沼肥對(duì)不同鹽漬土壤酶活性的影響

羅新寧 朱友娟 張宏勇

(1 塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)(2 阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 阿克蘇 843000)(3 中國人民解放軍新疆軍區(qū)麥蓋提基地, 新疆 阿克蘇 844600)

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沼肥對(duì)不同鹽漬土壤酶活性的影響

羅新寧1朱友娟2張宏勇3

(1 塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)(2 阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 阿克蘇 843000)(3 中國人民解放軍新疆軍區(qū)麥蓋提基地, 新疆 阿克蘇 844600)

為探明沼肥對(duì)鹽漬土壤酶活性的影響，以輕鹽漬土壤S1、中度鹽漬土壤S2、重度鹽漬土壤S3為研究對(duì)象，研究了4種處理(不施肥、沼肥、化肥和沼肥+化肥)對(duì)盆栽棉花土壤酶活性的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明：不同土壤中酶的活性大小為輕鹽漬土壤>中度鹽漬土壤>重度鹽漬土壤；施用沼肥及沼肥+化肥處理的4種土壤酶活性均高于不施肥和施化肥處理，差異達(dá)到極顯著水平，4種土壤酶活性增加幅度在1. 09倍～2. 17倍之間；不同鹽漬化土壤對(duì)土壤脲酶活性的影響為：非鹽漬化土壤>中度鹽漬化土壤>重度鹽漬化土壤。在南疆阿克蘇地區(qū)進(jìn)行棉花種植，鹽漬化程度低的土壤中施用沼肥比鹽漬化程度高的土壤中施用沼肥更能有效提高土壤酶活性。

沼肥； 鹽漬土； 酶活性； 棉花

土壤酶多數(shù)來自微生物分泌。土壤微生物和土壤酶參與了幾乎所有的土壤生物化學(xué)過程，它們?cè)谕寥牢镔|(zhì)轉(zhuǎn)化、能量代謝、污染物降解及修復(fù)等方面起著重要作用[1-2]，提高了養(yǎng)分元素的有效性，為作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成提供了重要的物質(zhì)保證。酶活性作為土壤生物化學(xué)特征的重要組成部分，在評(píng)價(jià)土壤肥力、環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)土地利用等方面有廣泛的作用，可為土壤健康管理提供科學(xué)依據(jù)[3-5]。研究不同鹽漬化土壤條件下施用不同沼肥對(duì)土壤酶活性的影響，分析土壤酶和施用肥料的關(guān)系，了解施肥對(duì)土壤酶活性的影響，掌握鹽漬化水平對(duì)土壤酶活性的影響規(guī)律具有重要意義。本研究以新疆南疆塔里木綠洲農(nóng)業(yè)土壤-砂壤土為研究對(duì)象，用盆栽試驗(yàn)對(duì)不同鹽分含量的土壤進(jìn)行了研究，探討不同沼肥用量對(duì)盆栽棉花鹽漬化土壤酶活性的影響，為施用沼肥對(duì)土壤質(zhì)量的改善和生產(chǎn)力的提高方面提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012～2013年在塔里木大學(xué)進(jìn)行，因兩年數(shù)據(jù)趨勢(shì)一致，選用2012年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。供試作物為棉花，品種為中棉49，以同一區(qū)域大田中采集土壤。根據(jù)前人對(duì)鹽堿地棉花出苗的難易以及鹽分對(duì)棉花產(chǎn)量影響的研究報(bào)道，把總可溶性鹽分含量在1～2. 49 g·kg-1的棉田作為輕度鹽漬土;可溶性鹽分含量在2. 5～4. 49 g·kg-1的棉田作為中度鹽漬土;可溶性鹽分含量在4. 5 g·kg-1以上的作為重度鹽漬土[6]。在大田中取輕度鹽漬土壤S1、中度鹽漬土壤S2、重度鹽漬土壤S3作為盆栽土壤，采用口徑29 cm和高為30 cm的花盆，每桶裝土10 kg進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。分別設(shè)定以下4個(gè)處理：Z1為空白，不施肥；Z2為沼肥4 t·666.7m-2；Z3為施用尿素65 kg·666.7m-2,Z4為沼肥配施尿素(沼肥提供50%氮，尿素提供50%氮)，每個(gè)處理重復(fù)四次，均施入重過磷酸鈣(46%)10 kg·666.7m-2，硫酸鉀10 kg·666.7m-2。則花盆相應(yīng)的肥料量Z2為沼肥0. 396 kg/盆,Z3為施用尿素6. 43 g/盆,Z4為沼肥0. 212 kg+尿素3. 21 g/盆,同時(shí)施肥處理各盆施入重過磷酸鈣0. 99 g、硫酸鉀0. 99 g。

