全 文 ：长期不同施肥对红壤碳、氮、磷循环
相关酶活性的影响∗
范淼珍１　 尹　 昌２　 范分良２　 宋阿琳２　 王伯仁２　 李冬初２　 梁永超２∗∗
（ １南京农业大学资源与环境科学学院， 南京 ２１００９５； ２中国农业科学院农业资源与农业区划研究所， 北京 １０００８１）
摘　 要　 试验采用微孔板荧光法，选取不施肥（ＣＫ）、单施氮肥（Ｎ）、化学施肥（ＮＰＫ）、单施粪
肥（Ｍ）和粪肥与化学肥料混施（ＭＮＰＫ）５ 个处理，研究了长期不同施肥对祁阳旱地红壤碳、
氮、磷循环相关酶 ［β⁃１，４⁃葡萄糖苷酶（βＧ）、纤维二糖水解酶（ＣＢＨ）、β⁃１，４⁃木糖苷酶（βＸ）、
β⁃１，４⁃Ｎ⁃乙酰基氨基葡萄糖苷酶（ＮＡＧ）和酸性磷酸酶（ＡＰ）］活性的影响．结果表明：与 ＣＫ处
理相比，长期 Ｎ处理对 βＧ、βＸ、ＣＢＨ和 ＮＡＧ活性无影响，但降低了 ＡＰ 活性，而 ＮＰＫ、Ｍ、ＭＮ⁃
ＰＫ处理均显著增加了 ５ 种酶活性；相关性分析表明，５ 种土壤酶活性与硝态氮（０． ４６５ ～
０．７３３）、有效磷（ｒ＝ ０．６１２～０．９４７）、土壤呼吸（ｒ ＝ ０．７８１ ～ ０．９４９）和作物产量（ｒ ＝ ０．７３５ ～ ０􀆰 ９６０）
均呈显著正相关，βＧ、ＣＢＨ和 ＡＰ 与 ｐＨ 显著正相关（ ｒ ＝ ０．７０７ ～ ０．８０９），而仅有 ＡＰ 与土壤可
溶性有机碳显著相关（ｒ＝ －０．４８０） ．表明所测 ５种土壤酶活性可作为评估不同施肥处理对红壤
生产力影响的重要指标，但 ５种酶对氮肥引起的严重酸化的指示作用均非常有限．
关键词　 施肥； 土壤酶； 微孔板荧光法； 红壤
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０３－０８３３－０６　 中图分类号　 Ｓ１５４　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃａｒｂｏｎ， ｎｉ⁃
ｔｒｏｇｅｎ， ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｙｃｌｅｓ ｉｎ ａ ｒｅｄ ｓｏｉｌ． ＦＡＮ Ｍｉａｏ⁃ｚｈｅｎ１， ＹＩＮ Ｃｈａｎｇ２， ＦＡＮ Ｆｅｎ⁃ｌｉａｎｇ２，
ＳＯＮＧ Ａ⁃ｌｉｎ２， ＷＡＮＧ Ｂｏ⁃ｒｅｎ２， ＬＩ Ｄｏｎｇ⁃ｃｈｕ２， ＬＩＡＮＧ Ｙｏｎｇ⁃ｃｈａｏ２ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉ⁃
ｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９５， Ｃｈｉｎａ； ２Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，
Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（３）： ８３３－８３８．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｕｓｉｎｇ ａ ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅ ｆｌｕｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ａｓｓａｙ ｍｅｔｈｏｄ， ｆｉｖｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ， ｉ．ｅ． ｎｏ⁃ｆｅｒｔｉｌｉ⁃
ｚｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＣＫ）， ｓｏｌｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ （Ｎ）， ｂａｌａｎｃｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ， ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，
ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ （ＮＰＫ）， ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｇ ｍａｎｕｒｅ （Ｍ）， ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｇ ｍａｎｕｒｅ
ｗｉｔｈ ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ （ＭＮＰＫ） ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｎｇ⁃
ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｆｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅｓ （β⁃１，４⁃ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ， βＧ； ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏ⁃
ｌａｓｅ， ＣＢＨ； β⁃１， ４⁃ｘｙｌｏｓｉｄａｓｅ， βＸ； β⁃１， ４⁃Ｎ⁃ａｃｅｔｙｌｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｉｄａｓｅ， ＮＡＧ； ａｃｉｄ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ，
ＡＰ） ｉｎ ａ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｄ ｆｒｏｍ Ｑｉｙａｎｇ， Ｈｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ＣＫ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， Ｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｈａｄ ｎｏ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ βＧ， βＸ， ＣＢＨ， ａｎｄ ＮＡＧ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｂｕｔ ｒｅｄｕｃｅｄ ＡＰ
