全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（１）：２３４－２４０
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０１２６
收稿日期：２０１３－１２－０８ 接受日期：２０１４－０３－０６
基金项目：国家科技支撑计划项目“糜黍丰产关键技术研究集成与示范”（２０１４ＢＡＤ０７Ｂ０３）资助。
作者简介：崔雯雯（１９８７—），女，陕西榆林人，博士研究生，主要从事作物高效栽培研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｏｖｅｆｌｙ２８１１＠１６３ｃｏｍ
通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｇａｏ２１２３＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ
糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响
崔雯雯，宋全昊，高小丽，贾志宽
（西北农林科技大学农学院／旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西杨凌 ７１２１００）
摘要：【目的】土壤酶参与土壤中多种生化活动，是衡量土壤生产力的指标之一。本文比较分析了不同种植方式下
糜子生育期间土壤酶活性的动态变化以及成熟期土壤养分含量和糜子产量，旨在探明糜子连作障碍和连作减产的
产生机制，为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学农作一站小杂粮轮作连作长期定位试
验为平台，设轮作（Ｔ１）、隔年种植（Ｔ２）、连作２年（Ｔ３）、连作３年（Ｔ４）４个处理，在糜子播种期、苗期、拔节期、
抽穗期、灌浆期、成熟期测定０—２０ｃｍ根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及成熟期０—
２０ｃｍ根际土壤养分含量，对同一时期不同处理间的酶活性和成熟期不同处理间土壤有机质、全氮、碱解氮、全
磷、有效磷、全钾、速效钾含量以及土壤ｐＨ值进行方差分析，并分析土壤养分和酶活性以及糜子产量之间的相关
性。【结果】１）土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性随着连作年限的增加而降低；碱性磷酸酶在连作２年处理的活
性较低。２）随着连作年限的增加土壤ｐＨ值升高，土壤速效钾严重积累，速效磷消耗较多，说明连作导致土壤盐碱
化。３）过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性与糜子籽粒产量呈显著正相关，土壤ｐＨ值与籽粒产量呈显著负相关；
蔗糖酶活性、有机质含量与产量具有一定的相关性。【结论】糜子连作改变了土壤酶活性及土壤养分含量，导致土
壤腐殖化和熟化程度减慢，土壤次生盐渍化加重，土壤养分不均衡，植株生长发育受到影响，造成籽粒产量的下降。
因此，在糜子生产上要进行合理的轮作倒茬，从而减缓连作障碍，实现糜子高产优质。
关键词：糜子；连作；土壤酶；土壤养分；产量
中图分类号：Ｓ１５６０４７；Ｓ１５４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０１－０２３４－０７
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓｏｎｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ
ａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ
ＣＵＩＷｅｎｗｅｎ，ＳＯＮＧＱｕａｎｈａｏ，ＧＡＯＸｉａｏｌｉ，ＪＩＡＺｈｉｋｕａｎ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＳｔｒｅｓＢｉｏｌｏｇｙｆｏｒＡｒｉｄＡｒｅａｓ，
Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅｓｉｎｖｏｌｖｅｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｓｏｉｌ，ｔｈｅｉｒａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｒｅｏｎｅｏｆ
ｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｅｓｏｆｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅｓ
ｏｆｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ，ｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓ’ｃｏｎｔｅｎｔｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｒｏｐｙｉｅｌｄｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｅｒｎｓ
ｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄ，ｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｈｉｇｈｙｉｅｌｄｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｏｆｍｉｎｏｒｇｒａｉｎｃｒｏｐｓｗａｓｃａｒｉｅｄｏｕｔａｔｔｈｅＦｉｒｓｔＳｔａｔｉｏｎｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔｗａｓ
ｐｌａｎｔｅｄｂｙｒｏｔａｔｉｏｎ（Ｔ１），ｅｖｅｒｙｔｗｏｙｅａｒｓ（Ｔ２），ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｔｗｏｙｅａｒｓ（Ｔ３）ａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｔｈｒｅｅｙｅａｒｓ（Ｔ４）．
Ｓｏｉｌｃａｔａｌａｓｅ，ｕｒｅａｓｅ，ａｌｋａｌｉｎｅｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅａｎｄｉｎｖｅｒｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎ０－２０ｃｍｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ
ａｔｓｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ，ｓｅｅｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔ
ｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｔｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｌｋａｌｉｓｏｌｕｔｉｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｏｔａｌ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｐＨｖａｌｕｅａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ
ｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｃａｔａｌａｓｅ，ｕｒｅａｓｅａｎｄｉｎｖｅｒｔａｓｅｗｅｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ
ｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇｙｅａｒ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｏｘｉｄａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｒｅｖｅｒｓｅ，ａｎｄｔｈｅａｌｋａｌｉｎｅｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ
１期 崔雯雯，等：糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响
ａｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｙｅａｒｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇ
ｙｅａｒ，ｓｏｉｌｐＨｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｓｏｉｌａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄａｎｄｓｏｉｌａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｗａｓ
ｃｏｎｓｕｍｅｄｍｕｃｈ．Ｔｈｅｃａｔａｌａｓｅ，ｕｒｅａｓｅ，ａｎｄａｌｋａｌｉｎｅｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
ｃｏｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，ｗｈｉｌｅｓｏｉｌｐＨｉｓｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ．Ｔｈｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎ
ｓｏｉｌｉｎｖｅｒｔａｓｅ，ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｙｉｅｌｄｗｅｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇｏｆ
