不同綠肥翻壓量及施肥條件下土壤酸性磷酸酶活性的變化

趙書軍，秦興成，張新然，佀國涵，徐祥玉，袁家富

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院植保土肥研究所，武漢 430064；2.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；3.湖北省煙葉公司，武漢 430030)

土壤酶通過催化土壤中一系列生物化學反應(yīng)而發(fā)揮重要作用，其活性是土壤生物學和土壤肥力的重要指標之一[1-2]，對評價土壤肥力水平具有主要意義。其中土壤磷酸酶能夠催化土壤中有機磷的降解和有效化[3]，因此對土壤肥力和土壤中有機磷農(nóng)藥的降解具有重要意義。為驗證土壤磷酸酶作為土壤肥力評價指標的可行性，開展了大量的影響土壤酶的因子研究，特別是施肥等因素對磷酸酶活性的影響[2-5]。盡管關(guān)于施肥對土壤酶活性的影響研究報道較多，但結(jié)果卻因肥料的種類、用量、土壤類型、氣候條件的不同而不同，對于磷酸酶作為土壤肥力指標也存在一些爭議[2]。本研究通過田間試驗調(diào)查了不同化肥和翻壓綠肥量對土壤磷酸酶、土壤速效磷以及煙株生長的影響，探討了磷酸酶作為土壤供肥指標的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

湖北省恩施市望城坡村，土壤類型為黃棕壤。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)9個處理（表1），3次重復，隨即區(qū)組排列，小區(qū)面積為27 m2。本試驗地2008年9月種植綠肥，2009—2010年連續(xù)布置定位試驗。2010年綠肥翻壓時期為4月27日，煙葉移栽時間為5月 26日。種植作物：綠肥品種為光葉紫花苕子；烤煙為云煙87。

1.3 取樣及分析

分別在綠肥翻壓前、翻壓后20、60、80 d和煙葉采收完成后（140 d）取土壤樣品，測定土壤酸性磷酸酶的活性和土壤速效磷的含量。分別在綠肥翻壓后60、80 d，選取一組重復每小區(qū)取5株煙烘干后測定煙株的葉片和整株生物量。土壤酸性磷酸酶的測定采用磷酸苯二鈉比色法[6]；土壤速效磷的測定采用Olsen法[7]。

表1 試驗處理Table1 The treatment of the experiment

2 結(jié) 果

2.1 不同綠肥翻壓量及施肥量對土壤酸性磷酸酶活性的影響

2010年4月27日綠肥翻壓前土壤的磷酸酶反映了2009年種植綠肥對土壤的影響，從表2可以看出，與不翻壓綠肥的處理（常規(guī)施肥）相比，所有翻壓綠肥處理土壤酸性磷酸酶均顯著增加；70%化肥處理的4個處理土壤磷酸酶活性明顯高于85%化肥的4個處理，分析2010年4月27日翻壓綠肥后不同時期土壤酸性磷酸酶活性的變化也發(fā)現(xiàn)相同的規(guī)律，說明降低化肥的用量提高了土壤酸性磷酸酶的活性。

在翻壓綠肥前和翻壓綠肥后的不同時期，在85%化肥的條件下，土壤磷酸酶活性與綠肥的翻壓量沒有明顯規(guī)律性的關(guān)系，但在70%化肥的條件下有隨綠肥翻壓量的增加而增加的趨勢，這表明土壤酸性磷酸酶活性與綠肥翻壓量有一定的關(guān)系。

翻壓綠肥后隨著時間的延長，土壤磷酸酶活性有增加的趨勢，至煙葉采收完畢（翻壓綠肥后的140 d左右）土壤磷酸酶的活性達到最大，常規(guī)施肥和翻壓綠肥處理均表現(xiàn)出相同的趨勢。翻壓綠肥后不同采樣時間，土壤酸性磷酸酶活性均以不翻壓綠肥的常規(guī)施肥處理最低；翻壓綠肥后20 d，85%化肥的 4個處理土壤酸性磷酸酶活性有不同程度的降低，而70%化肥的4個處理均有不同程度的增加，這反映了隨著時間的延長不同化肥用量對土壤酸性磷酸酶活性的影響；翻壓綠肥后的60～80 d，85%化肥的4個處理土壤酸性磷酸酶活性較前期相比有增加的趨勢，而70%化肥的4個處理則基本保持不變，但有隨著綠肥翻壓量增加而增加的趨勢。

在化肥施用量較低（常規(guī)施肥的70%）條件下，翻壓7 500 kg/hm2的綠肥對煙株生長前期土壤酸性磷酸酶活性提升作用明顯，而后期則影響很小，特別是翻壓綠肥80 d后基本與常規(guī)施肥相當。

表2 土壤酸性磷酸酶活性Table 2 Activity of soil acid phosphatase

2.2 土壤速效磷含量與土壤酸性磷酸酶活性的關(guān)系

土壤速效磷含量的變化見表3。翻壓綠肥后20d左右，以施用70%化肥的處理稍高于施用85%化肥和常規(guī)施肥處理，隨著時間的延長土壤速效磷明顯增加，3個時期相比以翻壓后60 d最高。分析翻壓綠肥后60和80 d土壤速效磷的變化，可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)施肥處理的土壤速效磷含量要高于翻壓綠肥的處理；而施用不同化肥和翻壓不同量綠肥的處理之間則沒有明顯的變化規(guī)律。

