控釋摻混肥對大蒜根際土壤酶活性的影響

摘 要:通過大田試驗系統研究了控釋摻混肥(CRF)對大蒜根際土壤酶活性的影響。結果顯示土壤酶活性(土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶)隨控釋摻混肥施入量的增加而顯著提高，等量(CRF1)和80%用量(CRF2)處理脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均顯著高于普通施肥(CCF)處理，表明控釋摻混肥可通過增強土壤酶活性來提高土壤速效養分含量，進而提高大蒜鱗莖產量。

關鍵詞:控釋摻混肥;根際土壤;土壤酶

中圖分類號:S154.2;S633.46+2 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2010)03-0056-03

傳統大蒜施肥以施用速效肥料為主，在播種時將氮肥的60%～80%、全部的磷鉀肥一次性基施(其余氮素翌春追施)，但這并不符合大蒜的養分吸收特性;加之速效肥料分解快、較難被土壤固定，使得這種傳統的施肥方法極易造成速效養分在冬季的大量流失，從而降低肥料利用率。控釋肥養分釋放平穩，可根據作物養分吸收特點人為控制其釋放期[1]。在普通控釋肥中摻進部分速效化肥制成的控釋摻混肥，除具備控釋肥供肥持久的一般特征外，還解決了傳統控釋肥前期養分釋放量過低的問題[2～4]。此外包膜量的減少還降低了成本，使之更易被群眾接受。與習慣施肥相比，等量和80%用量控釋摻混肥能使大蒜鱗莖產量提高、可溶性糖含量增加，干物質產量、氮素利用率提高，增產節肥效果明顯[5]。

土壤酶活性是土壤生物活性的總體現，它不僅與作物產量及土壤管理措施之間有一定關系，且在一定程度上反映了土壤的綜合肥力特征及土壤養分轉化進程，推動著土壤的代謝過程，影響著作物的生長[6～8]。本試驗通過研究控釋摻混肥施入后大蒜根際土壤酶活性的變化，探明控釋摻混肥對大蒜根際土壤酶活性的影響，以期為控釋摻混肥的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試大蒜品種為金鄉蒜。試驗所用控釋摻混肥為金正大生態工程公司提供的大蒜專用肥(N-P2O5-K2O=18-7-16，下同);習慣施肥為未包膜的摻混肥(18-7-16)，由尿素(46-0-0)、磷酸二銨(18-46-0)和硫酸鉀(0-0-50)摻混而成。

1.2 試驗設計

試驗于2008年10月至2009年6月在山東農業大學園藝試驗站進行。供試土壤類型為棕壤，試驗前0～20 cm耕層土壤養分含量為有機質19.30 g/kg、全氮1.12 g/kg、全磷0.73 g/kg、全鉀8.30 g/kg、堿解氮75.21 mg/kg、速效磷19.54 mg/kg、速效鉀80.31 mg/kg。

試驗設5個處理，隨機區組排列，重復3次。處理內容及肥料施用量見表1。每處理設一小區，小區面積為12.5 m×1.7 m=21.25 m2。株行距為15 cm×17 cm。2008年10月8日播種，所有控釋摻混肥(CRF1、CRF2、CRF3)均作基肥一次性施入;習慣施肥(CCF)中全部磷、鉀及氮素的70%基施，其余30%氮素于翌春大蒜返青后追施。及時采收蒜薹，以促進鱗莖膨大。其它管理同當地農民習慣。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 取樣 于2009年4月15日采集田間大蒜根際土壤。取0~20cm土層中的根系，輕輕抖動出根際土壤，混勻，裝入滅菌的塑料袋密封，帶回實驗室風干，過1 mm篩孔，用于測定土壤酶活性。

1.3.2 土壤酶活性的測定 采用靛酚比色法測定脲酶，結果以1 g土24 h產生的NH3-N的毫克數表示;用鄰苯三酚比色法測定多酚氧化酶的活性，以2 h后1 g土壤中生成的紫色沒食子素的毫克數表示;用高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶的活性，其活性以1 g土所消耗的0.1 mol/L KMnO4溶液的毫升數表示;用3，5-二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶的活性，以1 g土在37℃條件下培養24 h后含有的葡萄糖的毫克數表示;用磷酸苯二鈉法測定磷酸酶的活性，以24 h后1 g土壤中釋放出酚的毫克數表示[9]。

1.4 數據統計分析

采用DPS統計軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 控釋摻混肥對大蒜根際土壤脲酶活性的影響

