全 文 ：　 核 农 学 报　2010, 24 (1) : 0136～0141
Journal of N uclear Agricultura l Sciences
收稿日期 : 2009205231　接受日期 : 2009207203
基金项目 :甘肃省自然科学基金项目 (2007GS02474) ,中科院西部之光和甘肃省中青年基金项目 (0711RJYA03) ,国家“十一五”科技支撑计划
项目 (2006BAD05B07)
作者简介 :姜小凤 (19742) ,女 ,甘肃灵台人 ,研究实习员 ,主要从事植物营养方面的研究。Tel: 093127611880; E2mail: jxf_5188@1631com
文章编号 : 100028551 (2010) 0120136206
施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响
姜小凤 1 　王淑英 1 　丁宁平 2 　樊廷录 4 　张平良 1 　郭建国 3 　李　倩 1 　苏　敏 1
(11农业部西北作物抗旱栽培与耕作重点开放实验室　甘肃省农业科学院旱地农业研究所 ,甘肃 兰州　730070;
21甘肃省平凉市农科所 ,甘肃 平凉　744000; 31甘肃省农业科学院植物保护研究所 ,甘肃 兰州　730070;
41甘肃省农业科学院科研管理处 ,甘肃 兰州　730070)
摘 　要 :为了明确不同施肥方式下旱地土壤酶活性与养分间的相互关系 ,以 30年 ( 1979 - 2008)肥料长
期定位试验地为基础 ,研究了不同施肥方式下旱地小麦田耕层 (0～20cm )土壤酶活性与养分的变化趋
势及其相关性。结果表明 ,相比单施氮肥和氮磷配施 ,小麦秸秆与氮磷配施的土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧
化物酶和多酚氧化酶活性以及土壤中全氮、全磷和有机质含量提高 ,但全钾含量降低。相关分析表明 :
土壤中的蔗糖酶活性与磷酸酶和过氧化物酶的活性 ,磷酸酶与过氧化物酶活性之间相关显著 ,相关系数
依次为 016747、015878、016414 ( n = 9) ,其余酶活性之间相关不显著。土壤蔗糖酶、过氧化物酶活性与
土壤全氮含量 ,土壤磷酸酶活性与土壤全磷和有机质含量高度正相关 ,相关系数分别为 019969、
019997、019998、019863 ( n = 9) ;多酚氧化酶活性与土壤中的全磷和有机质含量密切负相关 ,相关系数分
别为 019945、019587 ( n = 9) ,而蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性与土壤中的全钾含量相
关性较低。
关键词 :施肥方式 ;土壤酶 ;土壤养分
EFFECT O F D IFFERENT FERT IL IZATIO N O N SO IL ENZYM E ACT IV ITY AND NUTR IENTS
J IANG xiao2feng1 　WANG Shu2ying1 　D ING N ing2p ing2 　FAN Ting2lu4
ZHANG Ping2liang1 　GUO J ian2guo3 　L IQ ian1 　SU M in1
(11N orthwest D rought Crop Cultiva tion and Farm ing Key Laboratory w ith in M inistry of Agriculture People’s Republic of China,
D ryland A gricu lture Institute, Gansu A cadem y of Agricultura l Sciences, Lanzhou, Gansu　730070;
21 Agricultura l Institute P ingliang City, Pingliang, Gansu　744000;
31 Institute of P lant P rotection, Gansu Academ y of Agricu ltura l Sciences, Lanzhou, Gansu　730070;
41R esearch M anagem ent office, GS A cadem y of Agricultura l Sciences, Lanzhou, Gansu　730070)
Abstract: Enzyme activities and nutrient changes and their relevance in arable layer soil ( 0 - 20cm ) of dryland wheat
field was exp lored at the long - term fertilizer experiment base under different fertilization in 30 years (1979 - 2008).