ｍｉｌｅｔａｆｅｃｔｓｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅｓａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓ’ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｓｌｏｗｓｄｏｗｎｔｈｅｓｏｉｌｈｕｍｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄ
ａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ，ａｇｇｒａｖａｔｅｓｓｏｉｌｓｅｃｏｎｄａｒｙｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｉｍｂａｌａｎｃｅ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｇｒａｉｎ
ｙｉｅｌｄｓａｓａｒｅｓｕｌｔ．Ｓｏｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒｏｔａｔｉｏｎｆｏｒｍｉｌｅｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ，ｆｏｒｓｌｏｗｉｎｇｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎｃｒｏｐｐｉｎｇ
ｏｂｓｔａｃｌｅａｎｄａｃｈｉｅｖｉｎｇａｈｉｇｈｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｎｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ牷ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｒｏｐｐｉｎｇ牷ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅ牷ｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓ牷ｙｉｅｌｄ
土壤酶参与土壤中各种生物化学过程，如腐殖
质的分解与合成、动植物和微生物残体的分解、有
机化合物的水解与转化、某些无机化合物的氧化、
还原反应等，其活性不仅能反映土壤微生物活性的
高低，而且能表征土壤养分转化和运移能力的强弱，
是评价土壤肥力的重要参数之一［１］，它能够快速响
应土地利用方式和管理方式的改变，可作为土壤质
量评价的指标［２－４］；不同栽培方式和作物茬口会对
土壤酶的活性产生影响［５－８］。因此，研究糜子连作
条件下土壤酶活性的变化规律，对衡量土壤生产力、
掌握糜子连作减产机制具有重要意义。
糜子（ＰａｎｉｃｕｍｍｉｌｉａｃｅｕｍＬ．）属禾本科黍属
（Ｐａｎｉｃｕｍ），生育期短，耐旱、耐瘠薄，是干旱半干旱
地区的主要粮食作物，也是中国主要制米作物之一，
因其具有较高的营养价值和药用价值而受到了广泛
关注，但是糜子产区的经济条件相对较差，土地面积
有限，栽培技术落后，导致糜子连作现象严重，糜子
产量低而不稳。目前，对糜子连作后土壤的生物性
状和土壤酶活性方面缺乏系统研究。本研究利用小
杂粮轮作连作长期定位试验平台，对糜子不同种植
方式下的土壤酶活性变化做了初步探讨，旨在揭示
糜子连作障碍机理，为制定合理的耕作栽培措施提
供依据。
１ 材料与方法
１１ 试验地概况
试验于２０１０ ２０１２年在陕西杨凌西北农林科
技大学农作一站进行。该站地处渭河三级阶地，海
拔５２０ｍ左右，多年平均气温１２９℃，降水量５５０８
ｍｍ，年均蒸发量为１４００ｍｍ，属于半湿润易旱地区。
２０１０年播前土壤有机质含量２１０ｇ／ｋｇ，全氮 １２４
ｇ／ｋｇ，速效氮 ８７１ｍｇ／ｋｇ，全磷 １０５ｇ／ｋｇ，有效磷
３２８ｍｇ／ｋｇ，全钾２０４ｇ／ｋｇ，速效钾１５８８ｍｇ／ｋｇ；
ｐＨ８３０。
１２ 试验设计
试验设轮作（Ｔ１，荞麦—芸豆—糜子）、隔年种
植（Ｔ２，糜子—荞麦—糜子）、连作２年（Ｔ３，糜子—
糜子）、连作 ３年（Ｔ４，糜子—糜子—糜子）４个处
理，每处理４次重复，小区面积２０ｍ２（４ｍ×５ｍ），
随机区组排列。供试品种为目前生产上普遍种植的
内糜５号，每年６月中上旬播种，作物全生育期不灌
溉，传统翻耕不施肥，生育期间进行常规的田间管
理。１０月中下旬作物收获后将植株整株清除，土地
进入休闲期。２０１２年在糜子生育期内各处理分别
取０—２０ｃｍ根际土样测定土壤酶活性，成熟期测定
土壤养分含量。
１３ 测定项目与方法
１３１土壤样品的采集 分别于播种期、苗期、拔
节期、抽穗期、灌浆期、成熟期利用内径４ｃｍ的土
钻采集０—２０ｃｍ根区土壤样品，多点采样并混合，
土壤样品采回后，放在荫凉处，摊开晾干，然后剔出
植物残体、石块和其他的杂物，将风干的土样磨碎
过１ｍｍ筛，４℃保存，分析土壤过氧化氢酶、脲酶、
碱性磷酸酶和蔗糖酶活性。成熟期采集的部分样品
按土壤养分分析的要求处理，用于土壤养分含量的
分析。
１３２测定方法 过氧化氢酶采用紫外分光光度计
法测定［９］，以每２０ｍｉｎ内每克土壤分解的过氧化氢
的毫克数表示；脲酶采用苯酚 －次氯酸钠比色
法［１０］，以２４ｈ后每克土产生的 ＮＨ３Ｎ的毫克数表
示；碱性磷酸酶（由于试验地土壤为碱性，所以对碱
性磷酸单酯酶活性进行了测定）活性的测定采用磷
