全 文 ：紫云英是我国主要的绿肥作物， 其根瘤能固氮
供后茬作物利用， 可培肥土壤、 改善环境、 提高农
作物产量和品质、 减少化肥投入等。 有研究表明紫
云英（绿肥）还田能提高土壤酶活性及微生物量， 但
此类研究多集中在后茬作物生育时期 [1-4]。 福建单
季稻区紫云英翻压时期一般在 3 月下旬至 4 月上
旬， 而插秧时间为 7 月上旬， 中间相隔近 3 个月，
在这过程中， 紫云英翻压后土壤酶活性及微生物量
的响应尚不清楚。
土壤酶是一种具有专性催化作用的蛋白质， 来
自土壤微生物、 植物和动物活体或残体， 是土壤生
化过程的产物 [5]， 其中土壤过氧化氢酶、 转化酶、
磷酸酶、 脲酶活性之间的关系及总体活性对评价土
壤肥力水平有重要意义 [6]。 土壤微生物是使土壤具
有生命力的最主要成分， 在土壤形成和发育过程中
起主要作用， 是评价土壤质量的一个重要指标 [7]。
土壤微生物生物量碳是土壤有机碳的灵敏指示因子，
其作为土壤生物学指标已被国内外学者进行了广泛
的研究， 微生物生物量氮可以反映微生物的活性及
微生物利用氮源的能力[8-9]。 因此本试验研究福建稻
区紫云英不同翻压量对土壤酶活性及微生物生物量
的影响， 旨在阐明紫云英还田的土壤培肥机制， 为
福建单季稻区紫云英合理利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验设在闽侯县白沙镇溪头村福建省农业科学
研究野外观测站红壤肥力与生态环境福州试验站盆
栽房进行。 供试土壤为渗育型水稻土， 采自福建省
农业科学院土壤肥料研究所白沙试验基地水稻地 0～
热带作物学报 2011， 32（6）： 1020-1023
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期： 2011-03-28 修回日期： 2011-06-03
基金项目： 公益性行业（农业）科研专项经费（201103005）； 福建省省属公益类科研院所基本科研专项（2010R1024-4）； 福建省农业标准化示
范项目（闽农标办[2008]4号）。
作者简介： 林 诚（1981年—）， 男， 助理研究员。 研究方向： 植物营养与肥料。 *通讯作者： 林新坚， E-mail: xinjianlin@163.net。
不同紫云英翻压量对土壤酶活性
及微生物生物量碳氮的影响
林 诚， 王 飞， 林新坚 *， 李清华， 何春梅， 李 昱
福建省农业科学院土壤肥料研究所， 福建福州 350013
摘 要 通过培育试验， 研究在 70％田间持水量条件下， 不同紫云英翻压量对土壤酶活性及微生物生物量碳、
氮含量的影响。 结果表明： 不同紫云英翻压量总体提高了土壤酶活性。 紫云英低翻压量（47 g/盆）土壤中过氧化
氢酶活性最强， 而磷酸酶、 转化酶最高值均出现在中翻压量（94 g/盆）土壤中， 高翻压量（141 g/盆）土壤脲酶活性
最强。 翻压紫云英总体提高了土壤微生物生物量碳、 氮量， 且均在腐解 20 d 达到峰值， 但增加翻压量对微生物
生物量碳影响不显著， 紫云英高翻压量有助于前期土壤微生物量氮提高， 低翻压量则对后期提高土壤微生物量
氮效果更好。 相关分析表明， 土壤微生物生物量碳、 氮量均值呈极显著正相关。
关键词 紫云英翻压量； 酶活性； 微生物生物量碳、 氮
中图分类号 S143； Q143 文献标识码 A
The Effect of Astragalus sinicus Manure Application on Soil
Enzyme Activities and Level of Microbial Biomass C and N
LIN Cheng, WANG Fei, LIN Xinjian, LI Qinghua, HE Chunmei, LI Yu
Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China
Abstract The study was focused on the effect of Astragalus sinicus manure application on soil enzyme activities
and level of microbial biomass C and N by pot experiment The results indicated that: Astragalus sinicus manure
application could improve soil enzyme activities. Catalase activity reached the peak with an amount of 47 g / basin
of Astragalus sinicus manure application, while that was 94 g / basin for phosphates and invertase and 141 g / basin
for urease. While Astragalus sinicus manure application increased the level of microbial biomass C and N, which
reached the peak on the 20 th day of decaying, the effect of increased Astragalus sinicus manure application on
microbial biomass C was not distinctive. A high amount of Astragalus sinicus manure application helped the
increase of microbial biomass N in early period, and a low amount of that helped in late period. Related analysis
showed that microbial biomass C and microbial biomass N might be obvious proportionate to each other.