ａｃｔｉｖｉｔｙ， ｗｈｉｌｅ ＮＰＫ， Ｍ ａｎｄ ＭＮＰＫ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ａｌｌ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅｓ． Ｃｏｒ⁃
ｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｌｌ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎ⁃
ｔｅｎｔ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ （ ｒ＝ ０．４６５－０．７３３）， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ （ ｒ＝ ０．６１２－０．９４７）， ｓｏｉｌ ｒｅｓ⁃
ｐｉｒａｔｉｏｎ （ ｒ＝ ０．７８１－０．９４９） ａｎｄ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ （ ｒ＝ ０．７３５－０．９６０）， ｗｈｉｌｅ βＧ， ＣＢＨ ａｎｄ ＡＰ ｗｅｒｅ ｐｏｓｉ⁃
ｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐＨ （ ｒ＝ ０．７０７－０．８０９）， ｏｎｌｙ ＡＰ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｓｓｏｌｖａｂｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ （ ｒ＝ －０．４８０）． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｅｎｚｙｍｅｓ
ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｇｉｍｅｓ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅｓ ｔｅｓｔｅｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｌｉｍｉｔｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｍｉｎｅｒａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ； ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ； ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅ ｆｌｕｒｉｍｅｔｒｉｃ ａｓｓａｙ ｍｅｔｈｏｄ； ｒｅｄ ｓｏｉｌ．
∗国家“十二五”科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＤ０５Ｂ０６）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｙｃｌｉａｎｇ＠ ｃａａｓ．ａｃ．ｃｎ
２０１４⁃０４⁃０４收稿，２０１５⁃０１⁃１９接受．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ３月　 第 ２６卷　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｍａｒ． ２０１５， ２６（３）： ８３３－８３８
　 　 土壤酶活性是土壤生物功能的重要体现，与土
壤养分转化、温室气体排放、污染物降解等生态服务
功能密切相关，是系统生态学领域的研究热点［１－２］ ．
施肥是农业生态系统中最重要的人为投入．提高养
分资源高效利用效率不仅决定农业生产的经济效
益，也直接影响施肥产生的负面环境效应，因此是农
业资源环境领域最重要的科学目标．为此，各国科学
家纷纷设立长期定位施肥试验，以评估不同施肥方
式的可持续性［３］ ．我国也设立了很多长期定位施肥
试验，其中祁阳旱地红壤长期施肥试验所研究的土
壤是我国缺磷、缺氮、酸化、低有机质旱地土壤的典
型代表．该长期试验研究发现，虽然平衡施肥能在一
定程度上维持作物产量，但只有加入有机肥，才能既
提高土壤碳氮库容、抑制土壤酸化，又能维持高产和
养分资源的高效利用［４－７］ ．一些研究发现，土壤酶活
性与作物产量具有密切的相关关系，是土壤质量和
生产力的良好衡量指标［３，８－１０］ ．因此，科研工作者试
图从土壤酶学的角度，深入阐述长期不同施肥后农
田生态系统土壤的响应和反馈机制［１１－１２］ ．然而，传
统的土壤酶活性测定方法往往需要加入较高浓度的
底物，并培养较长的时间［１３］，培养过程中微生物数
量和群落结构都可能发生较大的改变，从而使测试
结果有可能偏离田间的真实情况．近年来，以带荧光
的化学物质为底物的高通量微孔板荧光酶活性测定
方法得到应用和发展．该方法在低浓度底物条件下，
通过检测酶裂解释放的荧光基团所发出的荧光强
度，能直接、快速、灵敏地反映微生物胞外酶活性，大
大加速了土壤酶学的研究进展［１４－１６］ ．为此，本研究
拟采用微孔板荧光法，研究长期不同施肥处理对祁
阳旱地红壤碳、氮、磷循环相关胞外酶活性的影响，
以期从土壤胞外酶活性的角度评价长期不同施肥方
式对土壤生态系统的影响，为合理施肥和发展可持
续农业提供理论参考．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 长期定位试验概况
供试土壤采自湖南省祁阳县中国农业科学院红
壤试验站（２６°４５′１２″ Ｎ，１１１°５２′３２″ Ｅ）长期定位试
验地，成土母质为第四纪红土，年平均气温 １８ ℃，年
降雨量 １２５０ ｍｍ．本试验选择 ５种施肥处理：１）不施
肥（ ＣＫ）； ２）化 学氮肥 （ Ｎ ）； ３）化 学氮磷钾肥
（ＮＰＫ）；４）常量有机肥（Ｍ）；５）常量氮磷钾化肥＋常
量有机肥（ＭＮＰＫ）．在所有处理中，施用化肥处理的
肥料每季用量分别为 Ｎ ３００ ｋｇ·ｈｍ－２、Ｐ ２ Ｏ５ １２０
ｋｇ·ｈｍ－２、Ｋ２Ｏ １２０ ｋｇ·ｈｍ
－２ ．施用的有机肥料为猪
粪，且只考虑含氮量与其他处理相同，不考虑磷、钾
养分含量．每个处理 ２ 次重复，每个小区面积为 １９６
ｍ２，采用冬小麦⁃夏玉米一年两熟的轮作制度，肥料
在播种小麦和玉米之前以基肥的方式一次施入，试
验区的肥料用量见表 １．
１􀆰 ２　 土样采集和土壤基本性质的测定
于夏玉米收获期（２０１３年 ８月 ２５ 日）采集土壤
样品，各处理均采集 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层土样，在每个小
