作物杂志, 2019, 35(5): 129-134 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.022

生理生化·植物营养·栽培耕作

减氮条件下有机物料还田对麦田酶活性及其土壤碳氮含量的影响

李春喜1, 李斯斯1, 邵云1, 马守臣2, 刘晴1, 翁正鹏1, 李晓波1

1 河南师范大学生命科学学院,453007,河南新乡

2 河南理工大学测绘与国土信息工程学院,454000,河南焦作

Effects of Organic Materials Returning on Enzyme Activities and Soil Carbon and Nitrogen Content in Wheat Field under Nitrogen-Reducing Conditions

Li Chunxi1, Li Sisi1, Shao Yun1, Ma Shouchen2, Liu Qing1, Weng Zhengpeng1, Li Xiaobo1

1 College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang 453007, Henan, China

2 School of Surveying and Land Information Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China

收稿日期: 2019-03-1   修回日期: 2019-07-5   网络出版日期: 2019-10-15

基金资助: “十三五”国家重点研发计划重点专项(2016YFD0300203-3,2018YFD0300708-4)

Received: 2019-03-1   Revised: 2019-07-5   Online: 2019-10-15

作者简介 About authors

李春喜,教授,主要从事小麦栽培及生理研究 。

摘要

为了研究不同有机物料还田对麦田土壤酶活性与土壤养分的影响,通过田间试验比较单施氮肥(CK,施纯氮270kg/hm 2)、秸秆还田(J,较CK减氮20%)、秸秆还田+牛粪(JF,较CK减氮20%)、秸秆还田+菌渣(JZ,较CK减氮20%)4种不同培肥处理,对麦田0~60cm土层脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机碳、全氮含量变化进行研究。结果表明,在小麦季0~20cm土层各处理在拔节期脲酶活性最大,20~40cm土层JF处理在拔节期和开花期脲酶活性最大;在0~20和20~40cm土层JF处理在拔节期蔗糖酶活性显著高于CK处理。除J处理外,其他处理在0~20cm土层拔节期有机碳含量最大,且有机碳含量均表现为JF处理最大,其次是JZ处理;在0~20cm土层各生育时期JF处理的全氮含量均最大,且显著高于CK处理。减氮条件下有机物料还田能有效提高土壤脲酶、蔗糖酶活性,有机碳和全氮含量,并且土壤脲酶活性、蔗糖酶活性与有机碳和全氮含量均呈极显著正相关关系。综上,在减施氮肥条件下有机物料还田可以提高土壤质量。

关键词: 麦田 ; 有机物料 ; 土壤养分 ; 酶活性

Abstract

Based on the field experiment, the effects of different organic materials returning on soil enzyme activities and soil nutrients in wheat were studied. Four models were designed: single application of nitrogen (CK, N 270kg/hm 2),straw returning (J, N 216kg/hm 2), straw and cow dung (JF, N 216kg/hm 2), straw and mushroom dregs (JZ, N 216kg/hm 2),0-60cm soil layer on wheat field urease, invertase activity and soil organic matter and total nitrogen content were studied. The results showed that the urease activity was the highest in the jointing stage at 0-20cm, and the urease activity was the highest in the jointing stage and flowering stage in the treatment of 20-40cm soil layer straw returning and mushroom dregs (JZ). In 0-20cm and 20-40cm soil layers, the invertase activity of straw and cow dung (JF) treatment was significantly higher than CK treatment at jointing stage. Except for J treatment, other treatments in the 0-20cm the organic matter content layer was the highest at jointing stage, and JF treatment was the highest, followed by JZ and J treatment, CK treatment was the lowest; the total nitrogen content of JF treatment was the highest in the 0-20cm soil layer, and it was significantly higher than CK. The return of organic materials to soil could effectively increase soil urease activity, invertase activity, the content of organic matter and total nitrogen. Soil urease, invertase activity and organic matter and total nitrogen content were significantly positively correlated. In summary, organic materials returning to the field under reduced nitrogen applications can improve soil quality.

Keywords: Wheat field ; Organic materials ; Soil nutrients ; Enzyme activity

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本文引用格式

李春喜, 李斯斯, 邵云, 马守臣, 刘晴, 翁正鹏, 李晓波. 减氮条件下有机物料还田对麦田酶活性及其土壤碳氮含量的影响[J]. 作物杂志, 2019, 35(5): 129-134 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.022

Li Chunxi, Li Sisi, Shao Yun, Ma Shouchen, Liu Qing, Weng Zhengpeng, Li Xiaobo. Effects of Organic Materials Returning on Enzyme Activities and Soil Carbon and Nitrogen Content in Wheat Field under Nitrogen-Reducing Conditions[J]. Crops, 2019, 35(5): 129-134 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.022