脲酶是土壤氮循環的一種關鍵性酶，可以加速土壤中潛在養分的有效化，與土壤供氮能力密切相關，而土壤中脲酶活性可以作為衡量土壤肥力的指標之一，并能部分反映土壤生產力[10]。由表2可見，施肥處理顯著提高了土壤脲酶的活性，且隨控釋摻混肥施入量的增加而升高，CRF1、CRF2和CRF3三個處理之間差異顯著。CRF1和CRF2處理脲酶活性均顯著高于CCF處理，CRF3處理脲酶活性與CCF處理差異不顯著。

2.2 控釋摻混肥對大蒜根際土壤磷酸酶活性的影響

土壤磷酸酶參與磷素循環，對土壤磷素的轉化利用具有重要作用。因此，土壤磷酸酶活性可以表征土壤的肥力水平，尤其是磷素營養狀況。從表2可以看出，施肥處理顯著提高了土壤磷酸酶的活性，且隨控釋摻混肥施入量的增加而升高，三個控釋摻混肥處理之間差異顯著。CRF1和CRF2處理磷酸酶活性均顯著高于CCF處理，CRF3處理磷酸酶活性低于CCF處理，但差異不顯著。

2.3 控釋摻混肥對大蒜根際土壤蔗糖酶活性的影響

土壤蔗糖酶屬于水解酶類，又稱轉化酶，主要來自植物的根、土壤微生物。土壤中的蔗糖酶對土壤碳循環有重要意義，肥力狀況較好和有機質含量較高的土壤，蔗糖酶活性也較高。由表2看出，施肥處理顯著提高了土壤蔗糖酶活性，且隨控釋摻混肥施入量的增加而顯著升高。CRF1和CRF2處理蔗糖酶活性均顯著高于CCF處理，而CRF3處理蔗糖酶活性顯著低于CCF處理。

2.4 控釋摻混肥對大蒜根際土壤過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫廣泛存在于植物體和土壤中，它是由生物呼吸過程和有機物的生物化學氧化反應產生的，這些過氧化氫對植物和土壤微生物均具有毒害作用。土壤中真菌、細菌和植物根分泌過氧化氫酶，酶促過氧化氫分解為水和氧氣，從而解除過氧化氫的毒害作用。如表2所示，在所有處理中，CRF1處理過氧化氫酶活性顯著高于其它處理;其次是CCF和CRF2處理，但二者差異不顯著，CRF3處理土壤過氧化氫酶均顯著低于其它處理而高于CK。

2.5 控釋摻混肥對大蒜根際土壤多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶主要來源于土壤微生物、植物根系分泌物及動植物殘體分解釋放的酶，是一種復合性酶。土壤多酚氧化酶能把土壤中芳香族化合物氧化成醌，醌與土壤中蛋白質、氨基酸、糖類、礦質元素等反應生成分子量大小不等的有機質和色素，完成土壤芳香族化合物循環。多酚氧化酶活性的變化趨勢與前四種酶不一樣(表2)，所有處理中，CRF2處理多酚氧化酶活性最高，CRF3活性最低，各處理酶活性的順序為CRF2>CK>CRF1>CCF>CRF3，這表明施肥并不能提高多酚氧化酶的活性，對其活性影響較小。

3 討論與結論

土壤酶主要來自植物根系和微生物的活動，土壤酶活性是土壤中生物學活性的總體現，表征了土壤的綜合肥力特征以及土壤養分轉化過程。土壤酶活性容易受到土壤環境因子的影響，不同施肥制度下土壤酶活性變化較大。一般而言，土壤有機質含量與全氮、全磷含量高低有直接關系，而土壤酶與土壤有機質關系密切，因此土壤酶活性與土壤氮、磷含量有一定的關系。土壤有機質、全磷、全氮通過直接或間接效應成為影響脲酶和磷酸酶、蔗糖酶活性的主要因素。有研究表明，土壤蔗糖酶、蛋白酶、磷酸酶和脲酶活性與全氮含量顯著相關;過氧化氫酶、轉化酶、蛋白酶、磷酸酶、脲酶與速效氮、速效磷呈極顯著相關或顯著相關;脲酶與全磷呈極顯著相關。本試驗中，由于控釋摻混肥緩慢釋放養分，等量和80%控釋摻混肥用量處理，土壤中含有較多的氮磷鉀養分，因此脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性顯著高于習慣施肥處理。反過來，較高的土壤酶活性又促進肥料的養分利用，增加土壤肥力，進而提高作物產量。

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