区纵向等距采集 ６钻土壤，每 ３钻混合为 １个土样，
作为 １个重复，共计 ４个重复．田间采集的鲜土样过
２ ｍｍ筛后，除去石子和根系残体，一部分用于测定
土壤酶活性、土壤有效态氮、可溶性有机碳和土壤呼
吸速率；另一部分风干后用于测定土壤 ｐＨ 和有效
态磷．
土壤基本性质测定：土壤 ｐＨ 采用 ｐＨ 计测定，
水土比为 ２．５ ∶ １；土壤含水量采用烘干法测定；有效
磷（Ｏｌｓｅｎ Ｐ）采用 ＮａＨＣＯ３⁃钼锑抗比色法测定［１７］；
土壤铵态氮（ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ）、硝态氮（ＮＯ３
－ ⁃Ｎ）和可溶性
有机碳（ＤＯＣ）用 ０．５ ｍｏｌ·Ｌ－１的 Ｋ２ ＳＯ４浸提（水土
比为 １ ∶ ５），其中 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 用靛酚蓝比色法，ＮＯ３
－ ⁃Ｎ
用双波长比色法，ＤＯＣ用紫外吸收光谱法测定［１８］ ；
表 １　 试验处理及施肥量
Ｔａｂｌｅ １　 Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （ｋｇ·ｈｍ－２）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
玉米 Ｍａｉｚｅ
尿素
Ｕｒｅａ
过磷酸钙
Ｓｕｐｅｒ
ｐｈｏｓｐｈａｔｅ
氯化钾
Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
ｃｈｌｏｒｉｄｅ
有机肥
Ｍａｎｕｒｅ
小麦 Ｗｈｅａｔ
尿素
Ｕｒｅａ
过磷酸钙
Ｓｕｐｅｒ
ｐｈｏｓｐｈａｔｅ
氯化钾
Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
ｃｈｌｏｒｉｄｅ
有机肥
Ｍａｎｕｒｅ
ＣＫ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
Ｎ ４５５．７ ０ ０ ０ １９５．３ ０ ０ ０
ＮＰＫ ４５５．７ ６９９．３ １４０ ０ １９５．３ ２９９．７ ６０ ０
Ｍ ０ ０ ０ ４２０００ ０ ０ ０ １８０００
ＭＮＰＫ １３６．５ ６９９．３ １４０ ２９１９０ ５８．５ ２９９．７ ６０ １２５１０
４３８ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ２　 所测土壤酶的名称、缩写、编码和底物
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｅｎｚｙｍｅｓ ｉｎ ｓｏｉｌ， ｔｈｅｉｒ ｅｎｚｙｍｅ ａｂｂｒｅ⁃
ｖｉａｔｉｏｎｓ， ｅｎｚｙｍｅ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒｓ （ＥＣ）， ａｎｄ ｃｏｒｒｅ⁃
ｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ
酶
Ｅｎｚｙｍｅ
缩写
Ａｂｂｒｅ⁃
ｖｉａｔｉｏｎ
ＥＣ编码
Ｅｎｚｙｍｅ
ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ
ｎｕｍｂｅｒｓ
底物
Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
酸性磷酸酶
Ａｃｉｄ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ
ＡＰ ３．１．３．２ ４⁃ＭＵＢ⁃磷酸酯
４⁃ＭＵＢ⁃ｐｈｏｓｐｈａｔｅ
β⁃１，４⁃葡萄糖苷酶
β⁃１，４⁃ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ
βＧ ３．２．１．２１ ４⁃ＭＵＢ⁃β⁃Ｄ⁃葡萄糖苷
４⁃ＭＵＢ⁃β⁃Ｄ⁃ｇｌｕｃｏｓｉｄｅ
纤维二糖水解酶
Ｃｅｌｌｏｂｉｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ
ＣＢＨ ３．２．１．９１ ４⁃ＭＵＢ⁃纤维二糖苷
４⁃ＭＵＢ⁃ ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｉｄｅ
β⁃１，４⁃Ｎ⁃乙酰基氨基葡萄
糖苷酶 β⁃１，４⁃Ｎ⁃ａｃｅｔｙｌｇｌｕ⁃
ｃｏｓａｍｉｎｉｄａｓｅ
ＮＡＧ ３．６．１．１ ４⁃ＭＵＢ⁃β⁃Ｄ⁃乙酰基氨基
葡萄糖苷 ４⁃ＭＵＢ⁃Ｎ⁃ａｃｅ⁃
ｔｙｌ⁃β⁃Ｄ⁃ｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｉｄａｓｅ
β⁃１，４⁃木糖苷酶
β⁃１，４⁃ｘｙｌｏｓｉｄａｓｅ
βＸ ３．２．１．３７ ４⁃ＭＵＢ⁃木糖苷
４⁃ＭＵＢ⁃β⁃Ｄ⁃ｘｙｌｏｓｉｄｅ
４⁃ＭＵＢ： ４⁃甲基伞形酮酰 ４⁃ｍｅｔｈｙｌｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒｙｌ．
土壤呼吸速率用便携式红外线分析仪测定．
１􀆰 ３　 土壤酶活性测定
本研究集中测定 ＣＢＨ、βＧ、βＸ、ＮＡＧ和 ＡＰ ５种
酶活性，其中 ＣＢＨ、βＧ 和 βＸ 是参与土壤纤维素降
解的重要酶，这 ３ 种酶表征着土壤碳循环的 ３ 个重
要步骤；ＮＡＧ 参与氮循环中几丁质和肽聚糖的降
解；ＡＰ 可水解土壤磷循环中的重要底物磷酸多糖和
磷酸酯［１］ ．土壤酶活性分析采用微孔板荧光法，利用
底物与酶水解释放 ４⁃甲基伞形酮酰（４⁃ＭＵＢ）进行
荧光检测的原理［１９］ ．５种酶的水解底物见表 ２．
　 　 悬浊液制备：称取 ２ ｇ鲜土于 ５０ ｍＬ离心管中，
加入 ３０ ｍＬ去离子水，在旋转式摇床上（２５ ℃），１８０
ｒ·ｍｉｎ－１震荡 ４０ ｍｉｎ，使土壤颗粒全部打碎，将土壤
悬浊液用 １７０ ｍＬ去离子水全部洗进 ５００ ｍＬ的烧杯
中，制成土壤均质悬浊液．
酶活性测定：取 ２００ μＬ 样品悬浊液加入到 ９６
孔微孔板中（每个样品做 ８ 个平行），样品微孔中加
入 ５０ μＬ ２００ μｍｏｌ·Ｌ－１底物，空白微孔中加入 ５０
μＬ去离子水和 ２００ μＬ 样品悬浊液，阴性对照微孔
中加入 ５０ μＬ底物和 ２００ μＬ去离子水，淬火标准微
孔中加入 ５０ μＬ标准物质（１０ μｍｏｌ·Ｌ－１ ４⁃ＭＵＢ）和
２００ μＬ样品悬浊液，参考标准微孔中加入 ５０ μＬ 标
准物质和 ２００ μＬ 去离子水．每个样品的空白、阴性
对照、淬火标准和参考标准做 ８个平行．微孔板于 ２５
℃黑暗条件下培养 ４ ｈ，然后在每孔中加入 １０ μＬ
０􀆰 ５ ｍｏｌ·Ｌ－１的 ＮａＯＨ结束反应，反应 １ ｍｉｎ 后用酶
