全 文 ：核 农 学 报 2015，29 ( 2 ) : 0383 ～ 0390
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期: 2014-03-20 接受日期: 2014-09-04
基金项目:国家科技支撑计划项目( 2012BAD14B06 ) ，寒地作物品种改良与生理生态重点开放实验室项目( HDZW-008 )
作者简介:乔天长，男，主要从事玉米高产栽培生理研究。E-mail: dongnongqiao@ 163． com
通讯作者:李晶，女，副教授，主要从事作物逆境生理研究。E-mail: jingli1027@ 163． com
文章编号: 1000-8551 ( 2015 ) 02-0383-08
玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性
及根系活力的影响
乔天长 赵先龙 张丽芳 焦 健 魏 湜 顾万荣 李 晶
( 东北农业大学农学院 /农业部东北地区作物栽培科学观测实验站，黑龙江 哈尔滨 150030 )
摘 要:玉米连作现象在黑龙江省农田生态系统中较为普遍，秸秆焚烧既浪费资源又污染环境，研究玉米
秸秆还田后的化感效应尤显重要，但秸秆还田后的效应尚不清楚。本研究以玉米( 郑单 958 ) 为受体，采
用盆栽试验，分析不同腐解时间( 0. 25、60、120、180d) 、不同腐解浓度 ( 0、0. 125、0. 25、0. 5 g·mL － 1 DW )
玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响，试图从土壤酶学和根系活力变化的角度初
步阐明连作状态下秸秆还田对苗期玉米生长的影响，以期为大田生产中应用秸秆还田技术提供相关科
学依据。结果表明 :玉米幼苗四叶、五叶、六叶期，土壤蔗糖酶、脲酶活性均在 60d 腐解天数，0. 5 g·mL － 1
DW 浓度处理下达到最高。土壤酸性磷酸酶活性均在 120d 腐解腐解天数，0. 5 g·mL － 1 DW 处理下达到
最高。土壤过氧化物酶活性在幼苗四叶、五叶期，腐解 60d，0. 5 g·mL － 1 DW 浓度处理下达到最高，六叶
期酶活与对照相比差异均不显著。玉米幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶的活性随
腐解液浓度的增加而增加 ;随着玉米秸秆腐解天数的增加，呈现先升高后降低的趋势 ;随叶龄增加，腐解
液对根际土壤酶活性的影响逐渐减弱。玉米幼苗根系活力随着秸秆腐解液浓度的增大先升高后降低 ;
低( 0. 125 g·mL － 1DW) 、中( 0. 25 g·mL － 1DW) 浓度下对根系活力的促进作用也随叶龄增加逐渐减弱。
关键词:玉米;秸秆腐解液 ;酶活性;根系活力 ;化感物质
DOI: 10. 11869 / j． issn． 100-8551. 2015. 02． 0383
玉米( Zea mays) 已成为中国第一大粮食作物［1］，
黑龙江省作为中国玉米主产区，2013 年玉米播种面积
近 676 万 hm2，且随早熟品种的选育和应用，种植区域
进一步向北部高纬度地区扩展，种植面积仍有增加趋
势。黑龙江省每年产生玉米秸秆 5 000 万 t，其中 30%
用于还田，且还田量还在增加［2］，同时秸秆焚烧现象
普遍，既浪费资源又污染环境，研究玉米秸秆还田后的
化感效应尤显重要。
玉米秸秆富含多种养分和生理活性物质，秸秆还
田有利于改善土壤理化性状、保持土壤肥力［3 － 4］。有
研究表明，秸秆长期施入农田，可以增加土壤 N、P、K
和有机质等养分含量［5 － 7］; 马欣等［8］、刘定辉等［9］对
秸秆还田后土壤酶效应的研究发现，秸秆还田后提升
了土壤酶活性 ; 李倩等［10］研究表明，玉米秸秆覆盖可
使土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性分别增加
46. 9%、9. 0% 和 390%，亦有利于下茬作物生长发育
和产量的提高［11 － 13］。但也有研究认为，植物残茬及秸
秆腐解过程中产生大量化感物质，经积累可引起土壤
物理性状变化、微生物种群结构失衡及土壤酶活性降
低等严重问题［14 － 15］。植物根际微生态系统是一个功
能十分复杂的区域，其中土壤酶与土壤微生物一起推
动着根际微生态系统的物质循环和能量流动，揭示根
际土壤的土壤酶活性变化，对阐明玉米连作化感作用
机理具有重要意义［16］。在北方小麦 － 玉米两熟种植
制度下，大量玉米秸秆连年还田对麦田土壤生态系统
已表现出显著影响，玉米秸秆腐解液对小麦生长发育
具有抑制作用［17］。在黑龙江省农田生态系统中，玉米
连作现象普遍，秸秆还田后的效应尚不清楚，鲜有玉米
连作下秸秆还田相关研究。本研究以玉米为受体，分
析不同腐解强度玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活