随着农业生产的快速发展,我国化肥施用量不断增长。资料显示,2010年我国化肥的施用量是发达国家化肥安全施用上限的2倍[1]。长期过量施用化肥会导致土壤有害病菌超标,土壤养分失衡,造成生态环境破坏和温室气体排放量增加等负面影响[2,3]。施用有机肥不仅能够提高土壤有机碳含量,改善土壤微生物群落结构,提供作物养分,而且在环境保护方面也有积极影响[4,5,6,7,8,9]。新的农业形势不仅要保证粮农持续增收,还要发展绿色生态农业,维持土壤肥力与质量,协同提高氮肥利用效率[10]

近年来,国内有关不同施肥对土壤酶活性及土壤养分影响的研究较多,研究结果[11,12,13]表明,秸秆还田配施化肥加秸秆腐熟剂有利于提高土壤酶活性与土壤养分含量,且脲酶、蔗糖酶活性与土壤全氮、有机碳含量呈显著相关;胡乃娟等[14]研究显示秸秆还田处理较秸秆不还田处理能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,但李倩等[15]在研究不同秸秆还田量对土壤酶活性的影响中发现,秸秆还田后脲酶活性显著提高,而土壤蔗糖酶活性变化不明显。前人关于有机肥与化肥配施对土壤酶活性变化、土壤养分的影响研究结果不尽相同,且前人研究大多集中在土层0~20cm,对20~60cm土壤酶活性及其土壤养分的动态变化研究较少。本试验在减施氮肥的前提下,研究有机物料还田配施化肥对小麦各个生育时期及不同土壤深度(0~60cm)的土壤养分和酶活性的影响,以期筛选出最优的施肥组合,为该地区秸秆还田利用和适度的化肥减量技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在获嘉县照镜镇前李村高产田进行,位于河南省新乡市(35°9′N、113°39′E),海拔120m,全年日照约2 206h,年平均气温15.7℃,无霜期219d,平均降水量447.2mm,年蒸发量1 748mm,属典型的一年两熟农业区。试验田为黏壤土,试验前0~60cm土层基本养分状况见表1

表1   供试土壤(0~60cm)养分特性

Table 1  Soil nutrient characteristics (0-60cm)

土层(cm)
Soil depth
全氮(g/kg)
Total N
有机碳(g/kg)
Organic carbon
速效氮(mg/kg)
Available N
速效磷(mg/kg)
Available P
速效钾(mg/kg)
Available K
pH
0~200.941044222838.06
20~400.59629161638.10
40~600.4151981268.01

Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level. The same below

不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下同

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1.2 试验设计

本试验为长期定位试验,于2008年开始,供试小麦为高产稳产、抗冻耐旱的品种“百农矮抗58”(河南科技学院提供)。采用随机区组试验设计,除对照外,其他处理均全量秸秆还田并减施氮肥,减施氮肥量根据上年度试验结果结合当地农民常规施肥量计算后得出。共设4个处理,单施纯氮270kg/hm2(CK)、秸秆还田+纯氮216kg/hm2(J,前茬玉米秸秆粉碎后全量还田,纯氮较CK减量20%)、秸秆还田+菌渣+纯氮216kg/hm2(JZ,菌渣60m3/hm2,纯氮较CK减量20%)、秸秆还田+牛粪+纯氮216kg/hm2(JF,牛粪45m3/hm2,纯氮较CK减量20%)。小麦季于播前分别底施有机肥与化肥,CK底施纯氮(尿素,含N 46%)162kg/hm2、按照减施氮肥比例底施纯氮(尿素,含N 46%)108kg/hm2、五氧化二磷(磷酸二铵,含P2O5 46%)120kg/hm2、氧化钾(氯化钾,含K2O 60%)180kg/hm2、硫磺60kg/hm2,并于第2年小麦拔节期追施纯氮(尿素,含N 46%)108kg/hm2。各处理田间管理同一般大田。试验小区面积30m2(5m×6m),3次重复。

试验于2016-2018年进行,第1季2016年10月12日播种,播量为187.5kg/hm2,2017年6月1日收获。第2季2017年10月10日播种,2018年5月28日收获。麦季土壤养分分析的采样时期分别在小麦苗期、拔节期、开花期和成熟期,每个小区内沿“S”形取样并用土钻取0~20、20~40、40~60cm土层土样,每土层3次重复,分别混匀。样品采集后,除去可见根系和石砾,自然风干,过筛,用于测定土壤有机碳、全氮含量和土壤酶活性。有机物料养分状况为秸秆全氮含量7.39g/kg,有机碳79g/kg,pH为7.71;菌渣全氮含量7.56g/kg,有机碳19g/kg,pH为8.23;牛粪全氮含量25.1g/kg,有机碳60g/kg,pH为7.55。