标仪测定荧光值．４⁃ＭＵＢ 的荧光激发光和检测光波
长分别在 ３６５和 ４５０ ｎｍ处．
１􀆰 ４　 土壤酶活性计算
土壤酶活性计算公式为［２０］：
Ａｂ ＝ＦＶ ／ （ｅｖ１ ｔｍ）
Ｆ＝（ ｆ－ｆｂ） ／ ｑ－ｆｓ
ｅ＝ ｆｒ ／ （ｃｓｖ２）
ｑ＝（ ｆｑ－ｆｂ） ／ ｆｒ
式中：Ａｂ为土壤样品的酶活性（ｎｍｏｌ·ｇ
－１·ｈ－１）；Ｆ
为校正后的样品荧光值；Ｖ 为土壤悬浊液的总体积
（２００ ｍＬ）；ｖ１为微孔板每孔中加入的样品悬浊液的
体积（０．２ ｍＬ）；ｔ 为暗培养时间（４ ｈ）；ｍ 为干土样
的质量（２ ｇ鲜土样换算成干土样的结果）；ｆ 为酶标
仪读取样品微孔的荧光值；ｆｂ为空白微孔的荧光值；
ｑ为淬火系数；ｆｓ为阴性对照微孔的荧光值；ｅ为荧光
释放系数；ｆｒ为参考标准微孔的荧光值；ｃｓ为参考标
准微孔的浓度（１０ μｍｏｌ·Ｌ－１）；ｖ２为加入参考标准
物的体积（０．０５ ｍＬ）；ｆｑ为淬火标准微孔的荧光值．
１􀆰 ５　 数据处理
采用 ＳＰＳＳ １９．０ 软件进行统计分析，利用单因
素（ＡＮＯＶＡ）进行方差分析，用 Ｄｕｎｃａｎ 法做多重比
较（α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 不同施肥处理对红壤基本性质和作物产量的
影响
施肥处理显著改变了红壤的基本性质（表 ３）．
各施肥处理间的ｐＨ存在显著差异；Ｎ和ＮＰＫ处理
表 ３　 不同施肥处理对红壤基本性质和作物产量的影响
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｎ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｐＨ 含水量
Ｍｏｉｓｔｕｒｅ
（％）
铵态氮
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
硝态氮
ＮＯ３ － ⁃Ｎ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
有效磷
Ｏｌｓｅｎ Ｐ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
可溶性有机碳
ＤＯＣ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
微生物呼吸
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ
（ｎｇ·ｇ－１·ｈ－１）
小麦产量
Ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ·ｈｍ－２）
玉米产量
Ｍａｉｚｅ ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ·ｈｍ－２）
ＣＫ ５．１２ｃ １８．６８ａｂ １２．１９ｂ ２８．１０ｃ ３．４２ｃ １４２．３４ｃ ０．４８ｄ ４０５ ３１０
Ｎ ３．７８ｆ １８．３２ｂ １７．１８ａｂ １０３．２８ａｂ ８．９２ｃ ２０１．０５ｂ ０．５２ｄ ４４６ ７９９
ＮＰＫ ３．９５ｄ １９．７９ａｂ ２５．８４ａ ６６．９６ｂｃ ６３．５０ｂ ２６８．４４ａ ０．９５ｃ １３３６ ３５８７
Ｍ ６．３６ａ １９．０４ａｂ ８．８８ｂ １０９．１２ａｂ １８６．７３ａ １３２．２４ｃ １．５９ａ １４２７ ３６５３
ＭＮＰＫ ５．７１ｂ ２０．１４ａ ９．０４ｂ １２０．２５ａ １９７．８９ａ １２７．１０ｃ １．２７ｂ １６７２ ５１１１
小麦和玉米籽粒产量数据为 １９９１—２００５年的平均值Ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｍａｉｚｅ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ａｖｅｒａｇｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ １９９１－２００５［５，７］ ． 同列不同小写字母表示
处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
５３８３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 范淼珍等： 长期不同施肥对红壤碳、氮、磷循环相关酶活性的影响　 　 　 　 　 　
表 ４　 不同施肥处理对红壤酶活性的影响
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｎ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｒｅｄ ｓｏｉｌ （ｎｍｏｌ·ｇ－１·ｈ－１）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
βＧ ＣＢＨ βＸ ＮＡＧ ＡＰ
ＣＫ ７９．６ｄ １８．９ｄ １４．４ｃ ３３．９ｄ ３５９．６ｂ
Ｎ ８５．６ｄ １６．７ｄ ２６．２ｃ ７３．２ｃ ２３６．８ｃ
ＮＰＫ １９５．７ｃ ５３．６ｃ ６９．８ａ １０５．７ｂ ４３４．２ｂ
Ｍ ３２１．０ａ １０９．０ａ ８０．０ａ １２６．１ｂ ７８１．７ａ
ＭＮＰＫ ２４４．７ｂ ７６．１ｂ ４５．２ｂ １６１．５ａ ８４２．２ａ
显著降低了红壤的 ｐＨ，且 Ｎ 处理显著低于 ＮＰＫ 处
理；而Ｍ和ＭＮＰＫ处理显著提高了 ｐＨ，且Ｍ处理显
著高于 ＭＮＰＫ处理．ＮＰＫ 处理的铵态氮含量显著高
于有机肥处理，分别比 Ｍ 和 ＭＮＰＫ 处理增加了
２９１％和 ２８６％；处理间总体变化趋势为 ＮＰＫ＞Ｎ＞ＣＫ
＞ＭＮＰＫ＞Ｍ．除 ＮＰＫ处理外，其他施肥处理显著增加
了硝态氮含量，但 Ｎ、Ｍ 和 ＭＮＰＫ 处理间无显著差
异；处理间总体变化趋势为 ＭＮＰＫ＞Ｍ＞Ｎ＞ＮＰＫ＞ＣＫ．
除 Ｎ处理外，施肥处理显著增加了土壤有效磷含量
和微生物呼吸速率，且有机肥处理显著高于 ＮＰＫ处
理；其中 ＭＮＰＫ处理的有效磷含量高于 Ｍ 处理，但
差异不显著；而 ＭＮＰＫ处理的微生物呼吸速率显著
低于 Ｍ处理．与有机肥处理（Ｍ 和 ＭＮＰＫ）相比，无
机肥处理（Ｎ 和 ＮＰＫ）显著提高了土壤可溶性有机
碳含量，且 ＮＰＫ处理显著高于 Ｎ处理，但 Ｍ与 ＭＮ⁃
ＰＫ处理间无显著差异．不同施肥处理下，玉米和小
麦的产量都有所增加，ＭＮＰＫ 处理的产量达到最大
值，分别为 １６７２和 ５１１１ ｋｇ·ｈｍ－２，作物产量总体变
化趋势为 ＭＮＰＫ＞Ｍ＞ＮＰＫ＞Ｎ＞ＣＫ．
２􀆰 ２　 不同施肥处理对红壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ 循环相关酶活性