The results showed that, compared with the single app lication of nitrogen fertilizer and nitrogen and phosphorus
fertilizer, soil invertase, phosphatase, catalase and polyphenol oxidase activity were enhanced as well as the content of
soil total nitrogen, total phosphorus and organic matter in the treatment of wheat straw with nitrogen and phosphorus
fertilizer, while the content of total potassium reduced. Activity analysis showed that the correlation of enzyme activities
was significant between sucrose and phosphatase, catalase, between phosphatase and catalase, the coefficients separately
were 0. 6747, 0. 5878, 0. 6414 ( n = 9) , but no significance was found between other activities. Positive correlation of
631
　1期 施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响
nutrients content and enzyme activities were between total nitrogen and sucrose, catalase, between total phosphorus and
organic matter, phosphatase, the coefficients separately were 0. 9969, 0. 9997, 0. 9998, 0. 9863 ( n = 9 ) , negative
correlation of nutrients content and enzyme activities were between total phosphorus and organic matter, polyphenol
oxidase, the coefficients separately were 0. 9945, 0. 9587 ( n = 9) , but no correlation was found between total potassium
and invertase, phosphatase, peroxidase, polyphenol oxidase.
Key words: fertilization; soil enzymes; soil nutrients
　　土壤酶是由微生物、动植物活体及残骸分解释放
于土壤中的一类活性物质 ,是土壤生态系统保持物质
和能量转化联系的纽带 [ 1 ]。近年来 ,关于土壤酶的研
究发展较快 ,但主要集中于农业土壤的不同类型和不
同肥力水平土壤的酶活性 ,而施用有机肥和无机肥对
酶活性影响等方面的研究较少 [ 2 ]。土壤养分是土壤
的动力源泉 ,是土壤肥力高低的内部表征因子。秸秆
还田是一项能变废为宝、改良土壤性状、提高土壤生物
多样性的管理措施 [ 3 ]。国内外有关秸秆还田对土壤
理化性状影响的研究报道较多 [ 4～6 ] ,而将秸秆还田和
化肥处理对土壤酶活性与土壤全量养分进行相关比
较 ,研究不同酶系酶活性大小作为间接表征土壤肥力
高低和农业管理措施变化标志的报道相对较少。为
此 ,本试验研究了小麦秸秆还田和化肥处理方式下 ,土
壤水解酶中的蔗糖酶、碱性磷酸酶和氧化还原酶中的
过氧化物酶、多酚氧化酶等酶活性的变化规律及其与
土壤全量养分的相关性 ,探讨长期施肥管理措施对土
壤不同酶活性大小的影响 ,以期为长期秸秆还田施肥
方式下 ,用不同酶活性评价旱作小麦田土壤肥力水平
高低提供科学的指标 ,从而为促进土壤良性循环和较
好的施肥管理措施提供理论依据。
1　材料与方法
111　供试材料及试验区概况