于棉花開花期取土樣。拔出盆中每株棉花，用抖根法取根系土壤，混合均勻，各處理隨機(jī)選取2盆組成混合土樣，所取土樣去除雜物、細(xì)根，自然風(fēng)干、碾碎，過2 mm篩[6-7]，測(cè)定土壤酶活性。沼肥養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)406. 0 g·kg-1，全氮15. 2 g·kg-1，全磷11. 6 g·kg-1，全鉀5. 4 g·kg-1。

表1 盆栽土壤理化性質(zhì)

1.2 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3 數(shù)據(jù)處理分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行處理，用DPS11.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼肥對(duì)不同鹽漬土土壤脲酶活性的影響

脲酶參與土壤氮素的分解轉(zhuǎn)化，催化尿素水解生成NH3和CO2，為植物和微生物生長(zhǎng)提供氮源．從表2可知除S3外，在相同的鹽漬化程度下，施肥處理的根際土壤脲酶活性均比對(duì)照處理的要高，其中施用沼肥(Z2)、沼肥+化肥(Z4)處理的土壤脲酶活性與對(duì)照相比差異極顯著，對(duì)照與施用化肥(Z3)處理差異不顯著。不同施肥方式對(duì)同一鹽漬土壤中脲酶活性的影響有所不同，同一鹽漬土壤中脲酶活性大小表現(xiàn)的趨勢(shì)為Z2>Z4>Z3>Z1；表明沼肥和沼肥與化肥混合搭配的處理有助于改善土壤環(huán)境，提高根際脲酶活性，促進(jìn)尿素轉(zhuǎn)化和植株?duì)I養(yǎng)吸收。同時(shí)從表2中可以看到，輕度鹽漬土壤在不同施肥方式下的土壤脲酶活性均為最高的，而重度鹽漬土壤在不同施肥方式下的土壤脲酶活性均為最低值，說明土壤含鹽量對(duì)土壤脲酶活性有一定影響，土壤鹽漬化程度越高，土壤脲酶活性越低。

表2 施肥處理對(duì)不同鹽漬土壤脲酶活性的影響(mg.g-1)

注：表中小寫字母表示差異顯著(P<0. 05)，大寫字母表示差異極顯著(P<0. 01)，下同。

2.2 沼肥對(duì)不同鹽漬土過氧化氫酶活性的影響

土壤過氧化氫酶能夠促進(jìn)過氧化氫的分解，避免過氧化物在生物體內(nèi)過量積累對(duì)機(jī)體造成的傷害。由表3可知，在土壤含鹽量相同時(shí)，施用沼肥能夠增加土壤過氧化氫酶活性。施用沼肥(Z2)與沼肥+化肥(Z4)處理的土壤過氧化氫酶活性與對(duì)照相比差異極顯著，分別比對(duì)照高出2. 12和2. 10倍。施用化肥(Z3)處理的土壤過氧化氫酶活性與空白(Z1)處理之間無差異，說明施用化肥不能影響土壤過氧化氫酶活性；

表3 不同施肥處理對(duì)不同鹽漬過氧化氫酶活性的影響m(ml.g-1)

表3還表明，土壤含鹽量對(duì)過氧化氫酶活性具有影響，輕度鹽漬土壤在不同施肥處理后過氧化氫酶活性最高，而重度鹽漬土壤在不同施肥方式下的過氧化氫酶活性均為最低值，說明土壤鹽漬程度越高，過氧化氫酶活性越低。

