全 文 ：第 33 卷 第 2 期
2012 年 4 月
华南农业大学学报
Journal of South China Agricultural University
Vol． 33，No． 2
Apr． 2012
收稿日期:2011-03-04
作者简介:唐雪东(1969—) ，男，副教授，博士;通信作者:李亚东(1964—) ，男，教授，E-mail:blueberryli@ 163． com
基金项目:吉林省科技厅重点项目(20100720) ;农业部公益性行业科研专项(201103037) ;吉林农业大学科研启动基金
(201012) ;科技部星火计划项目(2010GA661001) ;长春市科技局科技支撑项目(2011204)
施用硫磺粉对越橘根域土壤酶活性的影响
唐雪东1，李亚东1，刘海广1，窦 森2，吴 林1，张志东1
(1 吉林农业大学 园艺学院，吉林 长春，130118;2 吉林农业大学 资源与环境学院，吉林 长春，130118)
摘要:采用田间试验测定不同比例硫磺粉对越橘 Vaccinium vitis-idaea L．根域土壤酶活性的影响．结果表明:随着土
壤施 S量的增加，越橘根际和非根际土壤酶活性均表现先升高后降低的变化规律，加入 1. 5 和 2. 0 kg /m3 S的处理，
各种酶活性高．脲酶、磷酸酶、蛋白酶活性根际大于非根际，CAT活性非根际大于根际，高峰均出现在生长前期．
关键词:越橘;硫磺粉;土壤酶活性;土壤 pH
中图分类号:Q55;S663． 9 文献标志码:A 文章编号:1001-411X(2012)02-0183-05
Effect of Sulfur Application to Soil Enzyme Activity
of Vaccinium vitis-idaea L． Root Zone
TANG Xue-dong1，LI Ya-dong1，LIU Hai-guang1，DOU Sen2，WU Lin1，ZHANG Zhi-dong1
(1 College of Horticulture，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China;
2 College of Resource and Environment，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China)
Abstract:After fertilization of different sulfur powder in field experiments，the soil enzyme activities and
soil pH values of Vaccinium titis-idaea L．，blueberry，root zone were determined． The soil enzyme activity
of blueberry rhizosphere and non-rhizosphere both showed increase first and then decline． After adding
1. 5 and 2. 0 kg /m3 sulfur，the activity of soil urease，phosphatase，protease in rhizosphere was higer
than non-rhizosphere，CAT activity of non-rhizosphere was higer than that of rhizospere． The high activity
of the tested enzymes appeared in the early growth．
Key words:Vaccinium vitis-idaea;sulfur;soil enzyme activity;soil pH
越橘 Vaccinium vitis-idaea L． 属杜鹃花科 Eri-
caceae越橘属 Vaccinium spp．植物，为多年生灌木，果
实为蓝色或红色，富含多种维生素及微量元素，鲜果
既可以生食，又可以做加工果汁、果酒的原料，目前
国内各地区竞相栽植，具有较高的开发利用价
值［1-2］．越橘栽培对土壤条件要求苛刻，需要疏松湿
润、有机质含量高的强酸性土壤条件［3-4］． 目前用于
调节土壤 pH的材料主要是硫磺粉，国内外利用硫磺
粉改良土壤对越橘生长发育影响已有很多的研
究［5-8］，硫磺粉施入土壤后明显降低土壤 pH，但同时
也会对土壤性质，如土壤酶活性、土壤微生物的数量
和种类产生较大的影响． 土壤酶在土壤生态系统的