试验地设于甘肃省平凉市泾川县高平镇高平试验
农场。该农场地处黄土高原秦陇交界处 ,为温带大陆
性气候 ,年平均降雨量 555mm,蒸发量 1440mm,年平
均气温 10℃, 日照 2274h, 相对湿度 69% , 无霜期
174d,属半干旱偏湿润的黄土丘陵沟壑种植区。供试
土壤类型为覆盖黑垆土 ,质地为中壤。试验前 ( 1978
年秋 ) [ 7 ]耕层土壤中有机质为 1015g/kg,全氮 0195
g/kg,全磷 0157g/kg,碱解氮 60mg/g,速效磷 712mg/
g,速效钾 165mg/g。
供试冬小麦品种为平凉 44号。
112　试验设计
试验始于 2007年 ,按 2年春玉米 →4年冬小麦的
一年一熟轮作方式进行。2007 - 2010年为 4年连作
冬小麦 ,试验设不施肥 (CK)、单施氮肥 (N )、氮磷配施
(NP)、小麦秸杆和氮磷配施 ( SNP) 4个处理 ,试验设计
见表 1。每年小麦收获后向土壤施入约 5cm长的小麦
秸秆 3750kg/hm2 ,连续 4年 ,各试验肥料处理于 1978
年秋季进行 , 1979年春季直接播种。试验采用完全随
机区组设计 ,每个处理 3次重复 ,小区面积为 20m2 ,试
验氮肥为尿素 (含氮量 > 46% ) ,磷肥为过磷酸钙 (根
据化验结果计算 P2 O5 施用量 )。
113　样品采集
于 2008年 7月冬小麦收获后 ,在每个小区内沿
“S”型随机取耕层 ( 0～20cm ) 5～7个样点混合组成
一个试样。样品采集风干后分为两部分 :一部分过
1mm筛用于土壤酶活性测定 ;另一部分过 0125mm筛
用于土壤养分含量测定。
表 1　试验处理设计
Table 1　The experiment treatment scheme
处理
treatment
代码
code
施用量 fertilization dosage ( kg/hm2 )
氮肥
nitrogen fertilizer
磷肥
phosphorus fertilizer
小麦秸秆
wheat straw
不施肥料 no fertilizer CK 0 0 0
单施氮肥 single nitrogen fertilizer N 90 0 0
氮磷配肥 nitrogen and phosphorus fertilizer NP 90 75 0
小麦秸秆和氮磷配肥 wheat straw and nitrogen and phosphorus fertilizer SNP 90 75 3750
114　土壤酶和养分测定方法 土壤中的蔗糖酶采用 3, 52二硝基水杨酸比色法
731
核　农　学　报 24卷
测定 ,酶活性以 24h后每 g土壤消耗 011mol/L葡萄糖
毫升数表示 (葡萄糖的毫克数 ) ;碱性磷酸酶用磷酸苯
二钠比色法测定 ,其活性以 24h后每 g土壤中释放酚
的毫克数表示 ;过氧化物酶和多酚氧化酶采用碘量滴
定法进行 ,酶活性以每 g土消耗的 0101当量碘标准液
的毫升数表示 [ 8 ]。有机质采用重铬酸钾容量法 - 外
加热法 ;土壤中全氮测定采用半微量凯氏蒸馏法 ;全磷
采用高氯酸 - 硫酸 - 钼锑抗比色法 (硫酸 - 高氯酸消
煮法 ) ;全钾采用 NaOH熔融法 ———火焰光度法 [ 9 ]。
115　数据分析
试验数据应用 DPS3101专业版软件分别进行不
同处理间不同酶活性大小的单因素试验统计分析 ,不
同酶活性之间以及不同酶活性与土壤中全氮、全磷和
全钾和有机质含量的相关性分析。
2　结果与分析
211　不同施肥方式对土壤酶活性的影响
21111　对土壤蔗糖酶活性的影响 　土壤蔗糖酶能促
进蔗糖水解生成葡萄糖和果糖 , 土壤的蔗糖酶活性与
土壤中的腐殖质、水溶性有机质和粘粒的含量以及土
壤微生物的数量及其活动呈正相关 ,蔗糖酶活性对增
加土壤中易溶性营养物质起重要作用 ,土壤肥力高则
其蔗糖酶活性相应也高 ,蔗糖酶活性可表征土壤生物
学活性强度 ,且其强弱可作为土壤健康质量、营养供应
能力、熟化程度和肥力水平的评价指标 [ 10 ]。
从表 2可以看出 ,小麦秸秆与氮磷配肥较不施肥
料处理的土壤蔗糖酶活性增加了 19197% ,差异达极
显著 ( P < 0101)。这与尤彩霞等 [ 11 ]、Mandal等 [ 12 ]和
王灿等 [ 13 ]的研究结果一致 ;氮磷配施、单施氮肥较不
施肥料的土壤蔗糖酶活性也极显著 ( P < 0101)地增加
了 16166%、12185%。不同施肥方式下土壤蔗糖酶活