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核 农 学 报 29 卷
性及根系活力的影响，试图从土壤酶学和根系活力变
化的角度初步阐明连作状态下秸秆还田对苗期玉米生
长的影响，以期为大田生产中应用秸秆还田技术提供
相关科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试玉米品种为郑单 958，由黑龙江唯农种业公
司提供。土壤为黑土，取自东北农业大学植物类实验
实习基地，基础肥力见表 1。
表 1 取样土壤基础肥力
Table 1 Soil fertility
全氮
Total N /%
全磷
Total P /%
全钾
Total K /%
速效氮
Available N /
( mg·kg － 1 )
速效磷
Available P /
( mg·kg － 1 )
速效钾
Available K /
( mg·kg － 1 )
有机质
Organic matter /
( mg·kg － 1 )
有机碳
Organic carbon /
( mg·kg － 1 )
0. 14 0. 03 15. 5 9. 22 14. 87 290. 61 21. 2 13. 42
1. 2 试验方法
试验于 2013 年在东北农业大学农学院盆栽试验
场进行。
1. 2. 1 玉米秸秆腐解液制备 取 2012 年收获后的新
鲜带叶玉米秸秆，切割至长度 5cm 左右，秤取 350g 置
入塑料桶( 直径 30cm，深 40cm ) 中，加入 5L 土壤稀释
液( 土壤稀释液制备 : 25g 土加入到 250mL 水中，震荡
使之均匀溶解，静止 1h 后取 100mL 加到 6L 蒸馏水中
稀释得土壤稀释溶液) 。
1. 2. 2 浓缩液获取 分别于腐解 0. 25、60、120、180d 后
提取腐解液( 其中 0. 25d 是指浸泡 6h，为土壤浸提液) ，
先经纱布粗滤 2 次，后进行真空抽滤，再旋转蒸发
( 45℃ ) 浓缩，得到 0. 5 g·mL － 1 DW 溶液 ( 1 g·mL － 1 DW
为 1mL 水溶液中含有 1g 干植物的提取物) ，4℃条件
下贮藏备用。
将各时期腐解液分别稀释成 0. 125、0. 250、0. 500
g·mL － 1 DW 3 个浓度［18］，采用盆栽试验，花盆直径
30cm，深 40cm，每盆装土 5kg。播种后每盆保苗 4 株，
待幼苗进入三叶期，各处理加入不同腐解天数不同浓
度的腐解液 35mL，以加入 35mL 无菌水作为空白对
照，每处理设 4 次重复。分别于四叶期、五叶期、六叶
期，采用抖土法将植株根系从土壤中整体挖出，抖掉与
根系松散结合的表土，然后用毛刷将与根系紧密结合
的根际土刷下来，收集 5 ～ 10cm 土层的根际土作为供
试土样［16］。
1. 3 测定方法
土壤酶活性的测定参照关松荫［19］的方法，蔗糖酶
活性用 3，5-二硝基水杨酸比色法，脲酶活性用苯酚钠
－次氯酸钠比色法，酸性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比
色法，过氧化物酶活性用邻苯三酚比色法。根系活力
采用 TTC 法进行测定［20］。
1. 4 数据处理
试验采用 Excel 和 DPS7. 05 进行数据分析。
2 结果与分析
2. 1 玉米秸秆腐解液对幼苗根际土壤酶活性的影响
2. 1. 1 玉米秸秆腐解液对根际土壤蔗糖酶活性的影
响 根际土壤蔗糖酶活性变化见表 2，同一腐解天数
下，多数处理随着腐解液浓度增大，土壤蔗糖酶活性也
随之增高，在 0. 5 g·mL － 1 DW 处理下达最大值。四叶
期取样的处理里除 0. 25d 腐解液各浓度处理与对照差
异不显著外，其余各浓度处理土壤蔗糖酶活性均显著
提高;在五叶期，0. 25d 腐解液各浓度处理差异不显
著，60、120、180d 各浓度处理提高了土壤蔗糖酶活性，
60d 处理达到显著水平 ;在六叶期，各腐解液处理均提
高了土壤蔗糖酶活性。玉米幼苗四叶、五叶、六叶期，
表现出在腐解 60d、0. 5 g·mL － 1DW 浓度处理下土壤蔗
糖酶活性达到最高，分别比对照增加了 46. 1%、43%
和 61. 1%。同一腐解液浓度下，60、120d 腐解天数呈
现显著高于对照，在 60d 处理中，0. 25、0. 5 g·mL － 1 DW
浓度处理的土壤蔗糖酶活性均显著高于对照。
2. 1. 2 玉米秸秆腐解液对根际土壤脲酶活性的影响
同一腐解天数下，土壤脲酶活性随着腐解液浓度增
大而增高，在 0. 5 g·mL － 1DW 处理下达最大值( 表 3 ) 。
在四叶、五叶期，0. 25d 腐解液各浓度处理与对照差异
不显著，其余各腐解天数处理土壤脲酶活性均有增高;
60，120d 各浓度处理分别显著高于对照 ;在六叶期，各
腐解液处理提高了土壤脲酶活性。玉米幼苗四叶、五
叶、六叶期，土壤脲酶活性均在腐解 60d、0. 5 g·mL － 1
DW 浓度处理下达到最高，分别比各对照增高了
483
2 期 玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响