酸苯二钠法［１０］，用２４ｈ后每克干土中释放的酚的
毫克数表示；蔗糖酶活性测定采用硝基水杨酸比色
法［１１］，以２４ｈ后每克干土中产生的葡萄糖的毫克
数表示。土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效
５３２
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
磷、全钾、速效钾含量以及土壤 ｐＨ值参照隋方
功［１２］的方法测定。
图１ 不同种植方式对土壤酶活性的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｅｒｎｓｏｎｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ
［注（Ｎｏｔｅ）：Ⅰ—播种期Ｓｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ；Ⅱ—苗期Ｓｅｅｄｉｎｇｓｔａｇｅ；Ⅲ—拔节期Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ；Ⅳ—抽穗期Ｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ；Ⅴ—灌浆期Ｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ；
Ⅵ—成熟期 Ｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅ．柱上不同字母表示相同生育期不同处理间差异达 ５％显著水平 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｉｔｈｉｎａｓｔａｇｅａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
１４ 数据处理
用 Ｅｘｃｅｌ进行数据统计，Ｏｒｉｇｉｎ７５制图，ＤＰＳ
７０５进行方差分析，多重比较采用 Ｄｕｎｃａｎ’ｓ新复
极差法。
２ 结果与分析
２１ 不同种植方式对土壤酶活性的影响
２１１对过氧化氢酶活性的影响 生物体和土壤中
存在的过氧化氢酶能够酶促过氧化氢分解为水，从
而解除过氧化氢的积累对生物和土壤的毒害作
用［１３］。由图１Ａ可以看出，在糜子同一生育期内不
同处理土壤过氧化氢酶活性有明显差异。在播种
期，各处理间的过氧化氢酶活性无显著差异；在成熟
期，各处理间的过氧化氢酶活性差异又变小。总体
来看，在糜子生育期内连作对土壤过氧化氢酶活性
的影响较轮作大，出苗后各生育时期连作土壤的过
氧化氢酶活性显著低于轮作。
２１２对土脲酶活性的影响 脲酶是一种专性酰胺
酶，脲酶的酶促反应产物氮是植物氮源之一，脲酶活
性的高低在一定程度上反映了土壤的供氮水平。由
图１Ｃ可以看出，不同种植方式对土壤脲酶活性的
影响不同。各生育时期土壤脲酶活性的方差分析结
果表明，Ｔ１处理各时期的土壤脲酶活性显著高于其
他各处理（Ｐ＜００５），这可能是芸豆属豆科固氮植
物使土壤中的氮素含量增加，而土壤中氮素含量与
土壤脲酶活性呈正相关［１４］。Ｔ２与 Ｔ１处理的变化
趋势大致相同，表现为随生育期的推进先增加后降
低、之后又上升的变化趋势，这与贺丽娜等的研究
结果一致［１５］。Ｔ２处理各时期脲酶活性显著低于Ｔ１
处理。Ｔ３和Ｔ４处理一直呈下降趋势，且脲酶活性
一直保持在较低的水平。Ｔ３、Ｔ４两处理之间各时
期的脲酶活性无差异，但显著低于Ｔ１、Ｔ２处理。总
体而言，各处理对土壤脲酶活性的影响为Ｔ１＞Ｔ２＞
Ｔ３＞Ｔ４，表明与豆科作物轮作可以大幅度地提高糜
子田土壤的脲酶活性，而单一糜子连作会降低土壤
脲酶的活性。
６３２
１期 崔雯雯，等：糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响
２１３对碱性磷酸酶活性的影响 磷酸酶能酶促有
机磷化合物的水解，即可加速有机磷的脱磷速度，在
ｐＨ４ ９的土壤中均有磷酸酶，积累的磷酸酶对土
壤磷素的有效性具有重要作用［１１］。图１Ｂ显示，各
处理碱性磷酸酶活性的变化趋势大致相同，均呈随
糜子生育期的推进先升高后降低的趋势，但是各处
理出现最大值时间不同。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４处理土壤
磷酸酶活性的平均值依次为 ４８５、４２７、３７９、
３９０Ｐｈｅｎｏｌｍｇ／（ｇ·ｈ），糜子整个生育期间不同处
理对土壤碱性磷酸酶活性影响的大小为 Ｔ１＞Ｔ２＞
Ｔ４＞Ｔ３；Ｔ３处理的土壤磷酸酶活性平均比 Ｔ１下降
了２１９％，表明糜子连作一年的土壤碱性磷酸酶活
性最差。
２１４对蔗糖酶活性的影响 蔗糖酶又称转化酶，
能酶促水解成葡萄糖和果糖，它不仅能够表征土壤
生物学活性的强度，也可以作为评价土壤熟化程度
和土壤肥力水平的一个指标。由图１Ｄ可知，Ｔ１、Ｔ２
处理的蔗糖酶活性变化趋势大致相同，均呈随糜子
生育期先升高后下降，在生育后期又升高的变化趋
势；Ｔ３、Ｔ４处理的蔗糖酶活性则一直呈下降趋势。
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４处理糜子整个生育期间土壤蔗糖酶
活性的平均值依次为４７６６、４８５９、４２１０、３９７８
Ｇｌｕｃｏｓｅｍｇ／（ｇ·ｈ）。在成熟期其差异最显著，与Ｔ２
