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Temporal and spatial disparities of soil enzyme activities during the spring wheat growing season under different tillage systems

不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶时空变化研究



全 文 :书不同耕作方式下春小麦生育期
土壤酶时空变化研究
罗珠珠1,2,黄高宝2,蔡立群1,2,张仁陟2,李玲玲2,谢军红2
(1.甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室,甘肃 兰州730070)
摘要:通过设置在陇中黄土高原的保护性耕作长期定位试验,研究了不同耕作方式下土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性
磷酸酶和蔗糖酶活性在春小麦不同生育时期和不同土层深度的动态变化。4种耕作方式包括:传统耕作(T)、免耕
(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)。结果表明,NTS可以显著提高耕层0~30cm土壤过氧化
氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,春小麦整个生育期分别比T增加了4.02%,8.74%,20.51%和31.45%;而
NT和TS对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性的效应有一定的阶段性。在空间分布上,NT和 NTS处理条件下4种
土壤酶活性随着土层加深均呈下降趋势;T处理条件下4种土壤酶活性和TS处理条件下土壤脲酶和碱性磷酸酶
活性随土层加深呈先增后减趋势,而TS处理条件下土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性随土层加深呈递减趋势。进一
步研究发现,不同因子对土壤酶活性的影响效应各异,其中生育时期对脲酶影响最大,耕作方式和覆盖材料对蔗糖
酶影响最大,交互作用对过氧化氢酶影响最大。
关键词:春小麦;免耕;秸秆还田;土壤酶活性
中图分类号:S344;S154.2  文献标识码:A  文章编号:10045759(2012)06009408
  土壤酶主要来源于植物根系分泌物和土壤微生物的增殖及其死亡残体的胞溶[1],在生态系统有机质的分解
及养分循环过程中起着重要的作用[24],其活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向,并在响应作物轮
作[5,6]、残留物管理[79]和土壤压实[7]、耕翻[911]等不同土壤管理措施的效果时比较敏感,对土壤质量状况具有指
示作用[12]。Caravaca等[13]研究指出,对于土壤质量的变化,土壤酶活性比土壤有机质的变化更为敏感,能够在
短期内发生变化,而土壤有机质的变化要缓慢得多,且土壤酶活性与土壤有机质、微生物量、土壤呼吸和碳截留量
等指标显著相关[1417]。也有研究[18]发现,免耕可以提高表层土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶和α2葡
萄糖苷酶等土壤酶活性,但对深层土壤酶活性的研究结果却差异很大,这可能与作物种类、土壤类型和气候条件
的差异有关[19]。此外,作物不同生育时期土壤酶活性存在一定的差异[20]。
土壤酶作为评价土壤质量的敏感性生物指标,一直以来在土壤理化性质与酶活性的关系、有机肥与化肥的施
用对酶活性的影响等方面进行的研究较多[21,22]。而关于耕作方式对作物不同生育期土壤酶活性动态变化影响
的报道较少。因此,本研究以黄土高原旱地为对象,探讨了不同耕作方式下参与土壤碳、氮、磷循环转化的4种土
壤酶在春小麦生育期的时空变化,以期为评价耕作方式对土壤质量的影响提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验设在黄土高原半干旱丘陵沟壑区的定西市安定区李家堡镇麻子川村,属中温带半干旱区,平均海拔
2000m,年均太阳辐射592.9kJ/cm2,年均降水390.9mm,年蒸发量1531mm,干燥度2.53,为典型的雨养农
业区。土壤为典型的黄绵土,土质疏松,土层深厚,质地均匀,贮水性能良好,其理化性状如表1所示。
94-101
2012年12月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第21卷 第6期
Vol.21,No.6
收稿日期:20110413;改回日期:20110520