1.3 测定项目与方法

土壤全氮含量:用硫酸铜-硫酸钾-浓硫酸消煮[16],消煮液冷却后定容至50mL,静置,取上清液,用连续流动分析仪(AA3,德国SEAL Analytical公司)进行测定[17]

有机碳含量:称取烘干土样,用锡箔纸折叠密封,放入总有机碳分析仪(TOC,德国Elemetar)中进行测定[16]

土壤酶活性:采用苯酚-次氯酸钠比色法[15]测定土壤脲酶活性;采用3,5-二硝基水杨酸比色法[18]测定土壤蔗糖酶活性。

1.4 数据分析

采用Excel 2010和SPSS 22.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同有机物料处理土壤脲酶活性的动态变化

图1可知,各处理土层(0~60cm)脲酶活性随生育时期推进呈现先升高后降低的趋势,从苗期至拔节期升高达到峰值,在开花期下降,直至成熟期,且4种处理土壤脲酶活性成熟期比苗期有所提高。拔节期与开花期0~20cm土层JF和JZ处理的脲酶活性显著高于单施氮肥(CK),且JF处理与JZ处理之间差异显著,可能是牛粪中的微生物改善了土壤微环境,从而提高了脲酶活性;拔节期和开花期20~40cm土层JF处理脲酶活性显著高于其他3个处理。说明施用有机物料能够提高脲酶活性,从而促进尿素在土壤中的转化,提高土壤质量。

图1

图1   小麦不同生育时期不同土层土壤脲酶活性变化

Fig.1   Changes of urease activities in different soil layers of wheat at different growth stages


2.2 不同有机物料处理土壤蔗糖酶活性的动态变化

图2可知,各处理土层(0~60cm)蔗糖酶活性的变化随生育时期推进呈现先升高后降低的趋势,从苗期至拔节期升高达到峰值,在开花期下降,直至成熟期。在0~20cm土层,每个时期的蔗糖酶活性均为JF处理显著高于CK处理,说明施用牛粪可以提高土壤蔗糖酶的活性,从而促进土壤中碳素循环,提高有机碳含量。拔节期和开花期20~40cm土层,JF处理蔗糖酶活性高于其他3个处理(JZ、J、CK),而到成熟期则表现为有机物料还田的3个处理(JF、JZ、J)高于CK。40~60cm土层小麦各生育时期,JF处理显著高于CK处理,说明有机物料还田对深层土壤蔗糖酶的转化也同样有促进作用,其中JF处理作用最明显。

图2

图2   小麦不同生育时期不同土层土壤蔗糖酶活性变化

Fig.2   Changes of invertase activities in different soil layers of wheat at different growth stages


2.3 不同有机物料处理对不同土层土壤有机碳含量的影响

表2可知,施用有机物料能够显著提高土壤有机碳含量,在各个生育时期,JF处理在0~20cm土层有机碳含量显著高于CK处理,分别较CK处理增加37.5%、13.0%、16.3%、37.7%。苗期20~40cm土层有机物料还田处理(JF、JZ、J)的有机碳含量均显著高于CK,说明有机物料与化肥配施提高了土壤肥力;在拔节期、开花期和成熟期,JF处理的20~40cm土层有机碳含量显著高于CK处理,分别较CK处理增加了47.4%、37.1%、25.2%,说明施用牛粪可以提高20~40cm土层中有机碳含量。综合来看,有机物料的施用显著提高了土层0~40cm有机碳含量,提升了土壤肥力,改善了土壤质量。

表2   不同生育时期不同土层土壤有机碳含量的方差分析

Table 2  Variance analysis of soil organic carbon content in different soil layers at different growth stages g/kg

处理
Treatment
苗期Seedling stage拔节期Jointing stage开花期Flowering stage成熟期Mature stage
0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm
CK25.1d22.1b19.1ab36.2b22.8c19.5a32.6b23.7d17.7c26.5d22.6d17.6c
J30.1c26.9a18.5b35.8b29.9ab20.4a35.9ab29.5b19.7b30.1c26.7b19.4b
JZ32.2b27.3a19.6a36.3b27.1b21.2a35.9ab26.7c20.8ab34.5b25.3c19.7ab
JF34.5a29.9a19.6a40.9a33.6a21.9a37.9a32.5a21.1a36.5a28.3a20.4a

Note: Different letters in the same column represent significantly different (P<0.05) according to LSR test. The same below