相比，Ｔ３和 Ｔ４两个处理的酶活性分别降低了
４３４％和 ５０４％，表明连作 ３年的土壤蔗糖活性
较低。
２２ 不同种植方式对成熟期土壤养分的影响
作物不同的种植方式会改变土壤微环境，对土
壤养分产生一定的影响。由表１可以看出，糜子成
熟期各处理之间的土壤有机质含量、全氮、全磷无
显著差异；但 Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４各处理的碱解氮、速效钾
都较Ｔ１轮作处理高，其中连作方式下土壤速效钾的
积累更为严重，Ｔ３、Ｔ４处理的土壤速效钾较 Ｔ１分
别高１３８％、１３３％；在糜子收获期时Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４处
理的土壤全钾、有效磷均显著低于Ｔ１处理；连作方
式下的有效磷消耗较为明显，Ｔ３、Ｔ４处理的土壤有
效磷较Ｔ１分别降低了２１６％、２９９％；各处理土壤
ｐＨ的表现为 Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ３，差异达显著水平。
说明糜子连作导致土壤 ｐＨ值升高，土壤速效钾过
剩，而土壤有效磷消耗过多，造成土壤养分不平衡，
导致土壤盐碱化加重，最终导致糜子减产。
表１ 糜子成熟期的土壤养分含量
Ｔａｂｌｅ１ Ｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｃｏｎｔｅｎｔｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｎｇｓｔａｇｅｏｆｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
有机质
Ｏｒｇ．ｍａｔｅｒ
（％）
全氮
ＴｏｔａｌＮ
（％）
碱解氮
ＡｌｋａｌｉＮ
（ｍｇ／ｋｇ）
全钾
ＴｏｔａｌＫ
（％）
速效钾
Ａｖａｉｌ．Ｋ
（ｍｇ／ｋｇ）
全磷
ＴｏｔａｌＰ
（％）
有效磷
Ａｖａｉｌ．Ｐ
（ｍｇ／ｋｇ）
ｐＨ
Ｔ１ １５１ａ ０１０ａ ６４７７ｂ ２１５ａ １３６６ｃ ０１０ａ １６２２ａ ８３１ｄ
Ｔ２ １５０ａ ００９ａ ６０８７ｂ １９８ｃ １８７０ｂ ００８ａ １３７０ｂ ８３７ｃ
Ｔ３ １４７ａ ００９ａ ７１０４ａ ２０６ｂ ３２５３ａ ００９ａ １２７２ｃ ８５１ａ
Ｔ４ １４９ａ ０１０ａ ７４９７ａ ２０４ｂ ３１８１ａ ００９ａ １１３７ｄ ８４８ｂ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２３ 不同种植方式的糜子产量性状及相关性分析
２３１糜子产量性状比较 糜子单株有效穗数、小
穗数、主穗长和千粒重是构成糜子籽粒产量的重要
因素。由表２可以看出，各处理间糜子单株有效穗
数及小穗数无显著差异；但Ｔ１处理的糜子主穗长显
著高于其他各处理；Ｔ１、Ｔ２处理的千粒重显著高于
Ｔ３、Ｔ４处理；籽粒产量表现为 Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４，与
Ｔ１处理相比，Ｔ２、Ｔ３及 Ｔ４处理的籽粒产量分别下
降１１３％、２７２％和３９１％。
２３２土壤理化性状与糜子籽粒产量相关性分析
表３显示，在糜子整个生育期间各处理土壤脲酶活
性与籽粒产量呈极显著正相关；蔗糖酶活性与籽粒
产量呈显著正相关性；过氧化氢酶活性、碱性磷酸
酶活性、有机质含量与糜子籽粒产量正相关；土壤
ｐＨ值与籽粒产量呈显著负相关。碱性磷酸酶与脲
酶、蔗糖酶、过氧化氢酶之间，脲酶与蔗糖酶之间
呈显著正相关；ｐＨ值与碱性磷酸酶、过氧化氢酶、
脲酶、蔗糖酶之间达显著负相关性。
７３２
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表２ 不同种植模式糜子产量性状（ｘ±ＳＤ）
Ｔａｂｌｅ２ Ｙｉｅｌｄａｎｄｙｉｅｌｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｅｒｎｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
籽粒产量
Ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
主穗长
Ｍａｉｎｐａｎｉｃｌｅｌｅｎｇｔｈ
（ｃｍ）
单株有效穗数
Ｅｆｅｃｔｉｖｅｐａｎｉｃｌｅｐｅｒｐｌａｎｔ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
小穗数
Ｓｐｉｋｅｌｅｔｎｕｍｂｅｒ
（Ｎｏ．／ｐｌａｎｔ）
千粒重
１０００ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔ
（ｇ）
Ｔ１ ２８５８８±８２５ａ ３９９±１９ａ ６０±０４ａ １８８±２６ａ ７９５±０１０ａ
Ｔ２ ２５３７０±８０１ｂ ３３７±１８ｂ ５４±０５ａ １８８±１３ａ ７９３±０１０ａ
Ｔ３ ２０８２３±９２６ｃ ３４３±３９ｂ ５６±０５ａ １８８±１６ａ ７１３±０１０ｂ
Ｔ４ １９４７０±４９０ｃ ３５７±２９ｂ ５４±０５ａ １８４±０５ａ ７１４±０１０ｂ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表３ 土壤酶活性与糜子籽粒产量的相关性