性的大小依次为 SNP >NP > N ,说明在无机氮总施用
量一致的前提下 ,小麦秸秆和氮磷配施及氮磷配施在
增加土壤蔗糖酶活性方面要优于无机氮肥单施 ,这是
因为秸秆除了可以促进作物根系代谢外 ,自身还携带
大量易分解的含氮化合物和生物活体 ,可以分泌蔗糖
酶等土壤酶类 ;另外 ,秸秆还田为微生物提供了营养
源 ,是土壤酶的良好基质 ,易引起土壤酶活性变化 ,对
蔗糖酶活性具有促进作用 [ 14 ]。
21112　对土壤碱性磷酸酶活性的影响 　土壤磷酸酶
是植物根系与微生物的分泌产物。磷酸酶与土壤磷素
转化密切相关 ,是土壤磷素肥力的指标。土壤中的磷
酸酶有酸性、中性和碱性之分 ,在不同酸碱性土壤中 3
种磷酸酶的比例是不同的 ,有人认为可以从中选择活
性比例最大的一种作为磷酸酶的生物活性 ,另外 2种
则不必考虑 [ 15, 16 ]。本试验地的土壤为碱性 ,因而只对
碱性磷酸酶活性做了测定。
从表 2可以看出 ,秸秆和氮磷配施方式下土壤碱
性磷酸酶活性较不施肥料极显著 ( P < 0101)地增加了
60137% ;单施氮肥和氮磷配施较不施肥料依次增加了
15142%、11131% ,但与不施肥料处理差异不显著。不
同施肥方式下耕层土壤碱性磷酸酶活性大小依次为
SNP >N >NP,说明在无机总氮施用量一致的情况下 ,
秸秆与氮磷配施和单施氮肥在增加土壤碱性磷酸酶活
性方面优于氮磷配施 ,其原因是秸秆与氮磷配施不仅
可以增加碱性磷酸酶活性 ,而且秸秆腐解过程中产生
的腐殖酸和酚类物质可刺激微生物的生长繁殖来提高
碱性磷酸酶活性 [ 17 ] ;氮磷配施处理碱性磷酸酶活性低
是由于磷素本身移动性不强 ,长期施用使土层中产生
磷素累积效应从而抑制了碱性磷酸酶的活性所致 [ 18 ]。
21113　对土壤过氧化物酶活性的影响 　从表 2可以
看出 ,小麦秸秆和氮磷配肥及氮磷配肥较不施肥料土
壤过氧化物酶活性极显著 ( P < 0101 ) 地增加了
54100%和 41148% ,单施氮肥较不施肥料土壤过氧化
物酶酶活性显著 ( P < 0105)增加了 19170%。不同施
肥方式下土壤过氧化物酶活性大小依次为 SNP > NP
>N。说明化学肥料与小麦秸秆配施对增强土壤生物
体的腐殖质、降低秸秆腐解的过氧化物化胁迫强度具
有显著作用。
21114　对土壤多酚氧化酶活性的影响 　多酚氧化酶
是表征土壤腐殖质化程度的专性酶 , 其活性与胡敏
酸、富里酸的比值相关 , 它参与腐殖质组分芳香族有
机化合物的转化。
从表 2可以看出 ,单施氮肥和氮磷配施较不施肥
料土壤的多酚氧化酶活性分别增加了 344125%、
327166% ,差异极显著 ( P < 0101) ;小麦秸秆和氮磷配
施较不施肥料土壤多酚氧化酶酶活性仅增加了
50107% ,差异不显著。不同施肥方式下土壤多酚氧化
酶酶活性大小依次为 N >NP > SNP。这种次序与前 3
种酶不同 ,单施氮肥和氮磷配施显著提高了土壤多酚
氧化酶活性 ,不利于土壤有机质的次级代谢 ,配施适量
的小麦秸秆能够有效降低土壤多酚氧化酶活性 ,促进
土壤有机质的代谢 ,缓解秸秆转化物醌对植物的毒害
作用 ,改善土壤生态环境。
212　不同施肥方式对土壤养分的影响
21211　对土壤全氮含量的影响 　表 3结果表明 ,单施
氮肥、氮磷配施、小麦秸秆和氮磷配施方式及不施肥料
831
　1期 施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响
土壤中的全氮含量之间差异不显著 , 3种施肥处理土
壤中的全氮量较不施肥料处理分别提高了 1161%、
9168%和 16113% ,各施肥处理对耕层土壤全氮的影响
表现为 SNP >NP >N。说明单施氮肥、氮磷配施及小麦
秸秆和氮磷配施方式均能增加土壤中的全氮含量。
21212　对土壤全磷含量的影响 　碱性土壤长期施入
磷肥和有机肥 ,一方面会使土壤变酸 ,土壤中的有效磷
含量提高 ;另一方面 ,施入的有机肥不仅容易分解释放
出有机磷 ,而且自身残体的分解增加了土壤的有机质
含量 ,加速了有机质对无机磷的固定转化效率。表 3
结果表明 ,小麦秸秆和氮磷配施方式下土壤的全磷含
量与单施氮肥和不施肥料的全磷含量差异显著 ,与氮
磷配施方式下的全磷含量差异不显著 ,其中氮磷配施
及小麦秸秆和氮磷配施方式下土壤全磷含量较不施肥
料分别增加了 7105%和 13182% ,而单施氮肥方式下
的全磷含量较不施肥料降低了 7139%。说明氮磷配
施及小麦秸秆和氮磷配施显著增加了土壤中的全磷含