Key words Astragalus sinicus manure application on soil； Enzyme activities； Microbial biomass C and N
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.06.007
第 6 期 林 诚等： 不同紫云英翻压量对土壤酶活性及微生物生物量碳氮的影响
图 3 紫云英不同翻压量对土壤过氧化氢酶活性的影响

取样时间/d
3.60
3.40
3.20
3.00
2.80
2.60
2.40
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3

115
110
105
100
95
90
85
80
脲
酶
/（
NH
3-
N
m
g/
kg
）
取样时间/d
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3
图 2 紫云英不同翻压量对土壤脲酶活性的影响

35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
3
月
下
旬
4
月
上
旬
4
月
中
旬
4
月
下
旬
5
月
上
旬
5
月
中
旬
5
月
下
旬
6
月
上
旬
6
月
中
旬
气
温
/℃
9 : 00 15 : 00
图 1 紫云英翻压期间环境气温变化
20 cm表层， pH4.94， 有机质 25.0 g/kg， 碱解氮124.4
mg/kg， 速效磷 21.3mg/kg， 速效钾 101.2mg/kg。 土样
风干过 5 mm 筛网， 充分混匀备用。 试验用紫云英
品种为 “闽紫 7号”， 福建省农业科学院土壤肥料研
究所选育。 供试紫云英翻压期有机质 59.27％， 全 N
2.612％， 全 P 0.312％， 全 K2.527％， 干物质 12.6％。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 模拟试验设 4个处理： ①不翻压
（对照）； ②鲜草翻压 47 g/盆（相当于 15 000 kg/hm2）；
③鲜草翻压 94 g/盆 （相当于 30 000 kg/hm2）； ④鲜
草翻压 141 g/盆（相当于 45 000 kg/hm2）。 利用尼龙
袋， 盆栽培育方法进行。 每塑料盆（27 cm×20 cm）土
样 7 kg； 尼龙袋孔径约 1 mm， 规格 20 cm×30 cm。
紫云英盛花期收割、 切成 2 cm 左右， 混匀， 展平、
封好袋口， 埋深 10 cm 左右。 腐解过程及时补充蒸
发的水分， 总重在 8.6 kg 左右， 使其保持田间持水
量的 70％。 培育期间， 盆栽房四周处于通风状态，
保持近自然状态。 分别于 4、 10、 20、 35、 60、 90 d
取样 6次， 每次 3个重复。 土壤取样全盆土壤混合
均匀， 装在无菌自封袋中， 带回放于冰箱中保存。
翻压期气温逐渐升高 ， 上午 9 : 00 平均气温为
22.4℃， 下午 15 : 00 平均气温 25.1℃（图 1）。
1.2.2 分析方法 酶活性测定： 土壤脲酶活性、
过氧化氢酶活性、 蔗糖酶活性、 磷酸酶活性依次用
靛酚蓝比色法、 高锰酸钾滴定法、 硫代硫酸钠滴定
法、 磷酸苯二钠比色法进行测定[5]。
土壤微生物生物量碳、 氮含量采用氯仿熏蒸-
0.5 mol/L K2SO4浸提法测定， 过滤后滤液中有机碳
用 TOC 分析仪测定， 全氮用半微量凯氏法测定。
土壤微生物生物量碳、 氮含量以熏蒸和未熏蒸的有
机碳、 全氮含量之差分别除以 KEC和 KEN得到， 其
中 KEC=0.38、 KEN=0.45[10]。
数据采用 Excel和 DPS6.55软件进行统计分析。
2 结果分析
2.1 紫云英腐解过程中土壤酶活性动态变化
2.1.1 紫云英腐解过程中脲酶活性动态变化 土
壤脲酶是对尿素转化起关键作用的酶， 它的酶促反
应产物是可供植物利用的氮源， 它的活性可以用来
表示土壤供氮能力[11]。 从图 2 可知， 翻压紫云英不
同用量处理的土壤脲酶活性在整个腐解期内变化趋
势基本一致， 且总体高于对照。 腐解至 20 d 各处
