浅析三种分子量壳聚糖对土壤碳氮的影响

刘丽娟

（井陉县环保局 河北石家庄 050300）

1 绪论

1.1 壳聚糖

壳聚糖(Chitosan)又称可溶性甲壳质、甲壳胺、几丁聚糖等，学名为β-1,4-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，是天然糖中唯一大量存在的碱性多糖[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肿瘤等优异性能。

壳聚糖因其独特的分子结构，因而具有一系列特殊功能性质。壳聚糖分子中含有羟基，乙酰氢基和氨基，决定了壳聚糖可进行多功能基化学反应。

壳聚糖在医学、食品、日用工业、环保、农业方面都有其一定的应用。

1.2 土壤中微生物量碳氮的研究

土壤微生物是土壤有机质和土壤养分转化循环的动力。土壤微生物的数量和活性受土壤微生物承载容量的影响，土壤微生物承载容量可用以衡量土壤可稳定保护土壤微生物体量的能力，其大小与土壤物质的输入与循环有关[2]。土壤微生物量碳、氮含量是衡量土壤微生物数量的综合指标，其大小可以直观地反映土壤微生物的数量和肥力状况，土壤微生物数量的多少在一定程度上可表征土壤对速效养分的固持和有效化能力，是评价土壤养分潜力和环境质量的重要指标之一。所施氮肥中的氮源会被土壤微生物固定到体内，氮素的固持无疑会增加土壤微生物体内氮的含量，但土壤中微生物可利用氮素含量过高，会减少微生物量氮含量，同时矿化作用将使土壤微生物量氮含量下降[3]。

土壤有机质包括三类物质：粗有机质、半分解有机质、腐殖质[4]。土壤有机质是植物营养的重要来源，同时是异差型微生物的能源物质，也是形成土壤结构的重要因素。有机质的含量影响着土壤一系列理化学性质，是土壤肥力高低的重要指标之一。

土壤水解性氮的测定方法常用的有碱解蒸馏法和扩散吸收法。

2 本课题研究的实验材料

本课题主要研究的是施入不同分子量的壳聚糖土壤中的碳、氮的变化情况。以证明壳聚糖对土壤是否有改良作用。碳、氮都是植物生长发育的重要元素。本课题采取的土壤来自二龙山上多年生长酸枣耕层土。

本实验共分6个组；将壳聚糖与鲜土均匀混合，按3kg／钵土装盆。将实验在第 1、3、7、14、24、34、44天采样，共采样 7次，每次均在不同钵中采土250g。

(1)对照组,即不加壳聚糖；

(2)加入壳聚糖C-1(壳聚糖/鲜土=1/100)；

(3)加入壳聚糖C-2(壳聚糖/鲜土=0.2/100)；

(4)加入壳聚糖C-2(壳聚糖/鲜土=1/100)；

(5)加入壳聚糖C-2(壳聚糖/鲜土=2/100)；

(6)加入壳聚糖C-3(壳聚糖/鲜土=1/100)。

3 结果与讨论

3.1 土壤中碳的测定

用一定量的氧化剂（重铬酸钾—硫酸溶液）氧化土壤中的有机碳，剩余的氧化剂用还原剂（硫酸亚铁铵或硫酸亚铁）滴定，这样，可从消耗的氧化剂数量，计算出有机碳的含量。

根据与对照组相比，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天有显著性的差异，加入壳聚糖后土壤重的微生物量C是最多的，根据农作物生长时需土壤中微生物量C的情况，来决定哪一种分子量哪一种比例的壳聚糖。这样可以利于农作物的生长。

3.2 土壤中氮的测定

在扩散皿中,土壤于碱性条件下进行水解,是易水解态氮,用一定当量浓度的NaOH水解土壤样品，使有效态N碱解转化为NH3，并不断地扩大散逸出，由硼酸吸收，再用标准酸滴定，H3BO3吸收液中的NH3在用标准酸滴定，由此计算碱解氮的含量。

根据与对照组相比，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天有显著性的差异，加入壳聚糖后土壤重的微生物量N是最多的，根据农作物生长时需土壤中微生物量N的情况，来决定哪一种分子量哪一种比例的壳聚糖。这样可以利于农作物的生长。

4 结论

土壤微生物量C用的是重铬酸钾法，重铬酸钾测定的是土壤中有机质的含量，土壤中有机质的含量即土壤中微生物量C的含量；测定土壤微生物量N用的是碱解扩散法，即测定的是土壤中水解氮的含量。土壤在加入壳聚糖以后分别在1、3、7、14、24、34、44天采样，测定其中的微生物量C、N的含量。得出以下的结论。微生物量C、N均随壳聚糖用量的增加而增大。微生物量C随分子量递增，微生物量N则不同。

[1]李泽浩，甲壳素的利用前景．生物学通报，1995，9：47-48.

[2]郑洪元，张德生．土壤动态生物化学研究．北京：科学出版社，1982.

[3]李东坡，武志杰，梁成华，陈利军.施用缓/控释氮肥对玉米苗期土壤生物学活性的影响.生态与农村环境学报.2006，22(2)：21-25.

[4]苏红.不同开垦年限对土壤有机质数量的影响[B].沈阳：沈阳市农业检测中心.