微纳米增氧水添加对土壤中溶解氧耗散的影响

摘要

微纳米增氧灌溉可缓解作物根区氧气限制,促进作物代谢活动和生长发育。为探究微纳米增氧水添加后土壤溶解氧耗散规律及其增氧效果,该研究以初始干旱土壤和初始湿润土壤为研究对象,使用微氧电极技术,监测不同微纳米增氧水平下淹水土壤溶解氧浓度变化规律。结果表明:(1)土壤溶解氧浓度随时间呈现快速下降阶段、缓速下降阶段两段式规律,其中快速下降阶段土壤溶解氧耗散以气体扩散为主,耗散曲线符合对数函数规律;缓速下降阶段土壤溶解氧耗散以微生物消耗为主,耗散曲线符合Logistic函数或线性函数规律;(2)在初始干旱土壤试验的快速下降阶段,与常规对照处理CK(O_(2)浓度:8~9 mg/L)相比,O1(O_(2)浓度:15 mg/L)、O_(2)(O_(2)浓度:20 mg/L)处理溶解氧留存时间分别延长了40.11%和189.62%;在初始湿润土壤试验的快速下降阶段,O1、O_(2)处理溶解氧耗散时间分别延长了445.16%和2741.94%;(3)在微生物活性较低的土壤(初始干旱土壤)中,氧气与底物都是溶解氧消耗的关键限制要素,增氧和底物添加均能提高土壤中溶解氧的消耗速率,从而缩短了溶解氧在土壤中的留存时间。在微生物活性较高的土壤(初始湿润土壤)中,底物成为微生物活性关键限制要素,增氧灌溉后土壤中高氧状态维持时间较长。综上,微纳米增氧水灌溉可有效提高土壤中溶解氧浓度、延长溶解氧耗散时间,为作物根系、土壤微生物提供良好的供氧环境。