化劑用還原劑(硫酸亞鐵銨或硫酸亞鐵)滴定,這樣,可從消耗的氧化劑數(shù)量,計(jì)算出有機(jī)碳的含量。
根據(jù)與對(duì)照組相比,可知,在C—1(1%)的第3天,和在C一2(1%),C一2(2%),C一3(1%)的第34天有顯著性的差異,加入殼聚糖后土壤重的微生物量C是最多的,根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)需土壤中微生物量C的情況,來(lái)決定哪一種分子量哪一種比例的殼聚糖。這樣可以利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。
在擴(kuò)散皿中,土壤于堿性條件下進(jìn)行水解,是易水解態(tài)氮,用一定當(dāng)量濃度的NaOH水解土壤樣品,使有效態(tài)N堿解轉(zhuǎn)化為NH3,并不斷地?cái)U(kuò)大散逸出,由硼酸吸收,再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定,H3BO3吸收液中的NH3在用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定,由此計(jì)算堿解氮的含量。
根據(jù)與對(duì)照組相比,可知,在C—1(1%)的第3天,和在C一2(1%),C一2(2%),C一3(1%)的第34天有顯著性的差異,加入殼聚糖后土壤重的微生物量N是最多的,根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)需土壤中微生物量N的情況,來(lái)決定哪一種分子量哪一種比例的殼聚糖。這樣可以利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。
土壤微生物量C用的是重鉻酸鉀法,重鉻酸鉀測(cè)定的是土壤中有機(jī)質(zhì)的含量,土壤中有機(jī)質(zhì)的含量即土壤中微生物量C的含量;測(cè)定土壤微生物量N用的是堿解擴(kuò)散法,即測(cè)定的是土壤中水解氮的含量。土壤在加入殼聚糖以后分別在1、3、7、14、24、34、44天采樣,測(cè)定其中的微生物量C、N的含量。得出以下的結(jié)論。微生物量C、N均隨殼聚糖用量的增加而增大。微生物量C隨分子量遞增,微生物量N則不同。
[1]李澤浩,甲殼素的利用前景.生物學(xué)通報(bào),1995,9:47-48.
[2]鄭洪元,張德生.土壤動(dòng)態(tài)生物化學(xué)研究.北京:科學(xué)出版社,1982.
[3]李東坡,武志杰,梁成華,陳利軍.施用緩/控釋氮肥對(duì)玉米苗期土壤生物學(xué)活性的影響.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào).2006,22(2):21-25.
[4]蘇紅.不同開(kāi)墾年限對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量的影響[B].沈陽(yáng):沈陽(yáng)市農(nóng)業(yè)檢測(cè)中心.