量 ,连续单施氮肥则加速土壤磷素的耗竭。
表 2　不同施肥方式下土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性的差异
Table 2　The differences between soil invertase, phosphatase, catalase and
polyphenol oxidase activities under different fertilization
处理
蔗糖酶
invertase
(mg/g)
较 CK +
( % )
磷酸酶
A lkaline
Phosphatase
(mg/g)
较 CK +
( % )
过氧化物酶
Catalase
(m l/g)
较 CK +
( % )
多酚氧化酶
Polyphenol
oxidase
(m l/g)
较 CK +
( % )
CK 37109bB 4118bB 0112 cC 01007bB
N 41186aA 12185 4182bB 15142 0115bBC 19170 01031aA 344125
NP 43127aA 16166 4165bB 11131 0117aAB 41148 01030aA 327166
SNP 44150aA 19197 6170aA 60137 0119aA 54100 01010bB 50107
注 :表 2同列数值后的大小写字母为 P < 0101、P < 0105差异显著性。下表同。
Note: the letter in the same line was the significance at 0101 and 0105 levels in table 2 respectively1The same as following table 3.
表 3　不同施肥方式下土壤全氮、全磷、全钾和有机质含量的差异
Table 3　The differences of soil total nitrogen, total phosphorus, total potassium and organic matter content
under different fertilization
处理
treatment
养分含量 Nutrient content( g/kg)
全氮
total nitrogen
较 CK +
than CK +
( % )
全磷
total phosphorus
较 CK +
than CK +
( % )
全钾
total potassium
较 CK +
than CK +
( % )
有机质
organic matter
较 CK +
than CK +
( % )
CK 0162aA 0162bA 15124aA 10138cC
N 0163aA 1161 0157bA - 7139 13161aA - 10169 11108bB 6174
NP 0168aA 9168 0169abA 7105 13185aA - 9112 10163cBC 2141
SNP 0172aA 16113 0171aA 13182 13166aA - 10137 12146aA 20104
21213　对土壤全钾含量的影响 　小麦秸秆是一种富
钾材料 ,土壤长期施入小麦秸秆一方面会带入一定的
速效钾促进作物的生长 ,加大作物对土壤钾素的摄取
量 ,使得土壤钾素向有效态转化而总量降低 ;另一方
面 ,土壤的固钾作用决定于土壤溶液中的钾离子和交
换性钾进入 2∶1型粘土矿物的复三方网孔中成为非交
换性钾的比例 ,凡是影响 2∶1型粘土矿物闭合及其内
部离子交换的因素都将对固钾作用产生影响 ,长期施
入小麦秸秆 ,增加了土壤的有机质含量 [ 19 ] ,提高了土
壤阳离子交换量 ,减少了土壤中特定的固定钾位 ,使得
有效态钾固定减少 ,从而全钾总量降低。表 3结果表
明 ,单施氮肥、氮磷配施及小麦秸秆和氮磷配施方式下
的土壤全钾含量较不施肥料处理均有所下降 ,但差异
不显著 , 3种方式下土壤全钾含量的降幅为 N > SNP >
NP,其原因是氮肥是速效肥 ,无论是单施还是和磷、小
麦秸秆配施均易使作物摄取大量土壤钾素进行营养生
长 ,造成土壤全钾含量下降。
21214　对土壤有机质含量的影响 　土壤有机质是一
种稳定长效的碳源物质 ,它不仅是植物的营养源泉 ,也
是土壤微生物的能源物质 ,土壤养分供应能力下降主
要体现在易氧化有机质 (活性有机质 )的耗竭。因此 ,
