长期不同施肥下紫色土有机硫和芳基硫酸酯酶活性变化特征

  【目的】  基于长期定位试验,探究施入含硫肥料的不同处理土壤总硫与有机硫含量变化,以及不同施肥处理土壤总硫与有机硫的变化趋势,为硫素的合理施用提供理论依据。  【方法】  长期定位试验位于重庆市北碚区西南大学国家紫色土肥力与肥效监测基地,始于1991年,至本研究取样时已连续进行了22年,一年两季,水稻?小麦轮作。选择试验中的7个处理:不施肥 (CK),施用氮磷钾 (硫酸钾,NPK_S),有机肥单施 (M),氮磷钾配施有机肥 (MNPK_S),氮磷钾与稻草还田配合施用 (SNPK_S),含氯化肥氮 (氯化铵)、磷、钾 (氯化钾) 与秸秆还田配施 (SNPK_Cl)和永久休闲 (F)。取0—20 cm土样,测定了全硫、有机硫以及3种形态有机硫含量以及芳基硫酸酯酶活性。  【结果】  1) 与1991年原始土壤相比,除CK的全硫和有机硫含量显著降低外,其余处理均显著增加,且土壤全硫含量除M和NPK_S处理间差异不显著外,其他处理间均差异显著,由高到低为MNPK_S > SNPK_S > M和NPK_S > F > SNPK_Cl。土壤有机硫在全硫中的占比也发生了变化,CK处理中有机硫含量显著下降,其他处理均显著增加 (P < 0.05)。MNPK_S和SNPK_S处理有机硫含量增加最多,但是MNPK_S处理有机硫在全硫中的占比只有73.3%,而SNPK_S为92.2%。另外,M和F处理有机硫含量差异不显著,但都显著高于SNPK_Cl和NPK_S处理 (P < 0.05)。SNPK_Cl处理的有机硫含量虽然显著低于MNPK_S、SNPK_S、M和F处理,但有机硫的占比 (90.3%) 与SNPK_S处理相当,而NPK_S处理的有机硫含量虽然高于CK和初始土壤,但显著低于F处理和含有机肥处理的土壤 (P < 0.05)。2) 与CK相比,其他施肥处理0—20 cm土层中碳键硫、酯键硫、残渣态硫含量均有所增加,且不同施肥处理之间差异达到显著水平。与初始土壤相比,包括F在内的所有处理中碳键硫和酯键硫含量增加,其中MNPK_S处理的碳键硫的增加量显著高于其他处理,增加了31.1 mg/kg;酯键硫增加量最大的处理是SNPK_S,增加了37.05 mg/kg;而残渣态硫除MNPK_S处理增加了52.2 mg/kg和F处理增加了11.65 mg/kg外,其余处理均减少,以CK减少最多 (46.62 mg/kg)。3) 与初始土壤相比,土壤芳基硫酸酯酶的活性除SNPK_Cl处理减少了 8.19 μg/(mL?h)和F处理减少了7.80 μg/(mL?h)外,其余处理都有不同程度的增加,增加最大的处理是SNPK_S,增加了37.77 μg/ (mL?h),其次是M处理,增加了33.91 μg/ (mL?h)。  【结论】  长期施用化肥、有机肥、化肥与有机肥配施都显著增加了紫色土壤有机硫中碳键硫、酯键硫的含量,降低了残渣态硫含量,因而显著提高了硫的有效性。不施肥,不论是否休闲,均降低土壤中有机硫的有效性。含氯化肥也能提高土壤硫的有效性,并且含氯化肥与有机肥配合施入土壤,一定程度上提高了有机硫的比例。但长期施用含氯化肥会降低芳基硫酸酯酶活性,在施肥的时候尤其是长期施入含氯化肥,应该密切关注土壤中pH的变化问题。