的影响
不同施肥处理对红壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ 循环相关酶活性
有显著影响（表 ４）．除 Ｎ处理外，施肥显著提高了红
壤的 βＧ、ＣＢＨ和 βＸ ３种 Ｃ 循环相关酶活性．其中，
βＧ和 ＣＢＨ活性依处理 Ｍ、ＭＮＰＫ和 ＮＰＫ的顺序显
著降低，Ｍ、ＭＮＰＫ 和 ＮＰＫ 处理的 βＧ 活性分别比
ＣＫ增加了 ３０３％、２０７％和 １４６％，ＣＢＨ 活性分别比
ＣＫ增加了 ４７５％、３０２％和 １８７％．βＸ 活性在 ＮＰＫ 和
ＭＮＰＫ处理间无显著差异，但均显著高于 ＭＮＰＫ 处
理，Ｍ、ＭＮＰＫ和 ＮＰＫ 处理的 βＸ 活性分别比 ＣＫ 增
加了 ４５６％、２１４％和 ３８７％．
施肥显著提高了红壤的 ＮＡＧ 活性．各施肥处理
ＮＡＧ活性的大小顺序依次为 ＭＮＰＫ＞Ｍ＞ＮＰＫ＞Ｎ，分
别比 ＣＫ增加了 ２７６％、１７２％、１１２％和 １６％；除 ＮＰＫ
和 Ｍ处理间的 ＮＡＧ 活性无显著差异外，其他施肥
处理间的 ＮＡＧ活性均存在显著差异．
除 ＮＰＫ处理外，其他施肥处理对 ＡＰ 活性均有
显著影响．有机肥处理（Ｍ和 ＭＮＰＫ）显著提高了 ＡＰ
活性，但 Ｍ与 ＭＮＰＫ 处理间差异不显著，两处理分
别比 ＣＫ增加了 １１７％和 １３４％，而 Ｎ 处理显著降低
了 ＡＰ 活性，比 ＣＫ降低了 ３４％．
２􀆰 ３　 红壤基本性质、作物产量与酶活性的相关性
表 ５结果显示，５种酶活性变化均与有效磷、硝
态氮、作物产量（玉米＋小麦）和微生物呼吸呈显著
正相关．Ｃ 循环相关的 βＧ、ＣＢＨ 和 βＸ 活性与微生
物呼吸的相关系数最高，其次为有效磷含量和作物
产量（玉米＋小麦）；而 Ｎ循环相关的 ＮＡＧ活性和 Ｐ
循环相关的 ＡＰ 活性与有效磷含量和作物产量（玉
米＋小麦）的相关系数最高，其次为微生物呼吸．此
外，Ｃ 循环相关的 βＧ 和 ＣＢＨ 活性与 ｐＨ 亦有较高
的相关系数，而 Ｐ 循环相关的 ＡＰ 活性与 ｐＨ呈显著
正相关，与可溶性有机碳含量呈显著负相关．土壤酶
活性变化与土壤含水量和铵态氮含量均无显著相
关性．
２􀆰 ４　 不同施肥处理对红壤酶活性相对比值的影响
不同施肥处理对红壤酶活性相对比值有显著影
响（表 ６）．Ｎ处理的 βＧ ／ ＣＢＨ显著高于其他处理，达
５．３２；而 Ｍ、ＭＮＰＫ 处理与 ＣＫ 相比显著降低了 βＧ ／
ＣＢＨ；处理间总体变化趋势为 Ｎ＞ＣＫ＞ＮＰＫ＞ＭＮＰＫ＞
Ｍ．除 ＭＮＰＫ 处理外，施肥处理显著降低了 βＧ ／ βＸ，
且βＧ ／ βＸ在ＣＫ中达到最大值（５．７９） ；处理间总体
表 ５　 红壤基本性质、作物产量与土壤酶活性的相关性
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ （ｎ＝４）
项目
Ｉｔｅｍ
ｐＨ 含水量
Ｍｏｉｓｔｕｒｅ
铵态氮
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ
硝态氮
ＮＯ３ － ⁃Ｎ
有效磷
Ｏｌｓｅｎ Ｐ
可溶性有机碳
ＤＯＣ
产量
Ｙｉｅｌｄ
微生物呼吸
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ
βＧ ０．７３１∗ ０．２２１ －０．１５６ ０．５３７∗ ０．８９０∗∗ －０．２２６ ０．８６０∗∗ ０．９４９∗∗
ＣＢＨ ０．７０７∗∗ ０．２１９ －０．２２７ ０．４９４∗ ０．８９１∗∗ －０．３１４ ０．８２２∗∗ ０．９４７∗∗
βＸ ０．３１３ ０．２００ ０．１５５ ０．４６５∗ ０．６１２∗∗ ０．２１８ ０．７３５∗∗ ０．７８１∗∗
ＮＡＧ ０．４２８ ０．３７２ －０．０７３ ０．７３３∗∗ ０．８７８∗∗ －０．１１１ ０．９６０∗∗ ０．７８１∗∗
ＡＰ ０．８０９∗∗ ０．３００ －０．３７０ ０．５０５∗ ０．９４７∗∗ －０．４８０∗ ０．８６０∗∗ ０．８８３∗∗
∗ Ｐ＜０．０５； ∗∗ Ｐ＜０．０１．
６３８ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ６　 不同施肥处理对红壤酶活性相对比值的影响
Ｔａｂｌｅ ６　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ
ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｒｅｄ ｓｏｉｌ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
βＧ ／ ＣＢＨ βＧ ／ βＸ βＧ ／ ＮＡＧ βＧ ／ ＡＰ ＮＡＧ ／ ＡＰ
ＣＫ ４．２７ｂ ５．７９ａ ２．３１ａｂ ０．２１ｃｄ ０．１０ｄ
Ｎ ５．３２ａ ３．３９ｂｃ １．１７ｄ ０．３６ｂ ０．３１ａ
ＮＰＫ ３．６８ｂｃ ２．８６ｃ １．９０ｂｃ ０．４５ａ ０．２４ｂ
Ｍ ２．９７ｄ ４．０３ｂ ２．５５ａ ０．４１ａｂ ０．１６ｃｄ
ＭＮＰＫ ３．２２ｃｄ ５．５１ａ １．５２ｃｄ ０．２９ｃ ０．１９ｂｃ
变化趋势为 ＣＫ＞ＭＮＰＫ＞Ｍ＞Ｎ＞ＮＰＫ．与 ＣＫ 相比，Ｎ、
ＭＮＰＫ处理显著降低了 βＧ ／ ＮＡＧ，βＧ ／ ＮＡＧ 在 Ｍ 处
理中达到最大值（２．５５）；处理间总体变化趋势为 Ｍ
＞ＣＫ＞ＮＰＫ＞ＭＮＰＫ＞Ｎ．除 ＭＮＰＫ处理外，施肥处理显
著提高了 βＧ ／ ＡＰ，且 βＧ ／ ＡＰ 在 ＮＰＫ 处理中达到最
大值（０．４５），Ｍ、ＮＰＫ 处理显著高于 ＭＮＰＫ 处理；处
理间总体变化趋势为 ＮＰＫ＞Ｍ＞Ｎ＞ＭＮＰＫ＞ＣＫ．除 Ｍ
处理外，施肥处理显著提高了 ＮＡＧ ／ ＡＰ，且 Ｎ 处理
的比值显著高于其他处理；总体变化趋势为 Ｎ＞ＮＰＫ
＞ＭＮＰＫ＞Ｍ＞ＣＫ．
３　 讨　 　 论
与国内外众多研究相似［３，８，１０］，长期（２３ 年）施
用有机肥和无机肥后，祁阳红壤的部分化学性质
（ｐＨ、铵态氮、硝态氮、有效磷、可溶性有机碳）、生物
学性质（微生物呼吸速率和酶活性）和产量都发生
了显著变化（表 ３、表 ４）．总体上，由于长期施肥，土
壤养分供应增加，作物产量也增加，使作物根茬残留
也相应增加，最终不仅能为土壤微生物提供更多的
营养元素，也能提供更多有机碳源，从而支撑起一个
群体更大、活性更强的微生物群体，这同时印证了前
人对长期施肥试验的基本结论［３－４］ ．
相对于 Ｎ 和 ＮＰＫ 处理，Ｍ 和 ＭＮＰＫ 处理除向
土壤带入养分外，还输入了大量有机碳．然而，Ｍ 和
ＭＮＰＫ处理的可溶性有机碳却远低于 Ｎ 和 ＮＰＫ 处
理（表 ３）．这种现象可能源于有机肥激活了微生物
（有机肥处理有较高的微生物呼吸作用），提高了微