注:同列数据后不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)(LSR法检验)。下同

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2.4 不同有机物料处理对不同土层土壤全氮含量的影响

表3可知,观测期间土壤全氮含量均先上升,拔节期最大,开花期缓慢下降,成熟期CK、J和JZ处理的全氮含量高于苗期。小麦各生育时期在0~20cm土层全氮含量均以JF处理最高,且均显著高于CK,分别较CK提高了52.3%、47.2%、45.2%和46.7%,说明牛粪中的养分是逐渐释放的,拔节期和开花期土壤中仍有较高的有效氮。在20~60cm土层拔节期和开花期有机物料还田的3个处理(JF、JZ、J)土壤全氮含量高于CK,表现为JF>JZ>J>CK。苗期20~40cm土层有机物料还田的3个处理(JF、JZ、J)土壤全氮含量均显著高于CK,分别较CK增加了80.5%、61.0%、39.0%,在小麦苗期、拔节期、开花期40~60cm土层JF处理全氮含量均显著高于其他3个处理(JZ、J、CK),其他3个处理之间无显著差异。说明有机物料牛粪改善土壤质量、提高土壤肥力的效果更好。

表3   不同生育时期不同土层土壤全氮含量的方差分析

Table 3  Variance analysis of soil total nitrogen contents in different soil layers at different growth stages g/kg

处理Treatment苗期Seedling stage拔节期Jointing stage开花期Flowering stage成熟期Mature stage
0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm0~20cm20~40cm40~60cm
CK0.88b0.41c0.33b1.27c0.79b0.56b1.24b0.55c0.42b0.92c0.55b0.39b
J0.94b0.57b0.34b1.43b0.82b0.58b1.22b0.66bc0.45b1.00b0.58ab0.43ab
JZ1.08ab0.66ab0.35b1.76a0.83b0.61b1.41b0.84ab0.51b1.06b0.59ab0.43ab
JF1.34a0.74a0.51a1.87a0.90a0.70a1.80a0.97a0.64a1.35a0.65a0.45a

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2.5 土壤养分与酶活性的相关分析

土壤酶来自土壤微生物、植物和动物,土壤酶活性常被用作预测土壤肥力的指标。脲酶活性能够反映土壤有机态氮向有效态氮的转化能力和无机氮的供应能力。相关分析(表4)表明,脲酶活性与蔗糖酶活性、有机碳和全氮含量间均呈极显著正相关。蔗糖酶活性能够反映土壤中碳的转化和呼吸强度。蔗糖酶活性与有机碳和全氮含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.846和0.930。土壤酶活性比土壤养分可以更加敏感和准确地反映土壤肥力,酶在土壤各种物化反应过程中起重要作用,与土壤肥力的演变息息相关。

表4   土壤养分与酶活性的相关关系

Table 4  Correlation between soil nutrient and enzyme activity

指标
Index
脲酶活性
Urease activity
蔗糖酶活性
Invertase activity
有机碳含量
Organic carbon content
全氮含量
Total nitrogen content
脲酶活性Urease activity1
蔗糖酶活性Invertase activity0.905**1
有机碳含量Organic carbon content0.904**0.846**1
全氮含量Total nitrogen content0.929**0.930**0.886**1

Note: "**" indicates highly significant correlation (P<0.01) (n=144)

注:“**”表示极显著相关(P<0.01)(n=144)

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3 讨论

土壤酶活性是评价土壤肥力的重要参数之一,不仅能表征土壤养分转化和运移能力的强弱,而且与有机物质矿化分解、能量转移、环境质量等密切相关[19]。大量研究表明施加有机肥可增加土壤酶活性,张鹏等[20]发现,施用不同量有机肥后土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均得到显著提高,且随着有机肥施用量增加效果更明显。本研究中,减氮处理配合不同有机物料均使土壤脲酶和蔗糖酶活性显著提高,可能是因为有机物料使土壤中微生物数量增加,从而促进了土壤中微生物的代谢,提高了土壤酶活性。孙瑞莲等[21]对褐潮土12年肥料定位试验结果显示,化肥配施秸秆会降低土壤脲酶活性,可能是因为过量施加有机肥使土壤中C/N比例失衡,从而导致土壤中反硝化作用加剧,影响微生物的分解。本研究表明:与单施纯氮270kg/hm2相比,秸秆还田+纯氮216kg/hm2、秸秆+菌渣+纯氮216kg/hm2和秸秆+牛粪+纯氮216kg/hm2处理的土壤脲酶和蔗糖酶活性均有所提高,且0~20cm比20~40cm土层的效果更明显。在0~20cm土层中,秸秆+牛粪+纯氮216kg/hm2的酶活性最高,这与卫婷等[22]的研究结果相似。Marschner等[23]和Wei等[24]的研究表明,施加少量有机物能够提高耕作层的土壤酶活性,说明秸秆还田与施用有机肥对酶的转化有很好的提高作用,适宜的含氮量为酶的转化提供了更多的酶促基质,从而提高土壤中酶的活性。张英英等[25]研究结果表明,土壤酶活性均呈现出随生育期推进先上升后下降的规律,且在不同施肥措施下土壤酶活性成熟期比苗期均有所提高,这与本研究结果相似。可能是因为拔节期、开花期属于小麦的旺盛生长时期,植物对土壤养分需求增加,根系发达、根系分泌物增多,微生物数量以及活力增强,故酶活性最强。另外,本研究中脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈极显著正相关。全氮含量对脲酶和蔗糖酶活性影响最大。