Ｔａｂｌｅ３ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｂｒｏｏｍｃｏｒｎｍｉｌｅｔｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ
项目
Ｉｔｅｍ
产量
Ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ
碱性磷酸酶
Ａｌｋ．ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ
过氧化氢酶
Ｃａｔａｌａｓｅ
脲酶
Ｕｒｅａｓｅ
蔗糖酶
Ｓｕｃｒａｓｅ
有机质
Ｏｒｇ．ｍａｔｅｒ
全氮
ＴｏｔａｌＮ
碱性磷酸酶Ａｌｋ．ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ０７７ １
过氧化氢酶 Ｃａｔａｌａｓｅ ０７４ ０９７ １
脲酶 Ｕｒｅａｓｅ ０９６ ０８９ ０８２ １
蔗糖酶 Ｓｕｃｒａｓｅ ０９４ ０８８ ０７９ １００ １
有机质Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ ０８０ ０４３ ０２８ ０７８ ０８ １
全氮ＴｏｔａｌＮ ０１３ ０１５ ０３７ －００２ －０１ －０４４ １
ｐＨ －０９６ －０８９ －０８９ －０９６ －０９３ －０６３ －０２８
注（Ｎｏｔｅ）：— Ｐ＜００５；— Ｐ＜００１．
３ 讨论
关于土壤酶活性、土壤理化性状等与作物产量
的相关性很多学者也做了大量的研究［１６－２４］，但是在
不同作物上的结论存在较大差异。
张翼［１６］和丁海兵等研究认为［１７］，土壤脲酶活
性随烟草种植年限的增加而升高。黄玉茜等［１８］则
认为，土壤脲酶在花生连作２年时其活性较正茬低。
陈慧［１９］研究表明，地黄连作对蔗糖酶具有促进作
用。白艳茹却认为［２０］，马铃薯根际土壤蔗糖酶活性
随连作年限的增加呈下降趋势。本试验中糜子连作
３年土壤蔗糖酶活性较正茬和连作两年的都低，可
见连作时间越长蔗糖酶活性越低。蔗糖酶活性降
低，土壤中易溶性营养物质减少，植物根系可吸收利
用的物质就被迫减少，从而影响植物的生长发育，同
时蔗糖酶活性低说明土壤的腐殖化程度和熟化程度
都低，不利于作物的生长。本研究中糜子连作２年
和连作３年的碱性磷酸单酯酶活性较正茬下降了
２１９％和１９５％。这与王树起等［２２］在寒地大豆上
的研究结果基本一致，认为碱性磷酸单酯酶在连作
２年时的下降幅度最大。从本试验结果可以看出，
土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性均随着连作年
限的增加而降低。土壤过氧化氢酶主要来源于细
菌、真菌和作物根系分泌物，连作条件下土壤过氧
化氢酶活性在糜子出苗到成熟期间下降较轮作显
著，造成这种结果的原因可能是连续种植影响了生
育期内的根系分泌物，进而影响到过氧化氢酶活性，
从而使根系的毒害作用加重而引起连作障碍的
发生［２４］。
连作糜子土壤中有机质含量下降，且随着连作
年限的增加有机质含量降低越多；同时连作土壤的
速效钾含量显著高于轮作，有效磷的消耗则明显的
多于轮作处理；连作还显著增加了土壤的 ｐＨ值，使
土壤向碱性方向发展。连作糜子土壤中速效钾的过
度积累和土壤有效磷的过度消耗与轮作土壤存在着
显著差异，当土壤中速效钾积累而有效磷过度消耗
８３２
１期 崔雯雯，等：糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响
时会改变土壤环境的渗透压，影响作物对Ｋ＋、ＰＯ－４
等离子以及其他营养物质的吸收，造成养分供应不
均衡，连作下土壤 ｐＨ升高，土壤盐碱化，从而影响
作物的生长发育及产量的形成。
土壤酶活性、土壤养分及理化性状、作物生长
发育三者之间有较大的相关性，土壤酶活性、土壤
理化性状的变化必然反映到土壤生产力的改变上，
土壤生产力的改变最终影响作物的生长发育，而作
物生长发育状况又会反过来作用于土壤。但是土壤
的具体理化性状和酶活性的表现是一个复杂的过
程，其影响因素较多，再加上田间管理措施及气候条
件的不同，势必会造成结果的差异。本试验结果表
明，除了蔗糖酶外，其他土壤酶活性均与产量存在显
著的相关性，说明这些酶活性的变化会影响糜子产
量的形成。
４ 结论
随着糜子连作年限的增加，土壤过氧化氢酶、
蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均降低，从而导致
土壤中氧化作用降低，土壤腐殖化和熟化程度减慢，
使土壤中过氧化氢等有害物质积累。连作还会导致
土壤ｐＨ值升高，土壤速效钾过度积累，有效磷消耗
过多，导致土壤养分不平衡，土壤的次生盐渍化加
重，土壤肥力下降，植株生长发育受到影响，最终导
致籽粒产量下降。因此，在糜子生产上要进行合理
的轮作倒茬，并通过合理施肥等措施改善土壤环境，
从而减缓连作障碍，实现糜子的高产优质。
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Ｅｆｅｃｔｏｆｓｏｉｌｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ
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０４２