表 2 腐解液对幼苗根际土壤蔗糖酶活性的影响
Table 2 Effects of decomposing liquid on seedling rhizosphere soil invertase enzyme activity
时期
Stage
浓度
Concentration /
( g·mL － 1 DW)
蔗糖酶活性
Invertase enzyme activity / ( mg·g － 1·24h － 1 )
CK 0. 25d 60d 120d 180d
四叶期 CK 18． 00 ± 1． 55a 18． 00 ± 1． 55c 18． 00 ± 1． 55b 18． 00 ± 1． 55b
0． 125 18． 00 ± 1． 55β 18． 75 ± 1． 06aβ 22． 99 ± 1． 16bβ 22． 78 ± 0． 19aβ 21． 45 ± 1． 79aβ
0． 250 18． 00 ± 1． 55δ 20． 22 ± 1． 69aγ 25． 14 ± 1． 02aβ 25． 17 ± 0． 87aβ 21． 00 ± 1． 93aγ
0． 500 18． 00 ± 1． 55γ 21． 48 ± 1． 64aβγ 26． 30 ± 1． 88aβ 25． 55 ± 1． 21aβ 22． 23 ± 1． 35aβγ
五叶期 CK 21． 14 ± 1． 35a 21． 14 ± 1． 35c 21． 14 ± 1． 35a 21． 14 ± 1． 35b
0． 125 21． 14 ± 1． 35γ 19． 91 ± 0． 77aγ 27． 29 ± 1． 35bβ 23． 91 ± 1． 11aβγ 21． 07 ± 0． 68bγ
0． 250 21． 14 ± 1． 35γ 21． 48 ± 1． 06aγ 29． 31 ± 2． 18aβ 23． 02 ± 0． 82aγ 21． 90 ± 1． 06abγ
0． 500 21． 14 ± 1． 35γ 22． 64 ± 0． 87aγ 30． 23 ± 1． 84aβ 25． 52 ± 1． 06aβγ 23． 23 ± 1． 11aγ
六叶期 CK 24． 52 ± 1． 11b 24． 52 ± 1． 11c 24． 52 ± 1． 11c 24． 52 ± 1． 11a
0． 125 24． 52 ± 1． 11β 23． 81 ± 0． 87cβ 30． 74 ± 2． 36bcβ 28． 83 ± 1． 79bcβ 28． 11 ± 2． 71aβ
0． 250 24． 52 ± 1． 11γ 24． 05 ± 1． 02bcγ 35． 15 ± 1． 55abβ 34． 06 ± 1． 45abβ 29． 21 ± 2． 32aβγ
0． 500 24． 52 ± 1． 11γ 25． 41 ± 0． 82aβ 39． 49 ± 4． 11aβ 38． 78 ± 1． 26aβ 27． 87 ± 3． 14aβ
注 : 小写字母表示各时期的同一天数腐解液、不同浓度处理之间的差异显著性 ( P ＜ 0. 05 ) ; 希腊字母表示不同天数腐解液、相同浓度处理之间的
差异显著性 ( P ＜ 0. 05 ) 。下同。
Note: Different lowercase letters indicate significantly differences between different treatments in the same days of decomposing，the different concentration
in each leaf age ( P ＜ 0. 05 ) ; Different Greek letters indicate significantly differences between different treatments in the different days of decomposing，the
same concentration in each leaf age ( P ＜ 0. 05 ) ． The same as following．
表 3 腐解液对幼苗根际土壤脲酶活性的影响
Table 3 Effects of decomposing liquid on seedling rhizosphere soil urease enzyme activity
时期
Stage
浓度
Concentration /
( g·mL － 1 DW)
脲酶活性
Urease enzyme activity / ( mg·100g － 1·24h － 1 )
CK 0. 25d 60d 120d 180d
四叶期 CK 6． 86 ± 1． 4a 6． 86 ± 1． 4d 6． 86 ± 1． 4c 6． 86 ± 1． 4b
0． 125 6． 86 ± 1． 4δ 7． 19 ± 0． 37aγδ 10 ± 0． 79cβγ 10． 26 ± 0． 51bβ 8． 84 ± 0． 6abβγδ