大量研究表明,施用有机肥能够改善土壤质量,提高有机碳含量[26,27]。本研究表明,在小麦整个生育期内,秸秆还田+纯氮216kg/hm2、秸秆还田+菌渣+纯氮216kg/hm2、秸秆还田+牛粪+纯氮216kg/hm2较单施纯氮270kg/hm2均能提高土壤有机碳、土壤全氮含量,在0~60cm土层均表现为秸秆+牛粪+纯氮216kg/hm2>单施纯氮270kg/hm2,总体上秸秆+牛粪+纯氮216kg/hm2处理优于单施纯氮270kg/hm2处理,这是因为牛粪中含有大量的有机质,深耕使部分的牛粪进入深层土壤中同时提高了20~60cm土层土壤有机碳含量;秸秆还田使土壤有机碳含量增加的原因可能是秸秆还田能够增加土壤有机物质的输入同时降低土壤有机碳的矿化分解效率[28,29]。林诚等[30]对黄泥田23年肥料定位试验发现,增施牛粪处理比不施肥处理的有机碳含量增加47.1%,且增产效果明显。白和平等[31]研究表明,秸秆还田后土壤有机碳含量相对于非还田土壤平均提高0.29g/kg,且秸秆释放有机物质是个逐渐的过程,这样既增加土壤有机碳含量,又有利于土壤改良和可持续发展。吴玉红等[32]研究发现,秸秆还田与化肥配施可提高土壤有机碳含量,增加土壤养分及微量元素含量。荣勤雷等[33]对黄泥田土壤研究得出,化肥配施有机肥明显提高了土壤微生物量和土壤养分含量,但是土壤有机碳、全氮含量变化不显著,这可能是因为土壤养分不仅由农田基础肥力和肥料投入决定,还与土壤性质、所处地域和作物种植方式有关。

4 结论

与单施纯氮270kg/hm2相比,有机物料还田配合氮肥减施能够显著提高小麦生育期0~60cm土层土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、土壤全氮与有机碳含量。秸秆还田+牛粪+纯氮216kg/hm2处理对土壤酶活性的提高最为显著;秸秆还田+牛粪+纯氮216kg/hm2处理增加0~60cm土层土壤有机碳与全氮含量,从而在小麦整个生育时期提供充足的有效氮。此外,土壤酶活性与有机碳和全氮含量之间相关性极显著。综合以上结果,建议该地区采用小麦季施纯氮216kg/hm2、秸秆还田+牛粪45m3/hm2的方式。

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我国化肥大量使用在提高农业生产的同时也对环境产生了严重的负面影响。目前国内外学术界对我国化肥施用量持续增长的原因以及未来我国化肥使用的发展趋势还存在较大争议。论文利用过去20 a 间我国化肥施用量的相关数据, 对化肥施用量持续增长的成因进行了分解。研究结果表明:化肥使用强度的增长是我国化肥施用总量增长的主因, 但从2007 年以来, 使用强度的贡献不断下降, 播种面积调整的贡献有所提高。根据分解结果并利用“中国农业可持续发展决策支持系统”(CHINAGRO) 预测了2020 年全国和各省化肥使用量情况。模型分析结果表明如果不采取措施, 我国未来化肥的使用总量和单位播种面积化肥施用量将依然呈现增长趋势, 且单位面积化肥用量将长期高于225 kg/hm<sup>2</sup>的国际上限标准。预计到2020年我国化肥总施用量和单位播种面积化肥施用量比2010 年分别提高2%和4.3%。东部地区单位播种面积化肥施用量较高, 2020 年广东、福建、天津、北京等省(市) 化肥单位面积施用量将接近或超过600 kg/hm<sup>2</sup>, 这将对当地环境造成巨大压力。

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研究了施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,与对照和单施无机肥相比,施用堆肥能够提高芥菜生物量,增加根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量,各处理微生物数量均在收获期达到最大值; 同时,施用堆肥能够显著提高芥菜根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活性。各土壤酶在芥菜的生长期内变化趋势不同,脲酶活性在收获期达到最高; 化肥与堆肥配施蔗糖酶活性在整个生长期内较稳定,其他处理均在收获期最低; 过氧化氢酶活性在前期比较稳定,收获期有较大幅度下降; 纤维素酶活性在旺长期较高,而苗期和收获期较低。相关性分析表明,部分土壤酶活性之间呈显著或极显著正相关; 酶活性与土壤微生物数量之间呈显著或极显著正相关,表明土壤酶活性与微生物能够较好地反映土壤肥力水平。

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万宝瑞 .