土壤有机质含量高低直接决定着土壤的肥力水平 [ 20 ]。
表 3结果表明 ,小麦秸秆和氮磷配施方式下土壤
的有机质总量与单施氮肥、氮磷配施及不施肥料处理
的有机质总量差异均极显著 , 3种施肥处理下的土壤
有机质含量较不施肥料处理的增幅为 SNP > N > NP。
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核　农　学　报 24卷
说明小麦秸秆和氮磷配施土壤后 ,提高了土壤中有机
质的含量 ,有效补充了植物和土壤对有机质的消耗 ,改
善了黑垆土养分的调控能力。
213　土壤酶活性之间及酶与养分之间的相关性分析
21311　土壤酶活性之间的相关性 　本试验分析结果
(表 4)表明 :土壤中的蔗糖酶与磷酸酶、过氧化物酶活
性之间显著 ( P < 0105)相关 ,相关系数分别为 016747、
015878;磷酸酶和过氧化物酶酶活性之间显著 ( P <
0105)相关 , 相关系数为 016414, 其余各酶的酶活性
之间均呈现较弱的正相关。说明本研究中的 4种酶在
促进土壤有机质的转化及参与土壤物质转化和能量交
换中 ,不仅显示其专有特性 ,同时还存在着共性关系 ,
同时也表明土壤含氮有机化合物、有机碳以及磷素的
转化之间是相互影响的。
21312　土壤酶活性与养分含量之间的相关性分析 　
土壤养分是土壤肥力重要组成部分 ,土地利用方式是
影响土壤肥力变化最普遍、最直接和最深刻的因素。
不同土壤质地和农田气候环境条件下 ,土壤酶活性与
养分的相关性存在差异。
表 4　不同施肥方式下土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物
酶和多酚氧化酶活性的相关性
Table 4　The relativity between soil invertase,
phosphatase, catalase and polyphenol oxidase
activities under different fertilization
项目
item
蔗糖酶
invertase
磷酸酶
phosphatase
过氧化物酶
catalase
多酚氧化酶
polyphenol
oxidase
蔗糖酶 invertase 1 0167473 0158783 012355
磷酸酶 phosphatase 1 0164143 012833
过氧化物酶 catalase 1 010649
多酚氧化酶
polyphenol oxidase
　 　 　 1
注 : 3 为 P < 0105显著相关 , 3 3 为 P < 0101极显著相关 , n = 9。下表
同。
Note: 3 is significant correlation, 3 3 is highly significant correlation, n =
91The same as following table 5.
　　本试验分析结果 (表 5)表明 :土壤中的蔗糖酶和
过氧化物酶活性与土壤全氮含量、磷酸酶活性与土壤
全磷及有机质含量高度正相关 ,相关系数在 019863以
上 ;多酚氧化酶活性与土壤中的全磷和有机质含量密
切负相关 ,相关系数在 019587以上 ,但 4种酶活性与
土壤中的全钾含量相关性均较低。
3　讨论
土壤酶由多个酶系组成 ,各种酶促反应既是专性
的 ,又相互联系 ,酶的专性特性能反映土壤中各种化合
物的转化进程 ,而有共性关系的酶在一定程度上反映
着土壤的肥力水平 ,过去土壤酶活性的关系注重专性
关系研究 ,实际上 ,土壤酶在同一土壤环境条件下必然
相互影响 ,了解其间的内在共性关系对通过耕作协调
各种酶活性具有重要现实意义。已有许多研究结果说
明 ,土壤酶活性可作为土壤生态系统健康与否和可持
续性农业实践引起土壤肥力变化的重要参考指标。
表 5　不同施肥方式下土壤酶与养分的相关性
Table 5　The relevance between soil enzymes and
nutrients under different fertilization
项目
item
全氮
total
nitrogen
全磷
total
phosphorus
全钾
total
potassium
有机质
organic
matter
蔗糖酶 invertase 01996933 018136 012215 016930
磷酸酶 phosphatase 017529 01999833 - 014044 0198633