0． 250 6． 86 ± 1． 4γ 9． 04 ± 0． 47aβγ 11． 91 ± 0． 7bβ 11． 65 ± 1． 07abβ 10． 89 ± 0． 37aβ
0． 500 6． 86 ± 1． 4ε 9． 31 ± 0． 28aδ 15． 21 ± 0． 61aβ 13． 63 ± 0． 61aβ 11． 38 ± 0． 23aγ
五叶期 CK 11． 22 ± 0． 65a 11． 22 ± 0． 65c 11． 22 ± 0． 65b 11． 22 ± 0． 65b
0． 125 11． 22 ± 0． 65β 12． 9 ± 0． 7aβ 13． 8 ± 0． 56bγ 13． 99 ± 1． 59aγ 12． 47 ± 0． 65abβ
0． 250 11． 22 ± 0． 65γ 13． 5 ± 0． 61aβγ 15． 41 ± 0． 51abβ 16． 33 ± 0． 79aβ 14． 52 ± 0． 37aβ
0． 500 11． 22 ± 0． 65γ 14． 26 ± 0． 84aβγ 16． 7 ± 0． 42aβ 16． 6 ± 0． 87aβ 13． 56 ± 0． 6abβγ
六叶期 CK 12． 34 ± 1． 12b 12． 34 ± 1． 12a 12． 34 ± 1． 12a 12． 34 ± 1． 12a
0． 125 12． 34 ± 1． 12β 11． 75 ± 0． 37aβ 14． 02 ± 0． 33aβ 13． 2 ± 1． 12aβ 13． 83 ± 0． 61aβ
0． 250 12． 34 ± 1． 12β 11． 32 ± 1． 82aβ 15． 11 ± 0． 37aβ 13． 73 ± 0． 84aβ 13． 63 ± 1． 07aβ
0． 500 12． 34 ± 1． 12γ 12． 81 ± 0． 37aγ 16． 04 ± 1． 03aβ 15． 48 ± 0． 89aβ 15． 01 ± 0． 42aβ
121. 7%、48. 8% 和 30%。同一腐解液浓度下，60、
120d 腐解液处理在四叶、五叶期显著高于对照，在六
叶期除 0. 5 g·mL － 1DW 处理外，其余与对照相比均差
异不显著。
2. 1. 3 玉米秸秆腐解液对根际土壤酸性磷酸酶活性
的影响 根际土壤酸性磷酸酶活性变化见表 4，同一
583
核 农 学 报 29 卷
腐解天数下，除 0. 25、180d 腐解天数处理外，其余处理
随着腐解液浓度增大，土壤酸性磷酸酶活性也随之增
高，在 0. 5 g·mL － 1DW 处理下达最大值。在四叶、五叶
期，各处理提高了土壤酸性磷酸酶活性，120d 腐解液
各浓度处理下达到显著水平 ; 在六叶期，60、120d 腐解
液各浓度处理提高了土壤酸性磷酸酶活性。幼苗四
叶、五叶、六叶期，土壤酸性磷酸酶活性均在 120d 腐解
天数、0. 5 g·mL － 1DW 浓度处理下达到最高，分别比对
照增高了 52. 1%、60. 6%和 31. 4%。同一腐解液浓度
下，60、120d 处理呈现出显著高于对照。在六叶期除
0. 5 g·mL － 1 DW 浓度处理外，其余处理与对照相比均
差异不显著。
表 4 腐解液对幼苗根际土壤酸性磷酸酶活性的影响
Table 4 Effects of decomposing liquid on seedling rhizosphere soil acid phosphatase enzyme activity
时期
Stage
浓度
Concentration /
( g·mL － 1 DW)
酸性磷酸酶活性
Acid phosphatase enzyme activity / ( mg·g － 1·12h － 1 )
CK 0. 25d 60d 120d 180d
四叶期 CK 1． 17 ± 0． 06a 1． 17 ± 0． 06b 1． 17 ± 0． 06b 1． 17 ± 0． 06a
0． 125 1． 17 ± 0． 06γ 1． 22 ± 0． 09aβγ 1． 53 ± 0． 12abβ 1． 57 ± 0． 05aβ 1． 25 ± 0． 09aβγ
0． 250 1． 17 ± 0． 06β 1． 17 ± 0． 05aβ 1． 6 ± 0． 06abβ 1． 6 ± 0． 16aβ 1． 23 ± 0． 15aβ
0． 500 1． 17 ± 0． 06δ 1． 23 ± 0． 06aγδ 1． 77 ± 0． 12aβγ 1． 78 ± 0． 21aβ 1． 45 ± 0． 11aβγδ
五叶期 CK 1． 27 ± 0． 11a 1． 27 ± 0． 11b 1． 27 ± 0． 11c 1． 27 ± 0． 11a
0． 125 1． 27 ± 0． 11β 1． 28 ± 0． 12aβ 1． 68 ± 0． 13abβ 1． 67 ± 0． 06bβ 1． 39 ± 0． 12aβ
0． 250 1． 27 ± 0． 11γ 1． 35 ± 0． 02aγ 1． 83 ± 0． 09aβ 1． 96 ± 0． 08aβ 1． 38 ± 0． 07aγ