基金项目:国家自然科学基金项目(31171513,31160269,31060178),教育部博士学科点专项科研基金(20106202110002,20106202120004),甘
肃省干旱生境作物学重点实验室开放基金项目(GSCS201003)和甘肃农业大学创新基金项目(GAUCX1104)资助。
作者简介:罗珠珠(1979),女,甘肃天水人,副教授,博士。Email:Luozz@gsau.edu.cn
通讯作者。Email:huanggb@gsau.edu.cn
1.2 试验设计
试验共设4个处理(表2),4次重复,共16个小区,小区面积4m×20m,随机区组排列。供试作物为春小麦
(定西35)(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿),播种量187.5kg/hm2。T、NT、TS、NTS用中国农业大学研制的免耕播种机播
种,行距20cm,播深为7cm。各处理均施N105kg/hm2,P2O5105kg/hm2(尿素+二铵);所有肥料都作为基肥
在播种时同时施入。春小麦前茬作物为豌豆(犘犻狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿),秸秆还田处理豌豆收获脱粒后所有秸秆均归还原
小区。
表1 研究区土壤理化性质
犜犪犫犾犲1 犛狅犻犾犮犺犲犿犻犮犪犾犪狀犱狆犺狔狊犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊
土层
Depth(cm)
容重
BD(g/cm3)
有机碳
OrganicC(g/kg)
全氮
TotalN(g/kg)
全磷
TotalP(g/kg)
速效磷
OlsenP(mg/kg)
速效钾
AvailableK(mg/kg)
pH
0~5 1.29 7.63 0.85 1.89 13.3 349.6 8.3
5~10 1.23 7.46 0.87 1.92 11.5 330.2 8.4
10~30 1.32 6.93 0.78 1.82 4.9 244.0 8.3
表2 试验处理描述
犜犪犫犾犲2 犜狉犲犪狋犿犲狀狋狊犱犲狊犮狉犻狆狋犻狅狀
代码Code 处理 Treatments 耕作方法 Description
T 传统 耕 作 Conven
tionaltilagewithno
straw
试验地在前茬收获后三耕两耱。8月收获后马上进行第1次耕作,8月底和9月分别进行第2,3次耕作,耕深
依次为20,10和5cm。9月第3次耕后耱1次,10月冻结前再耱1次,为定西地区典型的传统耕作方式。The
fieldisploughed3timesandharrowedtwiceafterharvesting.ThefirstploughisinAugustimmediatelyafter
harvesting,thesecondandthirdploughsareinlateAugustandSeptemberrespectively.Theploughdepthsare
20,10and5cm,respectively.ThefieldwilbeharrowedafterlastcultivationinSeptemberandreharrowed
inOctoberbeforethegroundisfrozen.ThisisthetypicalconventionaltilagepracticeinDingxiregion.
NT 免 耕 Notil with
nostrawcover
全年不耕作,播种时用免耕播种机一次性完成施肥和播种。Notilthroughoutthelifeoftheexperiment,no
strawcover.
TS 传统耕作秸秆还田
Conventionaltilage
withstrawincorpo
rated
耕作方式同T,但在结合第1次耕作将所有前作秸秆翻埋入土。Thefieldisploughedandharrowedexactlyas
forTtreatment(3passesofploughand2harrows),butwithstrawincorporatedatthefirstplough.Althe
strawfromthepreviouscropwilbesentbacktotheoriginalplotimmediatelyafterthreshingandthenincor
poratedintoground.
NTS 免耕秸秆覆盖 No
tilwithstrawcover
播种、除草方法同NT,收获脱粒后将全部前作秸秆覆盖在原小区。Notilthroughoutthelifeoftheexperi
ment.ThegroundiscoveredwithstrawofpreviouscropfromAugusttilnextMarch.Althestrawfrompre
viouscropwilbesentbacktotheoriginalplotimmediatelyafterthreshing.