新形势下我国农业发展战略思考

农业经济问题, 2017,38(1):4-8.

[本文引用: 1]

武晓森, 周晓琳, 曹凤明 , .

不同施肥处理对玉米产量及土壤酶活性的影响

中国土壤与肥料, 2015(1):44-49.

[本文引用: 1]

夏雪 .

不同有机肥条件下施氮水平对土壤水解酶活性影响的研究

杨凌:西北农林科技大学, 2010.

[本文引用: 1]

宋震震, 李絮花, 李娟 , .

有机肥和化肥长期施用对土壤活性有机氮组分及酶活性的影响

植物营养与肥料学报, 2014,20(3):525-533.

DOI:10.11674/zwyf.2014.0302      Magsci     [本文引用: 1]

<p>本文以中国农业科学院山东禹城长期定位施肥试验为平台,研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分[颗粒有机氮(POM-N)、 可溶性有机氮(DON)、 微生物量氮(SMBN)及轻组有机氮(LFOM-N)]及土壤酶活性的影响。结果表明,与不施肥相比,长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物量氮以及轻组有机氮的含量,长期施有机肥效果好于化肥,施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥。常量施用量下,50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当。长期施化肥处理土壤全氮及活性有机氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高,且明显受施肥方式的影响,LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式的改变而变化。长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加,它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或极显著相关性,脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性; 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥</p>

胡乃娟, 韩新忠, 杨敏芳 , .

秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应

植物营养与肥料学报, 2015,21(2):371-377.

DOI:10.11674/zwyf.2015.0211      Magsci     [本文引用: 1]

【目的】秸秆还田作为一种有效的秸秆处理方式不仅能够提高土壤肥力,增加作物产量,还可以缓解农田生态压力。研究稻麦轮作系统下不同秸秆还田量对土壤活性有机碳库、酶活性和作物产量的短期影响,可为提出适宜当地生产的秸秆还田量提供理论依据。【方法】利用稻麦轮作农田定位试验进行了研究。采用随机区组设计,设7个处理,以稻麦季秸秆均不还田为对照处理(CK),6个不同秸秆还田量处理。测定了秸秆还田后土壤活性有机碳库和土壤酶活性的变化,稻麦产量以及三者之间的相关关系。【结果】 1)与秸秆不还田处理相比,试验范围内的秸秆还田量能在一定程度上提高土壤活性碳组分的含量和土壤酶活性,并能增加水稻和小麦的产量及其构成因素;2)土壤总有机碳和微生物生物量碳的含量随着秸秆还田量增加,增幅呈先增大后减小的趋势,以连续两季50%秸秆还田量处理下显著较高,而水溶性有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数在连续两季25%秸秆还田量处理下最高;3)相比秸秆不还田处理,连续两季25%秸秆还田量对土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响均最显著;4)水稻和小麦的产量均为在连续两季25%和50%秸秆还田量处理下增产较显著,与秸秆不还田相比,水稻增产达9.0%,小麦增产达11.45%;5)土壤碳库、土壤酶活性以及水稻和小麦产量之间均存在显著相关。【结论】在本试验条件下,连续两季25%和50%秸秆还田量表现出显著提高土壤碳汇能力和增加作物产量的优势。

李倩, 张睿, 贾志宽 .

玉米旱作栽培条件下不同秸秆覆盖量对土壤酶活性的影响

干旱地区农业研究, 2009,27(4):152-154,162.

[本文引用: 2]

胡慧蓉, 田昆 . 土壤学实验指导教程. 北京: 中国林业出版社, 2012: 20-67.

[本文引用: 2]

黄勇, 杨忠芳 .

土壤质量评价国外研究进展

地质通报, 2009,28(1):130-136.

[本文引用: 1]

关松荫 . 土壤酶及其研究方法. 北京: 农业出版社, 1986: 260-339.

[本文引用: 1]

刘善江, 夏雪, 陈桂梅 , .

土壤酶的研究进展

中国农学通报, 2011,27(21):1-7.

[本文引用: 1]

张鹏, 贾志宽, 路文涛 , .

不同有机肥施用量对宁南旱区土壤养分、酶活性及作物生产力的影响

植物营养与肥料学报, 2011,17(5):1122-1130.

