黄土高原旱区绿肥定位试验土壤化学性质及酶活性特征研究

【目的】研究绿肥和施氮对黄土高原土壤化学性质和酶活性的影响,以期从酶学角度筛选最佳绿肥品种和施氮量。【方法】样地位于2008年开始的黄土高原长武绿肥长期定位试验站,于2012年6月和9月采集土样,研究不同绿肥品种(大豆、绿豆、怀豆和休闲)及不同施氮量(不施氮肥和施氮量为当地常规施氮量135kg/hm2的80%,100%,120%)条件下,土壤化学性质(有机质、碱解氮、速效磷、速效钾)和5种酶(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶)活性的变化。【结果】种植和翻压绿肥显著提高了土壤有机质、碱解氮和速效磷含量,对速效钾含量提升效果不明显。除大豆降低了土壤脱氢酶活性外,绿肥均显著提高了5种土壤酶活性,其中怀豆处理土壤总体酶活性增幅最大,绿豆、大豆处理次之,且均显著高于休闲处理。随着施氮量的增加,土壤蔗糖酶、脲酶(6月除外)、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性总体降低,碱性磷酸酶活性变化幅度较小;绿肥和施氮量对土壤酶活性具有较强的交互作用。种植和翻压绿肥后,土壤酶活性和土壤化学性质之间有一定相关关系,且大多达显著或极显著水平。【结论】在黄土高原旱地怀豆是一种可推广的优质豆科绿肥;种植和翻压绿肥后可减少氮肥施用量,氮肥最佳用量以108kg/hm2为宜。     

豆科绿肥及施氮量对旱地麦田土壤主要肥力性状的影响

通过2a田间定位试验,研究渭北旱塬地区夏闲期插播并翻压不同豆科绿肥(长武怀豆、大豆和绿豆)以及小麦生长季不同施氮量(0,108,135,162 kg/hm2)对麦田土壤肥力性状的影响,以期为提高旱地土壤质量提供理论依据.试验结果表明:(1)种植豆科绿肥能显著提高土壤有机质、活性有机质和全氮含量,增加土壤碳库管理指数(CPMI),对土壤速效钾含量没有显著影响;(2)绿豆还田量高于长武怀豆和大豆,然而土壤培肥效果逊于长武怀豆和大豆;(3)夏闲期种植绿肥明显消耗了土壤水分,导致绿肥翻压前、小麦播前直至收获后,0-200 cm土壤贮水量显著低于休闲处理,但耗水量与休闲没有明显差异,由于小麦产量显著增加,因此豆科绿肥显著提高了水分生产效率;(4)与不施氮相比,小麦生长季施用氮肥能显著增加土壤水分生产效率,却对土壤各肥力性状的影响均不显著.夏闲期种植并翻压豆科绿肥是旱地培肥土壤、提高水分生产效率的有效途径.     

培肥对陇县烟田土壤酶活性的影响

通过田间试验,研究培肥后影响土壤C、N、P等物质循环的土壤酶活性的变化规律。结果表明,培肥增加了土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性,尤以有机肥+化肥和有机肥处理效果最明显,可见有机肥在烟田土壤培肥中占据重要地位;土壤酶活性与土壤大多数化学性质呈显著或极显著正相关,反映出土壤酶活性可在一定程度上表征土壤肥力水平的高低;碱性磷酸酶和过氧化氢酶与烟草的农艺性状、脱氢酶与烟草品质呈显著正相关,说明培肥后土壤酶活性与烟草长势等的变化规律一致;构建的总体酶活性与土壤化学性质、烟草农艺性状和品质呈较好相关关系,表明土壤总体酶活性可表征烟田土壤肥力水平高低。     