生物对可溶性有机碳的周转速率（较高的 βＧ 和
ＣＢＨ活性），从而将大量可溶性有机碳转化为微生
物生物量［４］ ．由于氨基酸等含氮化合物是土壤可溶
性有机碳的重要存在形态［２１］，因此，有机肥处理可
降低可溶性有机碳的淋失风险．类似地，有机肥处理
还会降低无机氮的淋失风险［２２］ ．此外，ＭＮＰＫ 处理
的 βＧ和 ＣＢＨ活性以及土壤呼吸均高于 ＮＰＫ处理，
但低于 Ｍ处理，而 ＮＡＧ活性高于 ＮＰＫ和 Ｍ单独处
理，说明有机无机配施（与无机肥等氮量）可以通过
为土壤微生物提供碳源，促进土壤氮素转化，进而提
高氮肥利用效率［７］ ．这些结果从微生物酶学角度阐
释了有机和无机肥混施提高无机肥利用效率的内在
机理．
土壤酶与作物产量的相关性（表 ５）印证了土壤
酶活性是土壤肥力的重要指标［９］ ．然而在本试验点
中，尽管无机氮肥，特别是 Ｎ 处理，引起了土壤极度
酸化，以至于作物无法生长，但与 ＣＫ相比，βＧ、βＸ、
ＣＢＨ活性并没有降低，ＮＡＧ 活性反而上升，这说明
这几种酶活性对 ｐＨ 的敏感性不强，并不能准确反
映土壤的酸化程度．另一方面，ＡＰ 活性在 Ｎ 处理中
下降至 ＣＫ的 ６６％，即使 ＮＰＫ处理有大量的有效磷
输入且伴随着较高的微生物活性，其 ＡＰ 活性亦无
显著变化，这均与这些处理中较低的 ｐＨ相符（较低
的微生物呼吸） （表 ４）．相反，ＡＰ 活性在施用 Ｍ 和
ＭＮＰＫ处理中显著高于上述两处理．这一方面与 Ｍ
和 ＭＮＰＫ处理土壤的 ｐＨ 提高，缓解了酸化对微生
物 ＡＰ 活性的抑制作用有关，另一方面则可能与大
量有机碳的输入对土壤微生物活性的促进作用有
关［２３］ ．因此，本研究表明，ＡＰ 比 βＧ、βＸ、ＣＢＨ、ＮＡＧ
等对土壤酸化的指示作用具有更高的灵敏性．Ｄｉｃｋ
等［２４］也曾建议用碱性磷酸酶或酸性磷酸酶的比值
来评价土壤的 ｐＨ．
近年来对自然生态系统的研究表明，土壤中不
同酶活性之间的比例具有一些特殊的生态涵义，例
如，其能较好地反映环境底物的比例变化［１］ ．本研究
观察到，长期施肥后，不同酶活性比也发生了明显变
化，如 Ｎ和 ＮＰＫ处理因氮素输入 βＧ ／ ＮＡＧ降低，而
所研究的 ５ 种施肥处理均较 ＣＫ 提高了 ＮＡＧ ／ ＡＰ，
这可能源于土壤无机磷的累积，徐丽丽等［１６］也观察
到类似的现象．此外，本研究表明，３ 种 Ｃ 转化酶活
性在不同施肥处理中的相对比例也存在明显差异
（表 ６），如 Ｎ处理的 βＧ ／ ＣＢＨ显著高于 ＣＫ，有机肥
处理（Ｍ和 ＭＮＰＫ）的 βＧ ／ ＣＢＨ低于 ＣＫ 和 Ｎ 处理，
而 βＧ ／ βＸ则显著低于 ＣＫ．不同的 Ｃ 转化酶比例暗
示其有机碳的结构存在显著差异［１９］，尽管这种差异
可能源于不同施肥导致的输入有机碳的结构差异，
也可能源于施肥改变了微生物碳代谢途径，从而改
变了土壤有机碳的结构．
参考文献
［１］　 Ｓｉｎｓａｂａｕｇｈ ＲＬ， Ｆｏｌｌｓｔａｄ Ｓｈａｈ ＪＪ． Ｅｃｏｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｓｔｏｉｃｈｉｏ⁃
ｍｅｔｒｙ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｈｅｏｒｙ． Ａｎｎｕａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ，
７３８３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 范淼珍等： 长期不同施肥对红壤碳、氮、磷循环相关酶活性的影响　 　 　 　 　 　
Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓ， ２０１２， ４３： ３１３－３４３
［２］　 Ｂｕｒｎｓ ＲＧ， ＤｅＦｏｒｅｓｔ ＪＬ， Ｍａｒｘｓｅｎ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅｓ
ｉｎ ａ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ： Ｃｕｒｒｅｎｔ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｆｕ⁃
ｔｕｒｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２０１３，
５８： ２１６－２３４
［３］　 Ｄｉｃｋ ＲＰ． Ａ ｒｅｖｉｅｗ： Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， １９９２， ４０： ２５－
３６
［４］　 Ｈｅ ＪＺ， Ｓｈｅｎ ＪＰ， Ｚｈａｎｇ ＬＭ， ｅｔ ａｌ． Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｅｓ
ｏｆ ｔｈｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ
ｂａｃｔｅｒｉａ ａｎｄ ａｍｍｏｎｉａ⁃ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ａｒｃｈａｅａ ｏｆ ａ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｕｐ⁃
ｌａｎｄ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ． Ｅｎ⁃
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ， ２００７， ９： ２３６４－２３７４
［５］　 Ｚｈａｎｇ ＷＺ， Ｘｕ ＭＧ， Ｗａｎｇ ＢＲ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒ⁃
ｂｏｎ， ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄｓ ｕｎｄｅｒ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒ⁃
ｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｌａｎｄ ｒｅｄ ｓｏｉｌ ｏｆ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． Ｎｕ⁃
ｔｒｉｅｎｔ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｉｎ Ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ２００９， ８４： ５９－６９
