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近几年关于电场、磁场处理土壤、植物所产生的磁致效应相关报道逐渐增多,但关于土壤微生物磁致效应研究较少,且多是针对某一时刻某一磁场强度的研究,缺少系统连续性。为了研究土壤微生物的磁致效应以及磁效应的持续时间和滞后时间,本课题以棕壤为供试土壤,经100mT、300mT、500mT磁场处理10分钟,以未经磁处理土壤作为对照,恒温恒湿连续培养28天,测定土壤微生物区系、微生物量、酶活性和与氮磷循环有关的生物作用强度的动态变化。获得了以下试验结果:
磁场处理对土壤中微生物区系的影响,随磁场强度和微生物种类的不同而异。磁处理后细菌数量下降,而真菌和放线菌数量增加,300mT磁场处理磁致效应最大,表现出300mT>100mT≈500mT>CK的趋势。并不是所有种属的细菌数量都下降,氨化细菌的数量降低,硝化细菌的数量增加,300mT和500mT处理磷细菌数量显著增加。磁处理土壤后,土壤微生物区系比例发生了明显的变化。经磁场处理后棕壤细菌占微生物总量的百分比均较对照将低,随着培养时间的延长细菌占微生物总量的百分数呈逐渐升高的趋势;放线菌和真菌的变化情况与之相反。
100mT、300mT场强处理后,土壤微生物量碳、氮、磷较对照值有不同程度增加。土壤微生物量C/N均较对照增加,主要因为细胞组成成分中C/N大的真菌数量增加所致,其中以500mT处理的微生物量C/N的增加幅度最大。磁场处理后土壤的呼吸量表现出300mT>100mT>500mT的作用效果。磁场处理引起棕壤湿土的微生物量氮、磷的变化与土壤呼吸强度以及细菌、放线菌和真菌数量具有极好的相关关系,即随着土壤微生物数量的提高而增加。而微生物量碳只与真菌的数量达到极显著相关关系。
100mT、300mT。场强处理促进过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,而500mT场强处理对两种酶活性则表现出微弱的抑制作用。磁处理后培养的1~14天,100mT、300mT场强促进脲酶的活性,500mT’场强抑制脲酶的活性,而后随着磁处理后培养时间的延长,各处理均表现出抑制作用。磁场对三种磷酸酶活性均表现出促进作用。磁场对土壤中酶活性的影响较大,主要是因为酶中具有微量顺磁性的或铁磁性的过渡金属元素,由于它们对磁场的作用敏感,从而影响酶的结构和活性等功能。另外因为磁场对土壤中的微生物有影响,进而也影响酶的活性。
300mT场强处理增加土壤的氨化作用强度和硝化作用强度,其余处理作用不明显。生处理后1~14天,磁场处理促进了土壤的磷转化强度,100mT场强处理磁致效应最大。
磁致效应在处理后的3~14天达到最大,并均能够保持到处理后的第21天,有些对磁场作用敏感的微生物活性在处理28天后仍有效果。研究已经证明,土壤经磁化后,所获得的剩磁在最初24小时内迅速下降,在30天以后变化已极小,最后趋于一个稳定的高于地磁场的水平,这也为将磁处理技术应用到农业生产中提供了可能性。