旱地不同绿肥品种及种植密度的肥饲效应研究

【目的】研究不同绿肥品种及其种植密度对绿肥鲜产量、饲用价值和土壤水分、养分含量的影响,为黄土高原旱地绿肥作物的高效种植及利用提供科学依据。【方法】采用裂区设计,以5种绿肥(长武怀豆、绿豆、大豆、毛叶苕子和油菜)为主处理,4种绿肥种植密度(用播量控制,分别为当地推荐播量的75%,100%,125%和150%)为副处理进行试验,于绿肥盛花期收获、计产,采集部分植物样品测定相关养分含量,然后翻压还田。绿肥翻压前采集土壤样品测定水分含量及速效养分含量。【结果】夏季种植绿豆、长武怀豆、毛叶苕子,推荐播量150%的处理绿肥生物量最高,大豆推荐播量125%处理的生物量也高于100%处理,油菜在推荐播量的75%时生物量最高。绿豆处理的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物产量较高,粗纤维含量较低;油菜和长武怀豆的饲用价值也较高。绿豆、长武怀豆和油菜生物量较高,翻压时还田的养分量也较高。种植油菜和长武怀豆的处理翻压前土壤贮水量较低,种植毛叶苕子的土壤水分含量与休闲处理相当。种植长武怀豆、绿豆、大豆和毛叶苕子等豆科绿肥显著增加了土壤的硝态氮含量,而种植油菜显著降低了土壤硝态氮含量。与休闲处理相比,不同绿肥品种均显著增加了土壤速效磷含量,其中油菜处理增幅最大,而长武怀豆处理增幅最小。种植长武怀豆、大豆、毛叶苕子和油菜显著降低了土壤速效钾含量。绿肥种植密度对土壤水分、硝态氮、有效磷含量均没有显著影响。【结论】可以通过适当提高豆科绿肥播量、适当降低油菜播量来提高夏季绿肥生物量;不论用作饲料还是翻压还田,绿豆是最佳的夏绿肥品种,油菜和长武怀豆也有较好的效果。     

硫对不同基因型大豆土壤酶活性的影响

通过对缺硫土壤施用硫肥的盆栽试验,研究了硫素对不同基因型大豆土壤酶活性的影响。结果表明,与对照相比,在种植高蛋白和高油大豆土壤中,施硫处理显著促进整个试验期间土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶活性,显著激活中后期土壤脲酶、中性磷酸酶活性,显著提高高油大豆土壤转化酶活性。综合对各土壤酶活性影响,高蛋白大豆施硫30 kg/hm2、高油大豆施硫60 kg/hm2效果较好。     

淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应

【目的】针对安徽淮北砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”等不良属性,通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响,揭示土壤酶对施肥模式的响应机制,为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验（1981至今）为基础,研究5种不同施肥模式下（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））小麦-玉米轮作系统中耕层土壤（0-20 cm）脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势,并进行相关性分析和成对比较,分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比,长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%,但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用;长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性,同时明显抑制其他3种土壤酶的活性;在同等施氮水平下,有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平,弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下,有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性,但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系：脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系,而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外,砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下,有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比,能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性,有利于改善土壤生物化学环境,进而提高土壤可持续生产力;土壤酶之间相关关系各有不同,呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶,而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系;砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。     

长期定位施肥对灌漠土蔗糖酶活性的影响

为探讨长期不同施肥条件下土壤蔗糖酶活性的变化,对灌漠土小麦/玉米间作不同肥料长期定位试验地第26年耕层土壤蔗糖酶活性进行测定与分析。结果表明:长期定位施肥下,土壤蔗糖酶活性随作物生长而增强,在小麦灌浆至成熟期达到最大值,之后降低。不同肥料长期单施对土壤蔗糖酶活性的影响总体表现为:绿肥>秸秆>氮肥>农家肥>不施肥处理;2种不同肥料长期配施对土壤蔗糖酶活性的影响总体表现为绿肥+氮肥>绿肥+农家肥>秸秆+氮肥>农家肥+氮肥>农家肥+秸秆处理;2种以上肥料长期配施对土壤蔗糖酶活性的影响总体表现为绿肥+农家肥+秸秆+氮肥>绿肥+农家肥+氮肥>农家肥+秸秆+氮肥处理。单施绿肥,土壤蔗糖酶活性最强,有机肥配施无机肥比有机肥配施有机肥更能促进蔗糖酶活性的提高。全生育期土壤蔗糖酶活性与土壤有效磷质量分数呈显著正相关,与磷酸酶活性和脲酶活性呈显著负相关,与过氧化氢酶活性在间作小麦/玉米全生育期呈显著正相关。     

岷江上游典型森林生态系统土壤酶活性初步研究

对四川岷江上游4种典型森林(连香树、马尾松、云杉、桦树)土壤酶活性及其化学性质的研究表明:土壤酶(脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶)活性均随着土层深度的增加而呈现递减趋势,上层(0~20cm)是下层(20~40cm)的2~6倍;脲酶和过氧化氢酶与土壤微生物量碳氮、有机碳和全氮呈极显著相关(P<0.01);蔗糖酶为土壤微生物量碳氮、有机碳和全氮呈极显著相关(P<0.01);蛋白酶与微生物量氮、有机碳、全氮都未达到显著相关(P>0.05),但与微生物量碳呈显著相关(P<0.01);土壤酶对土壤微生物量碳氮的直接通径系数和决策系数排列顺序均为:脲酶>蔗糖酶>过氧化氢酶>蛋白酶;对土壤有机碳、全氮的直接通径系数和决策系数排列顺序均为:脲酶>过氧化氢酶>蔗糖酶>蛋白酶。     