物质循环和能量转化中起着非常重要的作用，它催
化土壤中的一切生物化学反应，其活性大小是土壤
肥力的重要标志［9］． 本试验在土壤中加入不同比例
的硫磺粉进行越橘栽培，研究其对脲酶、磷酸酶、蛋
白酶及过氧化氢酶(CAT)4 种与土壤肥力关系密切
的酶活性及动态变化过程，以期为越橘根域土壤管
理及土壤肥力评价提供参考．
1 材料与方法
1． 1 材料
黑土，有机质 21. 16 g·kg －1，pH 为 7. 06． 半高
丛越橘品种“北陆”(Northland) ，组培繁殖的一年生
和二年生苗木．
1． 2 方法
1． 2． 1 试验设计 试验于 2008 年 8 月—2009 年 12
月在吉林农业大学越橘设施栽培基地和浆果研究所
进行．越橘栽植于塑料大棚内，采用随机区组设计，
设 7 个处理，每个处理 3 次重复，每个重复 8 株，以适
宜越橘生长的草炭 +园田土 + 1. 0 kg /m3 S (即 1 m3
土壤中加入 1. 0 kg的硫磺粉，下同)做对照，各处理
如下:1:对照;2:园田土 + 0. 5 kg /m3 S;3:园田土 +
1. 0 kg /m3 S;4:园田土 + 1. 5 kg /m3 S;5:园田土 +
2. 0 kg /m3 S;6:园田 + 2. 5 kg /m3 S;7:园田土 + 3. 0
kg /m3 S．园内地势平坦，肥力均匀． 定植前清除园内
石块等杂质，翻平土壤，将硫磺粉与园田土混拌均
匀，然后挖穴、定植，定植的株行距为 0. 5 m ×0. 7 m．
1． 2． 2 土壤样品采集 以抖落法采集根际土、非根
际土，在越橘根系集中分布区(0 ～ 20 cm) ，挖取一定
量的根系，轻轻拍打抖动，抖落的土壤为非根际土，
将沾根的大块土除去，再将附着在根系上的土壤用
刷子刷下即为根际土样品，完全随机处理，3 次(株)
重复．将所采土样带回实验室除去植物残根、石块，
自然风干，研磨过筛后用磨口瓶盛装、备用．
1． 2． 3 研究方法 分别于萌芽期、新梢旺长期、新
梢停长期、果实成熟期、落叶期，采集不同处理越橘
根际土和非根际土，进行土壤 pH及土壤酶活性的测
定，土壤 pH用 pHS-3C型精密 pH计测定．土壤样品
带回实验室自然阴干，磨细，过 20 目筛，按 2. 5 ∶ 1. 0
水土比测定． 土壤酶活性测定具体方法参照关松
荫［11］的方法．脲酶活性测定采用苯酚钠比色法，以培
养 24 h 后 1 g 土壤中 NH3-N 的质量 /mg 表示;磷酸
酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法，以培养 24 h 后
1 g 土壤中释出酚的质量 /mg 表示;蛋白酶活性采用
比色法，以培养 24 h后 1 g土壤中氨基酸的质量 /mg
表示;CAT活性测定采用高锰酸钾滴定容量法，以 20
min后 1 g 土壤的 0. 1 mol /L 高锰酸钾的体积 /mL
(相当于 H2O2 的质量 /mg)表示． 酶活性单位均以
“U”表示．采用 DPS9. 50 数据处理系统和 Excel 2007
进行统计分析．
2 结果与分析
2． 1 不同施 S量处理越橘根域土壤 pH变化
定期测定加入不同比例硫磺粉的土壤 pH 变化
结果(表 1)表明，施 S 后土壤 pH 迅速降低，而且随
着施 S量的增加，土壤 pH 降低幅度加大，并且施 S
量 1. 0、1. 5 和 2. 0 kg /m3 的处理，土壤 pH 基本能稳
定在 4. 0 ～ 5. 0 范围内．当施 S量超过 2. 5 kg /m3 时，
土壤 pH可降到 4. 0 以下，施 S量达到 3. 0 kg /m3 时，
pH可降至 3. 0，超出了适宜越橘生长的 pH 范围，不
利于越橘的生长．
表 1 不同施 S量处理越橘根际土壤 pH的变化
Tab． 1 Dynamic changes of pH in the rhizosphere soil of
blueberry under different sulphr applications
处理
施 S量 /
(kg·m －3)
萌芽
期
新梢旺
长期
新梢停
长期
果实
成熟期
落叶期
1 对照 5． 08 4． 05 4． 52 4． 71 4． 95
2 0． 5 6． 53 5． 17 5． 89 6． 06 6． 20
3 1． 0 5． 87 4． 13 5． 04 5． 12 5． 41
4 1． 5 5． 22 3． 91 4． 15 4． 33 4． 51
5 2． 0 4． 78 3． 68 4． 42 4． 78 5． 01
6 2． 5 4． 69 3． 45 4． 09 4． 43 4． 85