2.3 沼肥對(duì)不同鹽漬土蛋白酶活性的影響

蛋白酶能促進(jìn)蛋白質(zhì)水解生成肽和氨基酸，促進(jìn)土壤中氮素的轉(zhuǎn)化，使蛋白質(zhì)等含氮化合物水解為氨，供植物吸收利用。從表4可知在相同土壤含鹽量下，施用沼肥能顯著增加土壤蛋白酶活性；輕度鹽漬土壤S1中，施用沼肥(Z2)與空白(Z1)、化肥(Z3)的差異極顯著，與沼肥+化肥(Z4)差異顯著；沼肥+化肥(Z4)處理的土壤蛋白酶活性與施用化肥(Z3)的差異極顯著，與空白(Z1)的差異顯著；中度鹽漬土壤S2中，沼肥(Z2)與化肥(Z3)之間土壤蛋白酶活性差異極顯著，與空白(Z1)之間差異顯著，與沼肥+化肥(Z4)差異不顯著；沼肥+化肥(Z4)處理與化肥(Z3)之間差異極顯著，與空白(Z1)處理之間差異不顯著。重度鹽漬土壤S3中，施用沼肥(Z2)與空白(Z1)、化肥(Z3)之間差異顯著，與沼肥+化肥(Z4)處理差異不顯著；沼肥+化肥(Z4)處理與空白(Z1)、化肥(Z3)之間差異不顯著。這表明沼肥處理顯著增加了根際土壤蛋白酶活性，有利于土壤多源氮素的有效轉(zhuǎn)化。在相同施肥方式下，不同含鹽量土壤中蛋白酶活性有所差異，表明土壤含鹽量對(duì)蛋白酶活性存在影響，表現(xiàn)出土壤蛋白酶活性隨著土壤含鹽量的增加而逐漸降低的趨勢(shì)。

2.4 沼肥對(duì)不同鹽漬土磷酸酶活性的影響

表5 施肥處理對(duì)不同鹽漬土磷酸酶活性的影響(mg.g-1)

磷酸酶能促進(jìn)有機(jī)磷化合物的分解，為植物提供有效磷素，可以表征土壤肥力，特別是磷狀況。從表5可知在相同的鹽漬程度下，施用沼肥對(duì)土壤磷酸酶活性有增加作用，輕度鹽漬土壤S1和中度鹽漬土壤S2中，各處理中施用沼肥(Z2)、沼肥+化肥(Z4)處理和空白(Z1)、化肥(Z3)處理之間差異極顯著。施用沼肥(Z2)和沼肥+化肥(Z4)處理之間差異不顯著；空白(Z1)和化肥(Z3)處理之間差異不顯著；重度鹽漬土壤S3中，沼肥+化肥(Z4)極顯著地高于沼肥(Z2)、空白(Z1)、化肥(Z3)，Z2極顯著地高于空白(Z1)、化肥(Z3)，化肥(Z3)與空白(Z1)間差異不顯著。在相同施肥方式下，不同含鹽量土壤中磷酸酶活性有所差異，表明土壤含鹽量對(duì)磷酸酶活性存在影響，表現(xiàn)為土壤蛋白酶活性隨著土壤含鹽量的增加而逐漸降低的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

土壤酶系統(tǒng)作為土壤中最活躍的部分，同土壤微生物共同推動(dòng)土壤的代謝過程。土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學(xué)過程的強(qiáng)度和方向。脲酶與土壤供氮能力有著密切的關(guān)系，能夠表示土壤氮素的供應(yīng)程度[8]土壤轉(zhuǎn)化酶參與土壤有機(jī)碳循環(huán)，對(duì)增加土壤中易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起著重要作用[9]。

3.1 在相同的土壤中，施用沼肥和沼肥+化肥混施的處理下，土壤酶活性均高于不施肥和僅施用化肥土壤處理，尤其是顯著高于不施肥處理，與僅施用化肥處理相比差異也是顯著的。