不同氮肥处理对桑园土壤酶活性的影响

【目的】研究不同氮肥施用水平对桑园土壤过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖转化酶酶活性的影响,为桑园合理施氮和生产优质桑叶提供依据。【方法】采用田间小区试验,按不同氮肥施用水平：N1（120．75kg／ha）、N2（172．50kg／ha）和N3（207．00kg／ha）设3个处理。测定不同处理的土壤酶活性,并与桑叶产量进行相关性分析。【结果】土壤脲酶和蔗糖转化酶活性均随着施氮量的增加而增加,其中N2处理的过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性较大。土壤蔗糖转化酶与脲酶活性、转化酶与磷酸酶活性均呈显著正相关,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶活性与桑叶产量呈极显著正相关。【结论】合理施用氮肥能提高桑园土壤蔗糖转化酶、磷酸酶、脲酶活性;土壤脲酶和蔗糖酶活性可作为评价桑园土壤性质的指标。     

不同氮肥处理对桑园土壤酶活性的影响

【目的】研究不同氮肥施用水平对桑园土壤过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖转化酶酶活性的影响,为桑园合理施氮和生产优质桑叶提供依据。【方法】采用田间小区试验,按不同氮肥施用水平：N1（120.75 kg/ha）、N2（172.50 kg/ha）和N3（207.00 kg/ha）设3个处理。测定不同处理的土壤酶活性,并与桑叶产量进行相关性分析。【结果】土壤脲酶和蔗糖转化酶活性均随着施氮量的增加而增加,其中N2处理的过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性较大。土壤蔗糖转化酶与脲酶活性、转化酶与磷酸酶活性均呈显著正相关,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶活性与桑叶产量呈极显著正相关。【结论】合理施用氮肥能提高桑园土壤蔗糖转化酶、磷酸酶、脲酶活性;土壤脲酶和蔗糖酶活性可作为评价桑园土壤性质的指标。     

A Field Study on Effects of Nitrogen Fertilization Modes on Nutrient Uptake,Crop Yield and Soil Biological Properties in Rice-Wheat Rotation System

Rational application of nitrogen (N) fertilizers is an important measure to raise N fertilizer recovery rate and reduce N loss.A two-year field experiment of rice-wheat rotation was employed to study the effects of N fertilization modes including a N fertilizer reduction and an organic manure replacement on crop yield,nutrient uptake,soil enzyme activity,and number of microbes as well as diversity of microbes.The result showed that 20％ reduction of traditional N fertilizer dose of local farmers did not significantly change crop yield,N uptake,soil enzyme activity,and the number of microbes (bacteria,actinomycetes,and fungi).On the basis of 20％ reduction of N fertilizer,50％ replacement of N fertilizer by organic manure increased the activity of sucrose,protease,urease,and phosphatase by 46-62,27-89,33-46,and 35-74％,respectively,and the number of microbes,i.e.,bacteria,actinomycetes,and fungi by 36-150,11-153,and 43-56％,respectively.Further,organic fertilizer replacement had a Shannon's diversity index (H) of 2.18,which was higher than that of other modes of single N fertilizer application.The results suggested that reducing N fertilizer by 20％ and applying organic manure in the experimental areas could effectively lower the production costs and significantly improve soil fertility and biological properties.     

包膜复合肥料对盆栽大豆土壤酶活性的影响

采用盆栽试验的方法,研究包膜复合肥对大豆不同生育期土壤酶活性的影响。结果表明,在试验条件下,由于包膜复合肥对养分的显著控释效果,它的施用对土壤脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响要好于普通肥料处理。     

铅污染土壤上施用氮肥对小麦POD酶活性及铅吸收的影响

针对日益严重的土壤Pb污染,采用盆栽土培方法,比较尿素、碳酸氢铵对Pb污染土壤上有效态Pb、小麦吸收积累Pb及其体内POD酶活性的影响,为指导Pb污染土壤上施肥提供依据。结果表明,两种氮肥的施用提高了土壤有效Pb的含量,小麦根中积累的Pb显著高于茎叶。低用量氮肥(0.1～0.3g/kg)均促进了小麦生长和根对Pb的吸收,高用量氮肥(0.5～0.7g/kg)抑制了小麦的生长,但小麦茎叶中Pb的含量均降低。小麦茎叶中Pb的积累与土壤有效Pb变化无相关性。施用尿素、碳酸氢铵处理下小麦幼苗POD酶活性变化呈下降趋势。对比认为施用低浓度处理尿素更能减少铅污染土壤上在地上部的Pb积累,促进小麦的生长。     