过氧化物酶 catalase 01999733 017805 012737 016531
多酚氧化酶
polyphenol oxidase
- 018279 - 01994533 012894 - 0195873
本试验 SNP处理较 N和 NP处理 ,显著提高了土
壤中蔗糖酶、磷酸酶和过氧化物酶的活性 ,这一结论与
Mandal等 [ 12 ]和王灿等 [ 13 ]的研究结果一致 ,而多酚氧
化酶活性的提高 SNP弱于 N和 NP处理 ,其原因是多
酚氧化酶为土壤腐殖质化的专性酶 ,其活性主要与土
壤中的胡敏酸和富里酸的比值密切相关 ,还田的小麦
秸秆从有机质转化为腐殖质是一个漫长的过程 ,不仅
需要经过很长时间而且需要消耗大量酶类才能完成这
一过程 ,因此 ,在短期内通过秸秆还田得不到高活性的
多酚氧化酶土壤是客观的。
SNP处理较 N和 NP处理 ,显著增加土壤中全氮
含量 ,其原因究竟是由于小麦秸秆的加入提高了土壤
中有机态氮含量引起的 ,还是由于氮肥和磷肥的投入 ,
增加了土壤中植物根茬和根系分泌物含量 ,有效归还
了土壤中的有机氮造成 ,其原因还有待进一步研究。
同时 SNP处理还较 N和 NP处理显著增加全磷和有机
质含量 ,初步显示出在有效维持土壤全钾养分平衡利
用方面的优势 ,这一结论与 Goyal等 [ 21 ]、刘恩科 [ 22 ]等
对化肥与有机肥长期配施处理后土壤有机质、全氮和
全磷含量较不施肥提高的结论一致 ,但与其报道较不
施肥处理提高土壤全钾含量的结果相悖。其原因为小
041
Journal of N uclear A gricu ltural Sciences
2010, 24 (1) : 0136～0141
麦秸秆和无机肥料氮磷配合施用后 ,有助于提高土壤
中矿物钾的比例 [ 23 ] ,而作物生育期内能够吸收的钾素
主要来源于非交换性钾和矿物态钾 ,因此 ,由于未施入
钾肥和作物大量吸收钾肥而削弱了土壤中的全钾含量
是本研究出现的必然结果。小麦秸秆和氮磷配施较氮
磷配施降幅较低可能与小麦秸秆的矿化速率较低有
关 ,其具体原因有待进一步研究。
不同施肥方式下土壤酶活性间的相关性 (除 NP
处理下过氧化物酶和多酚氧化酶显著相关外 )不密
切 ,说明在黄土高原半干旱偏湿润区进行不同施肥处
理后 ,土壤中的蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧
化酶活性具有高度的自主专一性 ,没有显著的共性关
系 ,这与杨召弟 [ 24 ]等研究中温带偏旱区不同耕作方式
下土壤蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶等进行酶促反应
时 ,不仅具有自身专一特性 ,还存在一些共性关系的结
论存在分歧 ,可能是由于轮作作物和施肥方式不同造
成的 ,前者为春小麦、豌豆双序列轮作 ,本文为玉米、冬
小麦一年一熟的轮作。因此 ,以没有稳定专一性和共
性关系的上述酶类活性反映黄土高原旱区土壤肥力水
平的高低有很大的局限性 ,部分酶类之间呈现出的较
弱相关性以及正负相关性仍待进一步研究。
土壤酶与养分的相关性表明 ,土壤中的蔗糖酶和
过氧化物酶活性的高低可以作为旱作小麦田土壤全氮
含量的正相生物学指标 ,磷酸酶活性的高低可以作为
土壤全磷和有机质含量高低的正相生物学指标 ,而多
酚氧化酶活性的高低可以作为土壤的全磷和有机质含
量高低的负相生物学指标。这一结论与王鑫 [ 25 ]报道
的磷酸酶可以表征农田速效磷正相转化的结论相一
致 ,但与其多酚氧化酶可以表征农田土壤有机质和全
氮正相转化的结论相悖 ,有待进一步研究。
4　小结
小麦秸秆和氮磷配施较不施肥料增加了土壤蔗糖
酶活性、土壤碱性磷酸酶活性、土壤过氧化物酶活性、土
壤多酚氧化酶活性 ;提高了土壤中全氮、全磷和有机质
含量 ,而土壤中的全钾含量降低。土壤中的蔗糖酶与磷
酸酶、过氧化物酶酶活性之间显著 (P < 0105)相关 ,磷酸
酶和过氧化物酶酶活性之间显著 ( P < 0105)相关 ,其余
各酶的酶活性之间呈正相关但不显著 ;土壤蔗糖酶和过
氧化物酶活性与土壤全氮含量以及磷酸酶活性与土壤
全磷和有机质含量都是正相关 ,而多酚氧化酶活性与土
壤全磷和有机质含量为负相关。
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(责任编辑 　邱爱枝 )
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