DOI:10.11674/zwyf.2011.1105      Magsci     [本文引用: 1]

为了给有机培肥技术体系的建立提供依据,在宁南旱区4年有机培肥定位试验中,以不施有机肥作为对照(CK),设置了3种有机肥施用量处理(高:90 000 kg/hm2、中:60 000 kg/hm2、低:30 000 kg/hm2),对不同处理条件下的土壤养分、酶活性、作物产量及水分利用效率进行了研究。结果表明,在2010年冬小麦收获后,各处理0&mdash;60 cm土层土壤养分含量、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性大小顺序均为:高、中量有机肥>低量有机肥>不施有机肥,各施肥处理较CK差异显著(P&lt;0.05)。随有机肥施肥量由高到低,产量分别较CK提高35.05%、20.77%和11.51%;作物水分利用效率分别较CK提高38.26%、22.61%和11.88%,差异均极显著。说明在宁南半干旱区长期施用有机肥对提高土壤养分、酶活性、冬小麦的产量和水分利用效率有显著效果。

孙瑞莲, 赵秉强, 朱鲁生 , .

长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用

植物营养与肥料学报, 2003,9(4):406-410.

DOI:10.11674/zwyf.2003.0405      Magsci     [本文引用: 1]

为探讨长期施肥条件下土壤酶活性及其与土壤肥力的关系,对褐潮土肥料定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,NPK与有机肥长期配合施用能明显提高土壤有机质含量,全氮、全磷及速效氮、磷、钾含量,增强土壤转化酶、磷酸酶和脲酶的活性。玉米秸秆有利于提高土壤转化酶活性,而有机肥则主要提高土壤脲酶和磷酸酶活性;采用轮作方式比连作能更好地培肥土壤。土壤酶活性与土壤肥力之间具有很好的相关性,其中,磷酸酶、脲酶、转化酶活性与有机质、全磷、速效磷含量呈显著正相关;磷酸酶与碱解氮、速效钾,脲酶与速效钾,转化酶与碱解氮均呈显著相关。长期施肥不能增强土壤中过氧化氢酶活性,过氧化氢酶与土壤养分之间无明显相关。

卫婷, 韩丽娜, 韩清芳 , .

有机培肥对旱地土壤养分有效性和酶活性的影响

植物营养与肥料学报, 2012,18(3):611-620.

DOI:10.11674/zwyf.2012.11339      Magsci     [本文引用: 1]

为了探明有机培肥对旱地土壤肥力的影响,为建立旱地土壤改良技术体系提供依据,在渭北旱塬进行了4年有机培肥定位试验,设置3个秸秆还田量水平9 000 kg/hm2 (SH)、6 000 kg/hm2 (SM)、3 000 kg/hm2 (SL)和3个有机肥施用量水平22 500 kg/hm2(MH)、11 250 kg/hm2(MM)、5 250 kg/hm2(ML)处理,不施有机肥作为对照(CK)。结果表明,连续进行有机培肥第4年冬小麦收获后,各处理0&mdash;60 cm土层土壤有效养分和活性碳含量大小顺序均为:MM, SM>SH, MH>ML, SL>CK,各培肥处理速效磷、速效钾、碱解氮和活性碳含量较对照提高幅度分别为13.27%~161.77%(P&lt;0.05)、7.51%~25.01%(P&lt;0.05)、10.52%~41.87%(P&lt;0.05)和64.15%~92.42%(P&lt;0.05),两种培肥措施间无显著差异;土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于CK(P&lt;0.05),提高程度因还田量和施肥量的多少而异,以SM 和MM处理效果最显著,过氧化氢酶活性较CK变化不明显。说明旱地秸秆还田和施有机肥对提高土壤养分有效性、土壤活性有机碳和酶活性有显著效果。

Marschner P, Kandeler E, Marschner B .

Structure and function of the soil microbial commuity in a long-term fertilizer experiment

Soil Biology and Biochemistry, 2003,35(3):453-461.

[本文引用: 1]

Wei T, Zhang P, Wang K , et al.

Effects of wheat straw incorporation on the availability of soil nutrients and enzyme activities in semiarid areas

PLoS ONE, 2015,10(4):e0120994.

[本文引用: 1]

张英英, 蔡立群, 张仁陟 , .

不同耕作措施对春小麦生育期内土壤酶活性的影响

干旱区资源与环境, 2016,30(10):88-92.

[本文引用: 1]

Wagner S, Cattle S R, Scholten T .

Soil-aggregate formation as influenced by clay content and organic-matter amendment

Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2007,170(1):173-180.

[本文引用: 1]

Tong X, Xu M, Wang X , et al.

Long-term fertilization effects on organic carbon fractions in a red soil of China

Catena, 2014,113(1):251-259.

[本文引用: 1]

张贵龙, 赵建宁, 宋晓龙 , .

施肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响

植物营养与肥料学报, 2012,18(2):359-365.