0． 500 1． 27 ± 0． 11γ 1． 39 ± 0． 12aβγ 1． 89 ± 0． 12aβγ 2． 04 ± 0． 15aβ 1． 36 ± 0． 16aγ
六叶期 CK 1． 37 ± 0． 08a 1． 37 ± 0． 08b 1． 37 ± 0． 08a 1． 37 ± 0． 08a
0． 125 1． 37 ± 0． 08β 1． 32 ± 0． 13aβ 1． 66 ± 0． 11abβ 1． 6 ± 0． 6aβ 1． 27 ± 0． 12aβ
0． 250 1． 37 ± 0． 08β 1． 44 ± 0． 05aβ 1． 68 ± 0． 05abβ 1． 71 ± 0． 12aβ 1． 4 ± 0． 1aβ
0． 500 1． 37 ± 0． 08γ 1． 39 ± 0． 08aγ 1． 74 ± 0． 04aβ 1． 8 ± 0． 05aβ 1． 26 ± 0． 02aγ
2. 1. 4 玉米秸秆腐解液对根际土壤过氧化物酶活性
的影响 根际土壤过氧化物酶活性变化见表 5，同一
腐解天数下，在四叶、五叶期，60、120d 腐解液各浓度
处理都提高了土壤过氧化物酶活性，在四叶期显著高
于对照。幼苗四叶、五叶期，土壤过氧化物酶活性均在
60d 腐解天数，0. 5 g·mL － 1 DW 浓度处理下达到最高，
分别比对照增高了 35. 6%、37. 3%。同一腐解液浓度
下，60d 腐解液处理下显著高于对照。在六叶期，各处
理均差异不显著。
2. 2 玉米秸秆腐解液对幼苗根系活力的影响
由图 1 可知，幼苗四叶期时在 60d 玉米秸秆腐解
液处理下，根系活力随腐解液浓度增大而增高，在
120、180d 玉米秸秆腐解液处理下，根系活力随腐解液
浓度增大先升高后降低，在 0. 25gDW·L － 1浓度下显著
高于其他处理。在腐解 120d、0. 25gDW·L － 1浓度处理
下幼苗根系活力最高，比对照高 54. 2%。幼苗五叶、
六 叶 期，根 系 活 力 随 腐 解 液 浓 度 增 大 呈 /
( mg·g － 1·h － 1 ) 先升高后降低趋势，0. 25、60d 腐解液天
数、0. 25 g·mL － 1 DW 浓度处理下根系活力较高。在
120、180d 腐解液天数、0. 125 g·mL － 1 DW 浓度处理下
的幼苗根系活力较高，在 120d 腐解液天数、0. 125 g·
mL － 1DW 浓度处理下幼苗根系活力最高，分别比对照
增加了 43. 1%，32. 3%。
2. 3 各叶期腐解液浓度及腐解时间与根际土壤酶活
性及根系活力的相关性分析
各叶期腐解液浓度及腐解时间与根际土壤酶活性
及根系活力的相关性分析见表 6，土壤蔗糖酶、脲酶、
酸性磷酸酶与腐解液浓度在各叶期呈显著或极显著正
相关，而过氧化物酶、根系活力与腐解液浓度相关性不
显著 ;土壤酶活性及根系活力与玉米秸秆腐解时间相
关性均不显著。
3 讨论
土壤酶主要来源于微生物细胞和植物根系的分泌
物，其中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶是分别
与土壤中碳、氮、磷循环及氧化还原代谢密切相关的土
壤酶。根系 TTC 还原力是根系生理特性的重要指标，
683
2 期 玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响
表 5 腐解液对幼苗根际土壤过氧化物酶活性的影响
Table 5 Effects of decomposing liquid on seedling rhizosphere soil peroxidase enzyme activity
时期
Stage
浓度
Concentration /
( g·mL － 1 DW)
过氧化物酶活性
Peroxidase enzyme activity / ( mg·g － 1·2h － 1 )
CK 0. 25d 60d 120d 180d
四叶期 CK 1． 01 ± 0． 03ab 1． 01 ± 0． 03b 1． 01 ± 0． 03b 1． 01 ± 0． 03a
0． 125 1． 01 ± 0． 03γδ 0． 95 ± 0． 01bδ 1． 27 ± 0． 03aβ 1． 19 ± 0． 02aβ 1． 13 ± 0． 06aβγ
0． 250 1． 01 ± 0． 03γ 1． 04 ± 0． 01aγ 1． 29 ± 0． 06aβ 1． 24 ± 0． 02aβ 1． 0 ± 0． 04aγ
0． 500 1． 01 ± 0． 03ε 1． 0 ± 0． 05abε 1． 37 ± 0． 03aβ 1． 24 ± 0． 03aγ 1． 08 ± 0． 06aδ
五叶期 CK 1． 07 ± 0． 04a 1． 07 ± 0． 04b 1． 07 ± 0． 04a 1． 07 ± 0． 04a
0． 125 1． 07 ± 0． 04γδ 1． 01 ± 0． 04bδ 1． 27 ± 0． 01abβ 1． 17 ± 0． 05aβγ 1． 06 ± 0． 03aγδ