7 3． 0 4． 35 2． 88 3． 78 3． 91 4． 01
2． 2 不同施 S量处理越橘根域土壤脲酶活性变化
脲酶广泛存在于土壤中，是一种专性较强的酶，
在有机氮转化形成尿素过程中，其酶促作用使之转
化成矿物态的 NH4
+，从而利于植物吸收． 从表 2 可
看出，年生长周期内越橘根域土壤脲酶活性变化较
大，随着施 S量的增加，从 0. 5 ～ 2. 0 kg /m3 越橘根域
表 2 不同施 S量处理越橘根域脲酶活性动态变化1)
Tab． 2 Dynamic changes of soil urease activity in blueberry root-zone under different sulfur applications U
处理
施 S量 /
(kg·m －3)
萌芽期 新梢旺长期 新梢停长期 果实成熟期 落叶期
根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土
1 对照 1． 42c 1． 34c 3． 18d 2． 81d 1． 89c 1． 85b 1． 25b 1． 28bc 0． 55b 0． 52b
2 0． 5 0． 52a 0． 56a 1． 40a 1． 25a 0． 76a 0． 84a 0． 62a 0． 58a 0． 27a 0． 28a
3 1． 0 1． 18b 1． 12b 2． 76c 2． 05b 2． 06c 1． 83b 1． 37c 1． 26bc 0． 65bc 0． 57b
4 1． 5 1． 32c 1． 24c 2． 94c 2． 12b 2． 33d 2． 27c 1． 64d 1． 51d 0． 88c 0． 82c
5 2． 0 1． 50d 1． 44d 3． 21d 2． 23c 2． 72e 2． 56d 1． 47c 1． 39c 0． 61bc 0． 59b
6 2． 5 1． 48c 1． 41d 2． 38b 2． 07b 1． 99c 1． 93b 1． 21b 1． 15b 0． 50b 0． 48b
7 3． 0 1． 13b 1． 05b 1． 43a 1． 25a 1． 06b 0． 92a 0． 88b 0． 75ab 0． 29a 0． 25a
1)酶活性单位:以培养 24 h后 1 g土壤中的 NH3-N质量为 1 mg作为 1 U;同列数据后凡是有一个小写字母相同者，表示差
异不显著(P ＞ 0. 05，Duncans法)．
481 华 南 农 业 大 学 学 报 第 33 卷
脲酶活性显著增加，再增加 S 的施用量，脲酶活性反
而下降．另外从表 2 可看出，不同施 S 量处理新梢旺
长期根际脲酶活性最高，加入 1. 0 和 2. 0 kg /m3 S 的
处理越橘根际脲酶活性分别达到 2. 76 和 3. 21 U，较
萌芽期酶活性分别提高 122. 5%和 171. 0% ． 落叶期
越橘根际与非根际脲酶活性均降至最低，上述 2 个
处理根际脲酶活性分别是 0. 65 和 0. 61 U，较萌芽期
酶活性分别下降 47. 6%和 59. 3%，其他处理也有相
同的规律．
2． 3 不同施 S 量处理越橘根域土壤磷酸酶活性
变化
本试验处理的各土壤基本呈酸性，因此，以酸性
磷酸酶活性代表磷酸酶活性．从图 1 可看出，在新梢
旺长期随着施 S量的增加，磷酸酶活性明显增高，只
有加入 0. 5 和 1. 0 kg /m3 S 的处理越橘根际磷酸酶
活性低于对照，其他处理则明显高于对照，差异显著
(P ＜ 0. 05) ，而且各处理根际磷酸酶活性也显著高于
非根际磷酸酶活性，其他各时期不同施 S 量磷酸酶
活性变化规律与新梢旺长期大体一致．由图 2可看出，
图 1 不同施 S量越橘根域磷酸酶活性差异
Fig． 1 Variations of phosphatase activity of different sulfur appli-
cations in blueberry root zone
Ⅰ:萌芽期;Ⅱ:新梢旺长期;Ⅲ:新梢停长期;Ⅳ:果实成熟期;Ⅴ:落
叶期．
图 2 不同生长期越橘根域磷酸酶活性动态变化
Fig． 2 Dynamic changes of phosphatase activity in blueberry
root-zone in different growth periods
在年生长周期内各处理的越橘根域磷酸酶活性变化
基本一致，根际磷酸酶活性在新梢旺长期均明显升
高，而后迅速降低，而非根际磷酸酶活性在年生长周
期内始终呈下降状态． 新梢旺长期加入 1. 0 和 2. 0
kg /m3 S的处理越橘根际酶活性较萌芽期均明显提
高，其酶活性分别为 2. 44 和 3. 65 U，较萌芽期分别