3.2 在同一施肥處理方式下不同鹽漬化程度對(duì)土壤酶活性的影響為：輕度鹽漬土壤>中度鹽漬土壤>重度鹽漬土壤，說明鹽漬化程度對(duì)土壤酶活性呈負(fù)相關(guān)，鹽漬化程度越高，土壤酶活性越低，可以通過降低土壤含鹽量提高土壤酶活性，從而促進(jìn)土壤氮素及其養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，為作物達(dá)到高產(chǎn)起到積極作用。

[1] Henriksen T M, Breland T A．Carbon mineralization, fungal and bacterial growth and enzyme activities as affected by contact between crop residues and soil[J]. Biology and Fertility of Soils，2002,35: 41-48.

[2] 和文祥,來航線,武永軍,等.培肥對(duì)土壤酶活性的影響研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),2001,27(3):265-268.

[3] 李傳榮,許景偉,宋海燕,等.黃河三角洲灘地不同造林模式的土壤酶活性[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2006,30(5):802-809.

[4] France E A. Soil chemistry changes after 27 years under four tree species in southern Ontario[J].Canadian Journal of Forest Research,1989,19(12):1648-1650.

[5] 張國紅,任華中,高麗紅,等.京郊日光溫室土壤微生物狀況和酶活性[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38(7):1447-1452.

[6] 董合忠,辛承松，李維江，等.山東濱海鹽漬棉田鹽分和養(yǎng)分特征及對(duì)棉花出苗的影響[J].棉花學(xué)報(bào),2009,21(4):290-295.

[7] 關(guān)松蔭.土壤酶及研究方法[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1986:274-332.

[8] 夏強(qiáng),陳晶晶,王雅楠,等.秸稈還田對(duì)土壤脲酶活性微生物量氮的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(10):4345-4349.

[9] 劉驊,林英華,張?jiān)剖?等.長(zhǎng)期施肥對(duì)灰漠土生物群落和酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008,28(8):3898-3904.

[10] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000(2):364-367.

[11] 劉建國，張偉,李彥斌,等.新疆綠洲棉花長(zhǎng)期連作對(duì)土壤理化性狀與土壤酶活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009,42(2):725-733.

Effects of Biogas Manures on Enzyme Activities of Different Saline Soil

Luo Xinning1Zhu Youjuan2Zhang Hongyong3

(1 College of Plant Science， Tarim University, Alar, Xinjiang 843300) (2 Akesu Vocational and Technical College, Akesu, Xinjiang 843000) (3 Markit Base of People's Liberation Army of Xinjiang Military Region, Markit, Xinjiang 844600)

Soil samples (lightly saline soil, moderately saline soil and severely saline soil) from saline cotton field were used to study the effect of biogas manure on enzyme activities of potted cotton which treated with the no fertilizer, biogas manure, chemical fertilizer, and combined application of biogas manure and chemical fertilizer. The result showed that, the enzyme activities of different treatment form high to low were as the order of light saline soil, moderate saline soil, severe saline soil; the activities of four enzyme in the treatments of biogas manure and combined application of biogas manure and chemical fertilizer were higher than those of the no fertilizer and chemical fertilizer treatments, and the differences were extremely significant, and the four kinds of soil enzymes activities increased by 1. 09 times～2. 17 times. The influence of the different salty soil on urase activity were light saline soil, moderate saline soil and severe saline soil from high to low. Application of biogas manure in light saline soil could improve the enzymes activities effectively when compared with the severe saline soil in the cotton filed of Akesu area.

biogas manure; salty soil; enzyme activities; cotton

1009-0568(2016)04-0104-05

2015-11-19

塔里木大學(xué)校長(zhǎng)基金項(xiàng)目(TDZKBS201201)。

羅新寧(1971- )，男，副教授，博士，主要從事作物高產(chǎn)栽培理論與技術(shù)、旱區(qū)農(nóng)業(yè)資源管理。E-mail：Luoxinning04@163.com

S158

A

10.3969/j.issn.1009-0568.2016.04.017