0． 250 1． 07 ± 0． 04γ 1． 07 ± 0． 02abγ 1． 31 ± 0． 06abβ 1． 16 ± 0． 03aβγ 1． 03 ± 0． 08aγ
0． 500 1． 07 ± 0． 04γ 1． 09 ± 0． 03aγ 1． 47 ± 0． 08aβ 1． 18 ± 0． 04aγ 1． 09 ± 0． 03aγ
六叶期 CK 0． 97 ± 0． 09a 0． 97 ± 0． 09a 0． 97 ± 0． 09a 0． 97 ± 0． 09a
0． 125 0． 97 ± 0． 09β 0． 99 ± 0． 03aβ 0． 98 ± 0． 02aβ 1． 03 ± 0． 02aβ 1． 1 ± 0． 03aβ
0． 250 0． 97 ± 0． 09β 1． 06 ± 0． 1aβ 1． 0 ± 0． 08aβ 1． 15 ± 0． 13aβ 1． 03 ± 0． 01aβ
0． 500 0． 97 ± 0． 09β 0． 93 ± 0． 02aβ 0． 94 ± 0． 05aβ 1． 13 ± 0． 02aβ 1． 04 ± 0． 07aβ
表 6 各叶期腐解液浓度及腐解时间与根际土壤酶活性及根系活力的相关性分析
Table 6 The different decomposing solution concentrations，decomposing time and rhizosphere soil enzyme activity，
root activity correlation analysis in every stage
取样时期
Stage
处理
Dispose
蔗糖酶活性
Invertase enzyme
activity
脲酶活性
Urease enzyme
activity
酸性磷酸酶活性
Acid phosphatase
enzyme activity
过氧化物酶活性
Peroxidase enzyme
activity
根系活力
Ｒoot activity
四叶期 腐解液浓度 0． 7058＊＊ 0． 7986＊＊ 0． 5817 * 0． 4238 0． 3099
腐解时间 0． 1214 0． 1721 0． 1208 0． 0906 0． 3021
五叶期 腐解液浓度 0． 5023 * 0． 7690＊＊ 0． 5125 * 0． 4122 － 0． 1150
腐解时间 0． 0732 0． 0126 0． 0637 － 0． 1227 0． 1624
六叶期 腐解液浓度 0． 5920 * 0． 6539＊＊ 0． 3608 0． 1918 － 0． 0042
腐解时间 0． 1728 0． 3521 － 0． 1024 0． 4212 0． 0440
注 : * ，＊＊分别表示在 5%和 1%水平上显著，样本量为 16 个。
Note: * ，＊＊mean significant at 5% and 1% level，respectively，the sample size was 16．
与呼吸作用有相关性［21 － 22］。土壤酶的活动不仅影响
土壤养分形态的变化，而且能将土壤养分对植物体的
供给状况进行调节［23］，土壤酶活性与土壤肥力密切相
关［24］，土壤肥力高可促进玉米根系生长。本研究表
明，根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性与玉米秸
秆腐解液浓度相关性显著或极显著，并随叶龄增加有
减弱趋势。
本研究结果表明，玉米幼苗施加玉米秸秆腐解液
处理后，根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物
酶活性均升高，表现随腐解液浓度的增加而增加，60、
120d 玉米秸秆腐解液高浓度( 0. 5 g·mL － 1DW) 处理下
幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶
活性明显增大，其中 60d 腐解液处理最佳。这与徐国
伟等［25］在小麦秸秆还田方面研究规律表现一致，即麦
秸还田后土壤中脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性明
显上升。而闫超等［26］在研究水稻秸秆还田对土壤酶
活性的影响时发现，秸秆还田处理降低了土壤脲酶的
活性，提高了蔗糖酶活性。分析其原因，在分析腐解液
化感物质成分时发现，其中 60d 腐解液中含有较多酚
酸类物质，可能是酚酸类物质促进了土壤蔗糖酶、脲
783
核 农 学 报 29 卷
注 : 小写字母表示各时期的同一天数腐解液、不同浓度处理之间的差异显著性 ( P ＜ 0. 05 ) ; 希腊字母表示不同
天数腐解液、相同浓度处理之间的差异显著性 ( P ＜ 0. 05 ) 。
Note: Different lowercase letters indicate significantly differences between different treatments in the same days of decomposing，the