提高 67. 1%和 58. 0%，这可能是因为此期地上部植
株建造快，根系的生理代谢功能最强，根系分泌物明
显增多，增加了微生物的活动，而促进磷酸酶活性的
提高．进入新梢停长期后根际磷酸酶活性开始降低，
落叶期降至最低，分别为 0. 75 和 1. 18 U，较萌芽期
分别下降 48. 6%和 48. 9% ． 生长季后期磷酸酶活性
下降与越橘生长后期根系活力减弱及气温偏低有
关，这可能是磷酸酶活性对温度变化的一种生理响
应［11］．
2． 4 不同施 S 量处理越橘根域土壤蛋白酶活性
变化
蛋白酶参与土壤中氨基酸、蛋白质以及其他含
蛋白质氮的有机化合物的转化，其水解产物是植物
吸收氮源之一． 由图 3 可看出，随着施 S 量的增加，
越橘根域蛋白酶活性有升高的趋势，当施 S 量达到
1. 5 kg /m3 以上时，提高幅度不明显;而且各处理根
际蛋白酶活性要高于非根际蛋白酶活性，特别是在
新梢旺长期，根际与非根际蛋白酶活性差异明显，达
到极显著水平(P ＜ 0. 05)． 由图 4 看出，不同施 S 量
处理越橘根域蛋白酶活性变化趋势基本一致，加入
1. 0 和 2. 0 kg /m3 S的处理根际与非根际蛋白酶活性
在新梢旺长期均有一个上升的过程，但根际蛋白酶
的活性上升明显快于非根际． 新梢旺长期后蛋白酶
活性开始下降，落叶期各处理的越橘根域蛋白酶活
性均降至最低．
图 3 不同施 S量越橘根域蛋白酶活性差异
Fig． 3 Variations of protease activity of different sulfur applica-
tions in blueberry root-zone
581第 2 期 唐雪东等:施用硫磺粉对越橘根域土壤酶活性的影响
Ⅰ:萌芽期;Ⅱ:新梢旺长期;Ⅲ:新梢停长期;Ⅳ:果实成熟期;Ⅴ:落
叶期．
图 4 不同生长期越橘根域蛋白酶活性动态变化
Fig． 4 Dynamic changes of protease activity in blueberry root-
zone in different growth periods
2． 5 不同施 S量处理越橘根域土壤 CAT活性变化
CAT是土壤中重要的氧化还原酶，参与土壤中
物质和能量转化，具有分解土壤中对植物有害的过
氧化氢的作用，在一定程度上反映土壤中腐殖质的
再合成强度． 研究结果(表 3)表明，加入 1. 5 和 2. 0
kg /m3 S的处理 CAT活性较高，且以生长初期较低，最
高值出现在新梢旺长期或新梢停长期，到生长末期又
下降至最低;从表 3也可看出，不同施 S量处理越橘非
根际 CAT活性变化趋势基本一致，生长季中随物候期
的变化不同施 S处理越橘非根际 CAT活性呈现“低 －
高 －低”的变化规律，在新梢停长期 CAT活性最高，而
后酶活性降低．而根际 CAT活性变化有明显差异(P ＜
0. 05)，加入 1. 0和 0. 5 kg /m3 的处理越橘根际 CAT 活
性在新梢停长期达到最高，而施 S 量超过 2. 0 kg /m3
的处理根际 CAT活性在新梢旺长期达到最高，而后下
降．这可能由不同施 S 量改变了土壤 pH，使越橘植株
生长发育、生理代谢产生差异所引起．生长季前期施 S
量大的处理，根系生理代谢活跃，根际分泌有机物质充
分，引起土壤酶活性加强，而休眠期其酶活性迅速降低
与此期温度低、微生物活性弱、物质转化速率低有关．
表 3 不同时期不同施 S处理越橘根域 CAT活性差异1)
Tab． 3 Variation of soil catalase activity in blueberry root-zone under different sulfur applications in different periods U
处理
施 S量 /
(kg·m －3)
萌芽期 新梢旺长期 新梢停长期 果实成熟期 落叶期
根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土 根际土 非根际土
1 对照组 1． 26bc 1． 31c 1． 32bc 1． 44c 1． 35c 1． 54c 1． 15b 1． 22b 0． 82ab 0． 91b
2 0． 5 0． 66a 0． 72a 0． 85a 1． 02a 1． 07a 1． 16a 0． 92a 1． 08a 0． 71a 0． 76a
3 1． 0 1． 18b 1． 25bc 1． 23b 1． 35b 1． 28b 1． 42b 1． 11b 1． 24b 0． 75a 0． 78a
4 1． 5 1． 33c 1． 18b 1． 32bc 1． 47c 1． 19ab 1． 51c 1． 08ab 1． 36c 0． 83ab 0． 90b
