生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑對油菜生育期土壤酶活性的影響

陳芬，余高*，譚杰斌，侯建偉

(1.銅仁學(xué)院 農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院，貴州 銅仁 554300； 2.寧鄉(xiāng)豐裕生物科技有限公司，湖南 寧鄉(xiāng) 410600)

土壤改良劑又被稱為土壤調(diào)理劑，可改善土壤結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤水、肥、氣、熱及生物之間的關(guān)系[1]。土壤酶是存在于土壤中各酶類的總稱，是土壤的組成成分之一，也是評價土壤肥力的一個重要指標(biāo)[2]，主要來源于土壤中動物、植物根系和微生物的細(xì)胞分泌物及殘?bào)w的分解物[3]。目前，有大量關(guān)于土壤改良劑對土壤酶活性的研究。肖占文等[4]研究表明，施用多功能土壤改良劑，能有效地改善棕漠土理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶含量；李小煒等[5]研究表明，施用微生物類土壤改良劑能改善土壤容重，提高土壤堿性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶等含量；劉玉環(huán)等[6]研究表明，功能型土壤改良劑可改善灰棕荒漠土的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高土壤酶活性和玉米產(chǎn)量。本試驗(yàn)以黃壤土為研究對象，研究自制生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑對油菜各生育期土壤酶活性的影響，以期為生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑的應(yīng)用和黃壤可持續(xù)生產(chǎn)利用提供酶學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)地設(shè)在湖南省長沙市岳麓區(qū)蓮花鎮(zhèn)立馬村(28°23′N，112°93′E)，該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均氣溫為16.9～17.5 ℃，年均降水量為1 360～1 400 mm，供試土壤為黃壤。試驗(yàn)于2016年9月播種，2017年5月收獲。

供試作物為湘雜優(yōu)5號油菜。土壤改良劑為自制生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑，有機(jī)質(zhì)含量為71.42%，氮磷鉀總養(yǎng)分為11.46%，pH為7.52。供試無機(jī)肥為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀，有機(jī)肥為寧鄉(xiāng)豐裕生物科技有限公司提供的專用油菜有機(jī)肥。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個處理：土壤改良劑處理(T1)、無機(jī)肥處理(T2)、有機(jī)肥處理(T3)和對照處理(CK)。除CK外，其他3個處理均是在等量施肥條件下種植油菜，所有處理均重復(fù)4次，小區(qū)面積為20 m2，采用隨機(jī)區(qū)組排列。所有肥料(包括土壤改良劑)都是作為基肥一次性施入土壤，在油菜角果發(fā)育期噴施2次硼肥。分別在油菜越冬期、角果發(fā)育期和收獲期采集0～20 cm表層土壤用于測定土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。

1.3 測定項(xiàng)目和方法

土壤脲酶活性采用苯酚-次氯酸鈉比色法；土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法；土壤酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010軟件進(jìn)行計(jì)算與制圖，并用SPASS 20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤改良劑對油菜各生育期脲酶活性的影響

土壤脲酶是土壤酶中催化尿素水解的酶，是土壤中決定氮轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶，其活性高低可反映土壤無效態(tài)氮向有效態(tài)氮轉(zhuǎn)化及供應(yīng)無機(jī)態(tài)氮的能力[7]。

由圖1可知，油菜不同生育期土壤脲酶活性以T1處理最高，均顯著高于其他處理，其中，角果發(fā)育期的土壤脲酶活性達(dá)到整個生育期的最高值，收獲期活性有所降低。這可能是因?yàn)榻枪l(fā)育期植物對氮素養(yǎng)分的需求達(dá)到頂峰，能有效促進(jìn)土壤有機(jī)氮的礦化。

同生育期柱上無相同小寫字母表示組間在P<0.05水平差異顯著，圖2～3同。圖1 不同施肥處理油菜各生育期脲酶活性的影響

2.2 土壤改良劑對油菜各生育期蔗糖酶活性的影響

土壤蔗糖酶是參與土壤有機(jī)碳循環(huán)的酶，其活性高低反映了土壤的熟化程度和肥力水平，對增加土壤中易溶性營養(yǎng)物質(zhì)起到非常重要的作用，是土壤肥力評價的重要指標(biāo)之一[2，7]。

由圖2可知，不同施肥處理下，油菜各生育期蔗糖酶活性的變化規(guī)律與脲酶活性相似，同樣是角果發(fā)育期土壤蔗糖酶活性最高。各生育期均以T1處理的蔗糖酶活性最高，均顯著高于其他處理。

圖2 不同施肥處理油菜各生育期蔗糖酶活性的影響

2.3 土壤改良劑對油菜各生育期酸性磷酸酶活性的影響

磷酸酶在土壤磷素的轉(zhuǎn)化循環(huán)過程中起著非常重要的作用，其活性高低對土壤有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性具有重要影響[7]。

由圖3可知，不同施肥處理下，油菜各生育期酸性磷酸酶活性的變化規(guī)律與脲酶、蔗糖酶活性相似，也以角果發(fā)育期土壤蔗糖酶活性最高。不同處理間，T1處理的蔗糖酶活性顯著高于其他處理，但角果發(fā)育期、收獲期T2和T3處理間酸性磷酸酶活性差異不顯著。

圖3 不同施肥處理油菜各生育期酸性磷酸酶活性的影響

3 小結(jié)

土壤酶活性可以表征土壤微生物的活動狀況，也可作為土壤肥力高低的評價指標(biāo)之一[8]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，不同施肥處理油菜各生育期土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性的變化規(guī)律基本一致，均在角果發(fā)育期達(dá)到高峰，表明油菜角果發(fā)育期對土壤養(yǎng)分的需求量達(dá)到最大。同時，施用生態(tài)有機(jī)型土壤改良劑處理的土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均高于其他處理，且差異均達(dá)到顯著水平，說明土壤改良劑的施用能為油菜的生長發(fā)育提供良好的水熱條件，有利于表層土壤微生物的繁殖和生長發(fā)育，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)氮和有機(jī)磷的分解礦化，從而提高土壤肥力。