土壤酶活性与无机肥用量关系研究初报

本文初步研究了土壤酶活性与无机肥用量的相互关系。结果表明,在有机肥基础上配施无机肥对土壤酶的激活效应比无机肥单施效果好;无机肥用量与土壤酶激活效应之间存在临界关系。无机肥的临界用量可作为特定土壤、某一肥力水平或某种作物的推荐用量。     

不同肥料对连作烟草根际土壤微生物及酶活性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,通过施用不同肥料,研究了不同肥料对连作烟草产量、根际土壤微生物量、土壤酶活性的影响。结果表明:不同施肥处理对连作烟草产量及土壤微生物及酶活性的影响存在一定差异,施用农家肥有利于提高连作烟草产量。土壤微生物量分析结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤微生物量碳、氮及微生物呼吸强度依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。与土壤营养循环相关酶活性的分析结果表明,不同施肥处理后烟草根际土壤中性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性以有机肥处理后活性最大,而酸性磷酸酶则以农家肥处理后活性最高。与土壤生物抗逆性相关的多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分析的结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤抗性相关酶活性大小依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。     

有机无机肥配施对黑土酶活性及作物产量的影响

通过对嫩江县试验田0～20 cm土壤的测定和分析,探讨了有机无机肥配施对黑土酶活性和作物产量的影响。结果表明,有机无机肥配施有利于提高土壤酶活性,不同比例的有机无机肥配施均可使黑土过氧化氢酶、脲酶、转化酶活性增加,以有机无机肥配施1 1处理最佳;有机无机肥配施能有效提高作物产量,其处理N3M3作物产量最高。     

不同水肥管理对马铃薯土壤酶活性及产量的影响

为了寻找马铃薯适宜的水肥管理模式,通过大田试验,以大水漫灌+肥料条施为对照(CK),研究了喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施和滴灌水肥一体化对马铃薯土壤酶活性及产量的影响。结果表明,与CK相比,滴灌水肥一体化、滴灌+肥料条施、喷灌+肥料条施处理均不同程度地提高了马铃薯土壤酶活性,其影响程度为滴灌水肥一体化滴灌+肥料条施喷灌+肥料条施,滴灌水肥一体化能够显著提高马铃薯生育后期的土壤酶活性。滴灌水肥一体化处理下马铃薯的产量和商品薯率最高,显著高于其他处理,其中,产量较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高49.07%及27.94%、14.91%,商品薯率较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高19.41个百分点及10.36、4.72个百分点。     

不同秸秆还田方式对玉米根际土壤微生物及酶活性的影响

为了探明不同秸秆还田方式对玉米根际土壤微生物及酶活性的影响, 设置秸秆覆盖和深埋2种秸秆还田方式, 研究了不同处理(秸秆覆盖于玉米长期连作土壤CT1、秸秆深埋于玉米长期连作土壤CT2、秸秆覆盖于米麦轮作土壤T1、秸秆深埋于米麦轮作土壤T2)对下茬玉米根际土壤微生物及土壤酶活性的影响。结果表明:(1)相同的秸秆还田方式下, T1和T2玉米根际土壤微生物生物量碳、主要微生物及生理类群和土壤酶活性均高于CT1和CT2处理。(2)在玉米长期连作土壤中, 秸秆深埋更能提高下茬玉米根际土壤微生物生物量碳含量, 增加土壤细菌、放线菌、主要微生物生理类群(氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌)和降低土壤真菌数量, 提高土壤脲酶和转化酶活性。而在米麦轮作土壤中, 秸秆还田方式对玉米根际土壤真菌和主要微生物生理类群(氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌)、土壤脲酶和过氧化氢酶活性影响不大。在吉林省玉米长期连作种植区, 秸秆深埋比秸秆覆盖更能有效改善土壤微生物结构。     

不同施氮水平对植烟土壤关键酶活性和烤烟根系活力的影响

为明确不同施氮水平对植烟土壤酶活性和根系活力的影响,采用大田试验,以不施用氮肥为对照,测定了烟株移栽后团棵期、旺长期、现蕾期、打顶期、成熟期烟田土壤的3种酶活性以及烤烟的根系活力。结果表明：各土壤酶活性随烤烟生育期的延长而提高,与对照相比,多施氮素处理土壤酶活性在烤烟各生育时期有显著提高,说明肥料养分是土壤酶活性提高的主要原因之一；与对照相比,各时期多施氮素处理烤烟根系活力均表现显著提高,说明适量增加氮素水平有利于烤烟根系的生长。说明,烟田施用氮肥改变了土壤酶活性,提高了烤烟根系活力,对烟草生长有良好意义。