DOI:10.11674/zwyf.2012.11209      Magsci     [本文引用: 1]

在华北夏玉米生产体系中,采用田间试验,研究了不同施肥措施下(不施肥、单施有机肥、推荐施肥、习惯施肥和单施化肥),土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化。结果表明:与不施肥相比,单施有机肥土壤有机碳和活性有机碳含量分别增加 11.68%,21.71%。推荐施肥和习惯施肥土壤有机碳含量分别增加 6.57%,7.58%,活性有机碳含量分别增加 8.53%,4.26%。单施化肥土壤有机碳与活性有机碳含量均没有显著增加;施有机肥和推荐施肥土壤碳库管理指数比不施肥分别高 31.79,13.01。单施化肥土壤碳库管理指数没有显著变化;土壤活性有机碳与总有机碳、碳库管理指数、玉米子粒产量均存在极显著相关关系。碳库管理指数与玉米子粒产量极显著相关,能够指示土壤生产力的变化。可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力。

路文涛, 贾志宽, 张鹏 , .

秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响

农业环境科学学报, 2011,30(3):552-528.

[本文引用: 1]

林诚, 王飞, 李清华 , .

不同施肥制度对黄泥田土壤酶活性及养分的影响

中国土壤与肥料, 2009(6):24-27.

[本文引用: 1]

白和平, 胡喜巧, 朱俊涛 , .

玉米秸秆还田对麦田土壤养分的影响

科技信息, 2011(11):43-44.

[本文引用: 1]

吴玉红, 郝兴顺, 田霄鸿 , .

秸秆还田与化肥减量配施对稻茬麦土壤养分、酶活性及产量影响

西南农业学报, 2018,31(5):998-1005.

[本文引用: 1]

荣勤雷, 梁国庆, 周卫 , .

不同有机肥对黄泥田土壤培肥效果及土壤酶活性的影响

植物营养与肥料学报, 2014,20(5):1168-1177.

Magsci     [本文引用: 1]

紫花苜蓿作为畜牧业生产中最主要的优质绿色饲料,是发展草食畜牧业的物质基础,同时它也是一种需水需肥较多的作物。近几年由于国家对苜蓿产业的重视以及相应的政策扶持,苜蓿产业得到大力发展,在充分利用现有的草地资源、中低产田来增加苜蓿种植面积的同时,如何从技术方面提高单位面积苜蓿产量,实现苜蓿高产栽培是科学研究人员及生产者研究的重点。灌水和施肥是农业生产中影响作物生长发育的两大重要技术措施,其合理与否将直接影响作物生长、产量及经济效益等。京南地区是指与北京市东南部接壤的蓟县、宝坻及南部接壤的廊坊、武清等地区,它是北京市在生态和环境优先发展原则下畜牧养殖业外移的重要承接区域,由于该地区自身的条件限制,加之该区域关于苜蓿灌水施肥研究的报道极少,苜蓿在当地种植缺乏科学指导,年干重产量仅为 7500~10000 kg/hm2,盐碱地年产量更低,为 4500~6000 kg/hm2,要提高该地区苜蓿的产量,必须了解水分和肥料对苜蓿生长的影响。本研究通过苜蓿水肥实验确立紫花苜蓿达到高产的最佳磷肥施用水平和灌水量,为京南地区苜蓿高产及水肥的高效利用提供可借鉴的水肥管理技术,对于优化农田水肥的区域管理具有重要的指导意义。实验在低磷砂壤土条件下进行,选用紫花苜蓿中苜2号品种,设置全生育期不灌水(W0)、以及返青后及第1、2茬刈割后灌水且每次灌水25 mm (W1)、50 mm (W2)、75 mm (W3)4个灌水处理;每个灌水处理下设置不施磷(F0)、施P2O5 105 kg/ hm2(F1)、210 kg/hm2(F2)3个施磷量处理,研究了灌水和施磷对紫花苜蓿产量、水分和磷肥利用效率的影响。结果表明,1)灌水对1、2茬苜蓿产量的影响有显著差异,对3、4茬及全年产量的影响无显著差异;施磷肥对第3茬苜蓿产量没有显著影响,但对第1、2、4茬及全年苜蓿产量的影响均存在显著差异。2)灌水和施磷肥对紫花苜蓿的水分和肥料利用效率均有显著影响,随着施磷量的增加,苜蓿的水分利用率逐渐增大,说明施磷可以提高水分利用效率;随着灌水量的增加,苜蓿的磷肥利用效率呈先增加后降低的趋势,说明适当的增加灌水量可以提高苜蓿的磷肥利用效率。3)综合考虑紫花苜蓿产量、水分和肥料利用效率等指标,最优试验处理为每次灌水量50 mm,施P2O5 210 kg/hm2,其次为每次灌水量25 mm, 施P2O5210 kg/hm2。

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