［６］　 Ｍｉａｏ ＹＸ， Ｓｔｅｗａｒｔ ＢＡ， Ｚｈａｎｇ ＦＳ． Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ： Ａ
ｒｅｖｉｅｗ． Ａｇｒｏｎｏｍｙ ｆｏｒ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ２０１１，
３１： ３９７－４１４
［７］　 Ｄｕａｎ ＹＨ， Ｘｕ ＭＧ， Ｇａｏ ＳＤ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｓｅ ｅｆｆｉ⁃
ｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ａ ｗｈｅａｔ⁃ｃｏｒｎ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｏｍ １５ ｙｅａｒｓ ｏｆ
ｍａｎｕｒｅ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｆｉｅｌｄ Ｃｒｏｐｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，
２０１４， １５７： ４７－５６
［８］　 Ｅｄｍｅａｄｅｓ ＤＣ． Ｔｈｅ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｎｕｒｅｓ ａｎｄ ｆｅｒ⁃
ｔｉｌｉｓｅｒｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ： Ａ ｒｅｖｉｅｗ． Ｎｕｔｒｉ⁃
ｅｎｔ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｉｎ Ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ２００３， ６６： １６５－１８０
［９］　 Ｃａｏ Ｈ （曹　 慧）， Ｓｕｎ Ｈ （孙 　 辉）， Ｙａｎｇ Ｈ （杨 　
浩）， ｅｔ ａｌ． Ａ ｒｅｖｉｅｗ： Ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｄｉ⁃
ｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ ＆ Ｅｎ⁃
ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ （应用与环境生物学报）， ２００３， ９
（１）： １０５－１０９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１０］　 Ｌｉ Ｊ （李　 娟）， Ｚｈａｏ Ｂ⁃Ｑ （赵秉强）， Ｌｉ Ｘ⁃Ｙ （李秀
英）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ
（中国农业科学）， ２００８， ４１（１）： １４４－１５２ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［１１］　 Ｑｉｕ Ｌ⁃Ｐ （邱莉萍）， Ｌｉｕ Ｊ （刘　 军）， Ｗａｎｇ Ｙ⁃Ｑ （王
益权）， ｅｔ ａｌ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｉｌ ｅｎ⁃
ｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ． Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒ⁃
ｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ （植物营养与肥料学报）， ２００４， １０（３）：
２７７－２８０ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１２］　 Ｗａｎｇ Ｃ （王 　 灿）， Ｗａｎｇ Ｄ⁃Ｊ （王德建）， Ｓｕｎ Ｒ⁃Ｊ
（孙瑞娟）， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ
ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｂｙ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔｓ． Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ （生态环境）， ２００８，
１７（２）： ６８８－６９２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１３］　 Ｇｕａｎ Ｓ⁃Ｙ （关松荫）． Ｓｏｉｌ Ｅｎｚｙｍｅｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｐｒｅｓｓ， １９８６
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１４］　 Ｓａｉｙａ⁃Ｃｏｒｋ ＫＲ， Ｓｉｎｓａｂａｕｇｈ ＲＬ， Ｚａｋ ＤＲ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ
ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｅｎｚｙｍｅ ａｃ⁃
ｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ａｎ Ａｃｅｒ ｓａｃｃｈａｒｕｍ ｆｏｒｅｓｔ ｓｏｉｌ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ
Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００２， ３４： １３０９－１３１５
［１５］　 Ａｉ Ｃ， Ｌｉａｎｇ ＧＱ， Ｓｕｎ ＪＷ， ｅｔ ａｌ． Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｅｌ⁃
ｌｕｌａｒ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ ｂｏｔｈ
ｔｈｅ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ａｎｄ ｂｕｌｋ ｓｏｉｌ ｔｏ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｉｎ ａ ｆｌｕｖｏ⁃ａｑｕｉｃ ｓｏｉｌ． Ｇｅｏｄｅｒｍａ， ２０１２， １７３－