5 2． 0 1． 35c 1． 27c 1． 38c 1． 53d 1． 32bc 1． 56c 1． 19b 1． 33c 0． 92b 0． 98c
6 2． 5 1． 38c 1． 21bc 1． 29b 1． 42bc 1． 25b 1． 48bc 1． 20b 1． 27bc 0． 88b 0． 91b
7 3． 0 1． 03b 1． 12b 1． 27b 1． 30b 1． 24b 1． 36b 1． 08ab 1． 17b 0． 72a 0． 78a
1)酶活性单位:以 20 min后 1 g土壤的 0. 1 mol /L 高锰酸钾的体积为 1 mL(相当于 1 mg H2O2)作为 1 U;同列数据后凡是有
一个相同小写字母者，表示差异不显著(P ＞ 0. 05，Duncans法)．
3 讨论与结论
3． 1 土壤 pH与土壤酶活性的关系
土壤酶是土壤中活跃的有机成分之一，在土壤
养分循环及植物生长所需养分的供给过程中起到重
要的作用，土壤酶与土壤微生物、土壤养分、土壤 pH
等存在一定的相关性［12］． Kuprevieh［13］和沈同等［14］
认为土壤 pH 对土壤酶活性有很大影响，在 pH 超过
土壤正常值时，由于土壤中植物和微生物受到胁迫，
细胞膜受到伤害，导致酶分泌失调;另外土壤酶在正
常 pH 条件下才能表现出最大活性，在极端 pH 下，
酶结构受到破坏，而不能表现出或只表现出部分活
性．本试验结果表明，随着硫磺粉施入量的增加，土
壤 pH明显下降，土壤酶活性也发生了不同程度的变
化，土壤脲酶、蛋白酶呈上升趋势，磷酸酶、过氧化氢
酶先升后降，而且加入 1. 5 和 2. 0 kg /m3 硫磺粉的处
理，土壤 pH稳定在 4. 0 ～ 5. 5 范围内，各种酶活性较
高．徐冬梅等［15］模拟酸雨对土壤磷酸酶活性影响时
指出，随着土壤［H +］的升高，近中性土壤磷酸酶活
性呈现激活 －抑制的变化过程，而酸性使土壤磷酸
酶活性持续下降，也说明各种土壤酶活性需要在适
宜的土壤 pH 范围内发挥作用． 另外，本文不同施 S
量土壤 pH变化与以前研究结果［7］有差异，主要原因
有 2 个方面:一方面本文测定的是越橘根际土壤的
pH，由于越橘根际区域根系分泌物及微生物的影响
造成根际与非根际土壤 pH 有明显差异;另一方面，
由于本试验的园田土与前期试验的土壤并非同一区
域，土壤性质及环境条件也对硫磺粉的氧化分解产
681 华 南 农 业 大 学 学 报 第 33 卷
生一定的影响．
3． 2 硫磺粉对土壤酶活性的影响
从试验结果可知，随着硫磺粉施入量的增加，土
壤 pH明显下降，土壤酶活性也发生了不同程度的变
化，分析原因，可能由于硫磺粉的加入，在降低土壤
pH的同时，硫素的矿化和分解也参与土壤腐殖质的
形成，而且硫素也会影响越橘对土壤中各种矿质元
素的转化和利用，同时在很大程度上影响微生物的
活动，从而使土壤酶活性发生不同程度的变化，关于
硫磺增加土壤微生物数量已有许多报道，Lawrence
等［16］研究指出，在没有氧化硫硫杆菌和氧化铁硫杆
菌的土壤中，施用 0. 5% 的硫磺使自养硫代硫酸盐
氧化细菌增加 104 倍，Lee 等［17］也指出，在未施过硫
磺的土壤中硫杆菌数量很低，但这些杆菌对硫磺的
反应很快，可以增加 106 ～ 107 倍;林葆等［18］研究影
响硫磺在土壤中的氧化因素时也指出，施用硫磺有
时可增加某些自养和异养硫氧化微生物的数量，提
高土壤氧化能力，但即使以后不再施用硫磺，这些增
加的硫氧化微生物也能存活很长时间． 说明硫磺粉
施用量会影响土壤微生物及数量，这也可能是促使
土壤酶活性提高的一个很重要原因． 当硫磺粉施入
量超过 2. 5 kg /m3时，磷酸酶和脲酶会降低，可能是
过多的硫磺粉使土壤 pH迅速下降，超过了土壤对酸
的缓冲能力，使土壤环境恶化．徐冬梅等［16］的研究也
说明了这一点．
在栽培越橘的土壤中施用硫磺粉，降低了土壤
pH，满足了越橘生长的酸性土壤条件，同时由于硫磺
的加入，改善了土壤的环境条件，促进了土壤酶活性
的提高．随着土壤施 S量的增加，越橘根域土壤酶活
性均表现先升高后降低的变化规律，加入 1. 5 和 2. 0
kg /m3 硫的处理，各种酶活性高． 不同施 S 量处理脲
酶、磷酸酶、蛋白酶活性总体变化趋势是根际大于非
根际，CAT活性非根际大于根际，高峰均出现在生长
前期．
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【责任编辑 周志红】
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