different concentration in each leaf age ( P ＜ 0. 05 ) ． Different Greek letters indicate significantly differences between different treatments
in the different days of decomposing，the same concentration in each leaf age ( P ＜ 0. 05 ) ．
图 1 秸秆腐解液处理下幼苗根系活力变化
Fig． 1 Changes of seedling root activity under treatment of maize stalk decomposing liquid
酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶活性升高，这与吕卫光
等［27］在酚酸类物质对土壤酶方面的研究结果类似，其
研究表明，添加外源酚酸入土刺激了土壤酶活性，土壤
过氧化氢酶活性、脲酶活性均被提高。本研究还发现，
根系活力随着玉米秸秆腐解液浓度的增大先升高后降
低，适当的腐解液浓度会促使玉米幼苗根系活力增强，
浓度过高则表现出抑制作用，李艳宾等［28］在棉秆腐解
液对棉花幼苗生长的影响中研究表明，在一定浓度腐
解液的胁迫下，棉花幼苗的根系活力减弱，这可能是由
于高浓度腐解液中化感物质过多，酶活性过度增大，影
响土壤中的碳、氮、磷循环及氧化还原代谢，进而影响
了幼苗根系活力。具体作用机理还有待研究。分析腐
解液浓度对土壤酶活性及根系活力的影响，可以视作
在实际生产中的不同秸秆还田量。而在大田环境下不
同玉米秸秆还田量对下茬玉米生长发育的影响还有待
研究。
分析腐解天数对土壤酶活性及根系活力的影响尤
为重要，可以在实际生产中应用。随腐解天数的增加，
4 种根际土壤酶活性呈现出先升高后降低的趋势。不
同腐解天数的腐解液对根际土壤酶活性和根系活力的
影响不同，这是由于其所含化感物质成分以及含量上
的差异，对腐解液色谱分析的结果证实了这一点，其原
因可能是不同时间段植物残体分解释放化感物质的种
类和数量有所差异［29］。
四叶、五叶期取样的多数处理各个酶活性与对照
差异显著，六叶期取样的处理与对照差异不显著，这表
明随着幼苗生长，腐解液对根际土壤酶活性的影响逐
渐 减 弱。 低 ( 0. 125 g · mL － 1 DW ) 、中 ( 0. 25
g·mL － 1DW) 浓度对根系活力的促进作用也随着取样
时期依次减弱。这可能是腐解液里的化感物质在土壤
中逐渐被微生物，土壤酶促反应所分解。
本研究是在盆栽条件下开展，试验结果与大田实
际情况会有差异，在大田土壤环境下根系生长的空间
更广阔。以后需进一步开展在实际大田土壤中的相关
883
2 期 玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响
研究，以更好明确在玉米连作秸秆还田下，化感物质对
作物生长发育的影响。
4 结论
1 ) 玉米幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、
过氧化物酶的活性随腐解液浓度的增加而增加 ; 随着
玉米秸秆腐解天数的增加，呈现先升高后降低的趋势 ;
随叶龄增加，腐解液对根际土壤酶活性的影响逐渐减
弱。
2 ) 玉米幼苗根系活力随着秸秆腐解液浓度的增
大先升高后降低 ; 低 ( 0. 125 g·mL － 1 DW ) 、中 ( 0. 25
g·mL － 1DW) 浓度下对根系活力的促进作用也随叶龄
增加逐渐减弱。
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Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2015，29 ( 2 ) : 0383 ～ 0390
Effects of Maize Stalk Decomposing Liquid on Seedling Ｒhizosphere
Soil Enzyme Activity and Ｒoot Activity
QIAO Tianchang ZHAO Xianlong ZHANG Lifang JIAO Jian WEI Shi GU Wanrong LI Jing
( College of Agriculture，Northeast Agricultural University / The Observation Experiment Station of Ministry of
Agriculture for Crop Cultivation Science in Northeast Area，Harbin，Heilongjiang 150030 )