理活性达最高峰， 大小顺序为 A3＞A2＞A1， 分别比
对照高出 11.9％～24.4％； 其中 A2、 A3 处理均较
对照达显著或极显著差异。 随后脲酶活性呈先降低
后上升趋势， 腐解至 90 d 又出现一个峰值， 依然
以翻压 A3 处理脲酶活性最高， 同时 A3 处理较对
照达显著差异。 说明随着翻压量的增加， 土壤中脲
酶活性有增强的趋势。 值得一提的是， 腐解后期
（90 d）正值福建单季稻区进入秧苗自移栽期， 各翻
压处理的土壤脲酶活性均呈上升趋势， 这可能有利
于水稻苗期的氮素营养供应。
2.1.2 紫云英腐解过程中过氧化氢酶活性动态变化
过氧化氢酶是参与土壤中物质和能量转化的一种重
要氧化还原酶， 在一定程度上可以表征土壤生物氧
化过程的强弱 [12]。 从图 3 可见， 整个翻压期各处理
的过氧化氢酶活性呈上升趋势， 在整个翻压期紫云
英翻压处理过氧化氢酶活性均高于对照。 A1、 A2、
A3处理不同翻埋期过氧化氢酶活性分别较对照提高
7.0％～11.2％、 2.9％～7.9％、 0.8％～10.7％， 但与对
照均无显著差异。 而 A1、 A2、 A3 处理翻压后第
90 天与翻压后第 4 天相比过氧化氢酶活性各提高
18.8％、 19.1％、 27.8％， 说明土壤过氧化氢酶随
着翻压量增加与翻压时间的延长呈逐渐升高的趋势。
过
氧
化
氢
酶
/（
0.
1m
ol
/L
KM
nO
4
m
L/
g）
1021- -
第 32 卷热 带 作 物 学 报
2.1.3 紫云英腐解过程中磷酸酶活性动态变化 土
壤磷酸酶与土壤磷素转化密切相关， 可以反映土壤
磷素的状况。 各翻压紫云英处理磷酸酶活性在翻压
期内整体呈先上升后下降趋势（图 4）， 但各处理磷
酸酶活性的峰值分布在不同的时期。 腐解至 20 d
A2 处理土壤磷酸酶活性达最高值， 较 A1、 A3 分
别提高 28.5％与 24.6％， 且与各处理达极显著差
异； 腐解至 60 d 后 A1、 A3 及对照处理土壤磷酸
酶活性达整个翻压时期的最高值， A1、 A3 处理分
别较 A2 提高 28.7％、 6.8％。 腐解至 90 d 虽然各
处理磷酸酶活性下降， 但仍以 A1 处理最高， 且较
A2、 A3 处理达极显著差异水平。 说明紫云英翻压
量增加对土壤中磷酸酶活性有抑制的趋势。
2.1.4 紫云英腐解过程中转化酶活性动态变化 转
化酶参与碳水化合物的转化， 使蔗糖水解成葡萄糖
和果糖， 成为植物和微生物重要的营养来源[13]。 从
图 5可见， 翻压期内转化酶活性整体呈先下降后上
升趋势， 处理 A1、 A3 转化酶活性峰值出现在翻压
35 d， 较对照提高 32.4％、 50.3％， 均与对照呈极
显著差异； A2 峰值为翻压后 60 d， 转化酶活性较
对照提高 31.8％， 与各处理达极显著差异。 翻压至
90 d后各处理转化酶活性均降至最低值， 各处理间
无显著差异。 从中可以看出， 紫云英翻压过程中
A2 处理的转化酶活性高于 A1、 A3 处理， 说明适
宜的紫云英翻压量有助于提高土壤转化酶活性。
2.2 紫云英腐解过程中微生物生物量动态变化
2.2.1 紫云英腐解过程中微生物生物量碳动态变化
从图 6可以看出， 腐解时期各处理微生物量碳含量
呈先上升后下降趋势， 且均高于对照。 随着翻压进
程， 各紫云英翻压量处理在 20 d 达到峰值， 翻压
紫云英各处理微生物量碳含量分别较对照提高
8.8％～11.1％， 其中 A1 处理较对照达显著差异；
腐解 90 d 后各处理土壤微生物量碳含量降至最低，
但 A1、 A3 处理微生物量碳含量与对照达极显著差
异， 分别较对照提高 15.7％与 17.4％。 翻压紫云英
各处理在腐解期内土壤微生物量碳含量无显著差异，
说明翻压紫云英能提高土壤中微生物量碳含量， 但
增加翻压量对土壤微生物量碳含量影响不大。
2.2.2 紫云英腐解过程中微生物生物量氮动态变化
从图 7可见， 紫云英腐解期各处理微生物量氮含量
均高于对照， 且变化趋势一致， 呈先上升后降低
趋。 各处理微生物量氮高峰都出现在腐解 20 d 后，
较对照增加 4.2％～20.8％ 。 在腐解 20、 35 d 时
A2、 A3 处理微生物量氮含量与 A1、 CK 达极显著