１７４： ３３０－３３８
［１６］　 Ｘｕ Ｌ⁃Ｌ （徐丽丽）， Ｗａｎｇ Ｑ⁃Ｂ （王秋兵）， Ｚｈａｎｇ Ｘ⁃Ｙ
（张心昱）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄ ｆｅｒ⁃
ｔｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃａｒｂｏｎ， ｎｉｔｒｏｇｅｎ，
ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｙｃｌｅｓ ｉｎ ｒｅｄｄｉｓｈ ｐａｄｄｙ ｓｏｉｌ． Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２０１３， ２４
（４）： ９０９－９１４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１７］　 Ｂａｏ Ｓ⁃Ｄ （鲍士旦）． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ａｇｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ．
３ｒｄ Ｅｄ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｐｒｅｓｓ， ２００５ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１８］　 Ｋｅｅｌｅｒ ＢＬ， Ｈｏｂｂｉｅ ＳＥ， Ｋｅｌｌｏｇｇ ＬＥ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｅｉｇｈｔ
ｆｏｒｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｓｉｔｅｓ： Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｌｉｔｔｅｒ ａｎｄ
ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ２００９，
１２： １－１５
［１９］　 Ｇｒａｎｄｙ ＡＳ， Ｓｉｎｓａｂａｕｇｈ ＲＬ， Ｎｅｆｆ ＪＣ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｒｅ
ｌｉｎｋｅｄ ｔｏ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｎｚｙｍｅｓ， ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｆｒａｃ⁃
ｔｉｏｎｓ． Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００８， ９１： ３７－４９
［２０］　 ＤｅＦｏｒｅｓｔ ＪＬ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｉｍｅ， ｓｔｏｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ａｇｅ ｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ
ａｃｉｄｉｃ ｆｏｒｅｓｔ ｓｏｉｌｓ ｕｓｉｎｇ ＭＵＢ⁃ｌｉｎｋｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ａｎｄ Ｌ⁃
ＤＯＰＡ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００９， ４１：
１１８０－１１８６
［２１］　 Ｗａｒｒｅｎ ＣＲ． Ｏｒｇａｎｉｃ Ｎ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ：
Ｗｈａｔ ｉｓ ｋｎｏｗｎ， ｗｈａｔ ｉｓ ｕｎｋｎｏｗｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｔｈ ｆｏｒｗａｒｄｓ．
Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２０１４， ３７５：１－１９
［２２］　 Ａｂａａｓ Ｅ， Ｈｉｌｌ ＰＷ， Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｓｏｉｌ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２０１２，
５３： １２０－１２３
［２３］　 Ｏｌａｎｄｅｒ ＬＰ， Ｖｉｔｏｕｓｅｋ ＰＭ． Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａ⁃
ｔａｓｅ ａｎｄ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｂｙ Ｎ ａｎｄ Ｐ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ． Ｂｉｏ⁃
ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２０００， ４９： １７５－１９０
［２４］　 Ｄｉｃｋ ＷＡ， Ｔａｂａｔａｂａｉ ＭＡ． Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｕｓｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅｓ ／ ／ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｊｒ ＦＢ， ｅｄ． Ｓｏｉｌ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
Ｅｃｏｌｏｇｙ． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ， １９９２： ９５－１２７
作者简介　 范淼珍，女，１９８７ 年生，硕士研究生．主要从事土
壤微生物生态研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｆａｎｍｉａｏｚｈｅｎ＠ １２６．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
８３８ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