Abstract: Continuous cropping was very common in Heilongjiang maize production． It is very important to investigate
the allelopthic effects after maize straw returning for that it is not only a waste of resources but pollute the environment to
conduct straw burning． We don’ t know the certain mechanism for the effect of straw returning． Maize
( ‘Zhengdan958’) was chosen as experimental materials． The pot experiment was used to analyzed the effects of maize
stalk decomposing liquid on seedling rhizosphere soil enzyme activity and root activity under different decomposing time
( 0. 25，60，120，120 d) ，and the different decomposing solution concentrations ( 0，0. 125，0. 25，0. 5 g·mL － 1DW) ．
This study was to investigate the effect of maize straw returning on maize growth under continuous cropping production
from soil enzyme and root vigor aspects． The objective of this experiment is to provide scientific basis for the application
of straw returning in field production． The results showed that the soil invertase，urease activity of maize seedling
reached the highest value at 60 d decomposing fluid，0. 5g·mL － 1 DWconcentration in four-leaf，five-leaf and six-leaf
stage． Soil acid phosphatase activity reached the highest value in 120 d decomposing fluid，0. 5 g·mL － 1DW treatment．
Soil peroxidase activity reached the highest in 60 d decomposing fluid，0. 5 g·mL － 1DW treatment in four-leaf，five-leaf
stage of the seedlings． And in six-leaf stage enzyme activity showed no significant difference compared with the control．
Maize seedling rhizosphere soil enzyme activity increased with the increasing straw decomposing liquid concentration，the
effects increased at first and decreased subsequently with the increasing straw decomposing liquid days，the effects was
weakened gradually with the aging leaves． Maize seedling root activity increased at first and decreased subsequently with
the increasing straw decomposing liquid concentration． The low ( 0. 125g·mL － 1DW) concentration and medium ( 0. 25g
·mL － 1DW) concentration promoting effect to root activity was weakened gradually with the aging leaves．
Keywords: maize，stalk decomposing liquid，enzyme activity，root activity，allelochemical
093