在翻壓綠肥后的20 d左右（煙葉移栽之前），土壤速效磷與酸性磷酸酶為正相關(guān)關(guān)系(R=0.435)，但沒有達到顯著性相關(guān)水平；在翻壓綠肥后的 60（煙株生長的團棵期）和80 d（煙株生長的旺長期），土壤速效磷與酸性磷酸酶為負相關(guān)關(guān)系（R分別-0.767*和-0.470），這表明在煙株生長的不同時期土壤速效磷與酸性磷酸酶的相關(guān)性有較大的差別。

表3 翻壓綠肥后不同時期土壤速效磷與酸性磷酸酶活性的關(guān)系Table 3 Relation of the activity of soil acid phosphatase and soil available phosphorus in different periods after burying green manure

2.3 煙株干物質(zhì)累積量與土壤酸性磷酸酶活性的關(guān)系

煙株生物量是煙株吸收土壤養(yǎng)分的綜合反應(yīng)，因此分析煙株干物質(zhì)累積量與土壤酸性磷酸酶活性的關(guān)系就可以進一步探討土壤酸性磷酸酶活性作為土壤肥力指標的可行性。

分析表4顯示，翻壓綠肥60和80 d后，煙株生物量和煙葉生物量均以常規(guī)施肥處理最低，這說明翻壓綠肥促進了煙株對養(yǎng)分的吸收，增加了煙株的生物量。在翻壓綠肥60 d左右，翻壓綠肥處理中以“70%化肥＋綠 2”處理煙株生物量和煙葉生物量最高；施用85%化肥的4個處理之間煙株生物量和煙葉生物量差異較小，而在施用70%化肥的4個處理中以翻壓7 500 kg/hm2處理的煙株生物量和煙葉生物量最低，這說明翻壓7 500 kg/hm2的綠肥量偏低。

在翻壓綠肥后 80 d左右，翻壓綠肥處理中以“70%化肥＋綠 4”處理煙株生物量和煙葉生物量最高，以“70%化肥＋綠 1”處理煙株生物量和煙葉生物量最低，基本與常規(guī)施肥處理相當。施用85%化肥的4個處理之間煙株生物量和煙葉生物量差異較小，而在施用70%化肥的4個處理有隨著翻壓綠肥量增加而增加的趨勢。

分析表明，在翻壓綠肥后60 d左右，煙葉生物量和煙株生物量與土壤酸性磷酸酶活性相關(guān)系數(shù)分別為0.682和0.680，統(tǒng)計分析表明，相關(guān)性達到顯著水平（R0.05=0.666，n=9，下同）；在翻壓綠肥后80 d左右，煙葉生物量和煙株生物量與土壤酸性磷酸酶活性的相關(guān)性進一步提高，分別達到 0.718和0.722，同樣達到了顯著性相關(guān)水平。

表4 不同翻壓綠肥量和化肥施用量對煙株生物量的影響 g/株Table 4 Effect of different manuring amount of green manure and chemical fertilizer on tobacco biomass

3 討 論

本試驗在 2010年翻壓綠肥前測定了不同處理的土壤磷酸酶活性，所有上一年翻壓綠肥處理土壤磷酸酶活性均顯著高于常規(guī)施肥處理；這表明翻壓綠肥對土壤酸性磷酸酶活性的影響是有后效的，這反映了翻壓綠肥改良土壤的效果。

在翻壓綠肥的基礎(chǔ)上不同化肥用量對土壤酸性磷酸酶活性的影響不同，在本研究條件下，減少30%的化肥土壤酸性磷酸酶活性較減少15%的化肥土壤酸性磷酸酶活性高，這說明減少化肥的用量提高了土壤酸性磷酸酶活性。

本研究表明，在85%化肥的條件下，土壤磷酸酶活性與綠肥的翻壓量沒有明顯規(guī)律性的關(guān)系；但在 70%化肥的條件下土壤磷酸酶活性有隨綠肥翻壓量的增加而增加的趨勢，這表明土壤酸性磷酸酶活性與翻壓綠肥量有一定的正相關(guān)性。

在煙葉移栽之前，土壤速效磷與酸性磷酸酶呈一定的正相關(guān)關(guān)系，但沒有達到顯著性相關(guān)水平；但在煙株生長的團棵期和旺長期，土壤速效磷與酸性磷酸酶呈負相關(guān)關(guān)系，這表明在煙株生長的不同時期土壤速效磷與酸性磷酸酶的相關(guān)性有較大的差別。

本研究表明，在煙株生長的團棵期和旺長期，煙葉生物量和煙株生物量與土壤酸性磷酸酶活性均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。由于植株生物量是土壤肥力狀況的最直接反映，因此用土壤酸性磷酸酶活性作為土壤肥力狀況的評價指標是可信的。雖然土壤速效磷在一定程度上反應(yīng)了土壤中供磷的容量，但在栽植作物后，土壤速效磷是植株吸收磷、土壤活化磷和施肥的綜合反應(yīng)，因此用土壤速效磷含量作為土壤肥力狀況的評價指標有一定的局限性。因此用土壤酸性磷酸酶活性作為土壤供磷能力的指標較土壤速效磷更具科學性。

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