差异。 腐解 60、 90 d 时 A1 处理微生物量氮含量与
CK达显著差异， 分别较对照提高 9.1％、 22.0％。 说
明翻压量对土壤微生物量氮有一定影响， 紫云英翻
压量高有助于前期土壤微生物量氮含量提高， 而翻
压量低对后期提高土壤微生物量氮含量效果更好。
相关分析表明， 不同处理土壤微生物生物量碳、 氮
70
65
60
55
50
45
40
35
磷
酸
酶
/（
ph
en
ol
m
g/
10
0
g）
取样时间/d
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3
图 4 紫云英不同翻压量对土壤磷酸酶活性的影响
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
转
化
酶
/（
gl
uc
os
e
m
g/
g）
取样时间/d
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3
图 5 紫云英不同翻压量对土壤转化酶活性的影响
取样时间/d
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3550
500
450
400
350
300
微
生
物
生
物
量
碳
/（
m
g/
kg
）
图 6 紫云英不同翻压量对土壤微生物生物量碳含量的影响
取样时间/d
4 10 20 35 60 90
CK A1 A2 A3120
110
100
90
80
70
60
微
生
物
生
物
量
氮
/（
m
g/
kg
）
图 7 紫云英不同翻压量对土壤微生物生物量氮含量的影响
1022- -
第 6 期
责任编辑： 沈德发
含量均值呈极显著正相关， 相关系数为 0.833**（**
p<0.01， n=24）。
3 讨论与结论
3.1 讨论
不同性质的酶（过氧化氢酶除外）达到一定峰值
后有下降趋势， 这与土壤微生物生物量碳、 氮趋势
基本相似， 这可能与有机物料腐解速率前期快， 后
期慢有关 [14-15]。 因为紫云英前期腐解过程中， 在土
壤微生物的作用下， 利用碳源物质大量地进行自身
繁殖， 将紫云英中的碳同化为微生物体碳 [16-17]， 进
而增强了土壤中微生物活性。 土壤微生物活性增强
促进了紫云英有机物质的转化与养分的释放， 并转
化为较为稳定的微生物碳氮等物质， 保证了下茬作
物生育所需的营养。 过氧化氢酶活性在整个腐解时
期呈逐渐上升趋势， 表明与过氧化氢酶活性相关的
微生物生长逐渐增强， 可能是受到试验过程中温度
逐渐升高的影响。 但此结果与张敏等 [18]研究有差
异， 而此差异是否是由于研究材料和环境因素不同
导致， 还有待进一步研究。 随着腐解时间延长， 易
于分解的小分子有机化合物数量减少使得微生物数
量减少[19]， 虽然紫云英腐解末期土壤微生物活性有
所下降， 但此时恰好是福建单季稻栽培时期， 因此
通过土壤翻耕及栽培过程中施肥、 作物生长过程中
根系生长的影响 [13，20-21]， 土壤中微生物活性将再次
被激活， 保证了作物生育期内良好的微生态环境。
综上所述， 紫云英作为一种豆科绿肥， 是酶促作用
的基质， 增施紫云英增强了土壤酶活性， 提高了土
壤微生物生物量 C、 N 含量。 表明翻压紫云英， 土
壤生化过程加快， 但对紫云英有机质、 营养元素矿
化、 碳截留过程的影响还有待进一步研究。
3.2 结论
（1）通过试验发现不同紫云英翻压量总体提高
了土壤酶活性， 但不同酶活性对翻压量响应不一。
紫云英低翻压量（47 g/盆）土壤中过氧化氢酶活性最
强， 而磷酸酶、 转化酶最高值均出现在中翻压量
（94 g/盆）土壤中， 高翻压量 （141 g/盆）土壤脲酶活
性最强。
（2）不同紫云英翻压量总体提高了土壤微生物
生物量碳、 氮含量。 不同翻压量对土壤微生物生物
量碳、 氮的影响趋势一致。 对微生物量碳而言， 翻
压紫云英能提高土壤中微生物量碳含量， 但增加翻
压量并不增加微生物量碳含量。 对微生物量氮而
言， 紫云英翻压量大有助于前期土壤微生物量氮含
量提高， 翻压量低对后期提高土壤微生物量氮含量
效果更好。
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