1.3 试验方法
2007年春小麦苗期(4月5日)、拔节期(5月10日)、灌浆期(7月1日)和成熟期(7月29日)采样,每小区用
“S”形取样法随机选取5点,用土钻取0~30cm土层土样,将所得土样装入塑料袋,写明采样地点、采样日期和采
样深度。样品带回实验室,经混匀风干处理过1mm筛后,进行室内分析。
土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法[23],以20min后1g土壤所需的0.1mol/L高锰酸钾的毫升数表
示;碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法[24],以24h后1g土壤中释放的酚的毫克数表示;蔗糖酶活性采用
3,5二硝基水杨酸比色法[25],以24h后1g土壤中含葡萄糖的毫克数表示;脲酶活性采用靛酚蓝比色法[23],以
24h后1g土壤中释放氨态氮的毫克数表示。
1.4 统计方法
所有分析均在SPSS18.0软件下进行。
59第21卷第6期 草业学报2012年
2 结果与分析
2.1 不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶活性动态
不同生育期4种土壤酶活性在耕层0~30cm土壤表现不一(表3)。土壤过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性在
春小麦整个生育期变化趋势基本一致,苗期2种酶活性均较低,平均为4.73mL/(g·h)和16.92mg/(g·d),拔
节期2种酶活性均上升,到灌浆期出现峰值之后逐渐降低。但从方差分析结果来看,二者的变化却不尽相同,过
氧化氢酶活性不同生育期存在一定差异,特别是灌浆期与其他生育期差异显著,而蔗糖酶活性各生育期均无显著
差异。土壤耕层0~30cm脲酶活性苗期到拔节期平均提高27.68%,拔节期达到整个生育期的峰值,之后持续
下降一直延续到灌浆期,灌浆之后又有所回升。统计分析表明,脲酶活性拔节期显著高于成熟期,成熟期显著高
于苗期和灌浆期,苗期与灌浆期无差异。土壤碱性磷酸酶活性与脲酶活性变化相似,表现为随着春小麦生育期的
推进,拔节期上升,之后持续下降一直延续到灌浆期,灌浆之后又开始回升。但与土壤脲酶有所不同的是,碱性磷
酸酶活性峰值出现在成熟期而非拔节期。因此,土壤碱性磷酸酶活性总体表现为各处理成熟期均显著高于其他
生育期,TS和NTS灌浆期显著低于苗期和拔节期。
表3 不同耕作方式下小麦生育期耕层土壤酶活性(0~30犮犿)
犜犪犫犾犲3 犛狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲犿犲犪狊狌狉犲狊犱狌狉犻狀犵狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
指标Factors 处理Treatment 苗期Seedlingstage 拔节期Jointingstage 灌浆期Filingstage 成熟期Ripeningstage
过氧化氢酶
Catalaseactivities
(mL/g·h)
T 4.64±0.09bC 4.80±0.02cAB 4.81±0.08bA 4.65±0.08cBC
NT 4.80±0.15aB 4.85±0.02bcB 5.14±0.08aA 4.82±0.08bB
TS 4.31±0.11cC 4.87±0.04abB 5.16±0.10aA 4.90±0.06bB
NTS 4.58±0.13bB 4.93±0.03aA 5.08±0.11aA 5.07±0.09aA
脲酶
Ureaseactivities
(mg/g·d)
T 2.10±0.11cC 2.75±0.02bA 2.16±0.06cC 2.38±0.09aB
NT 2.22±0.06bC 2.88±0.04aA 2.29±0.03bC 2.52±0.03aB
TS 2.27±0.05bC 2.90±0.09aA 2.22±0.08bcC 2.44±0.03aB
NTS 2.38±0.05aC 2.91±0.07aA 2.38±0.01aC 2.54±0.13aB
碱性磷酸酶
Alkalinephosphatase
activities(mg/g·d)
T 0.53±0.01cB 0.56±0.05bB 0.50±0.09aB 0.75±0.08cA
NT 0.59±0.04bB 0.60±0.01aB 0.56±0.09aB 0.81±0.07bcA
TS 0.61±0.03bB 0.64±0.03aB 0.46±0.05aC 0.85±0.04abA
NTS 0.69±0.01aB 0.66±0.04aB 0.54±0.03aC 0.93±0.03aA
蔗糖酶
Iinvertaseactivity
(mg/g·d)
T 14.61±1.98bA 14.88±0.32cA 15.32±1.35cA 14.97±0.33cA
NT 16.42±0.20bA 16.47±0.25bcA 17.81±1.61bA 16.99±1.10bA
TS 16.47±1.60bA 16.96±0.54bA 17.24±1.71bA 17.06±1.62bA
NTS 19.25±1.66aA 19.89±2.03aA 19.80±0.65aA 19.64±0.60aA
 注:同行不同大写字母表示同一处理不同生育时期在5%水平上差异显著;同列不同小写字母表示同一生育时期不同处理在5%水平上差异显著。
 Note:Differentcapitallettersinthesamelinerepresentsignificantdifferenceat犘≤0.05betweendifferentgrowthseasonsinsametreatment(lsd).
Differentlowercaselettersinthesamecolumnrepresentsignificantdifferenceat犘≤0.05betweendifferenttreatmentsinsamegrowthseason(lsd).
不同耕作方式间比较(表3),土壤过氧化氢酶活性苗期表现为NT>T>NTS>TS,随着小麦生长发育,拔节
期和成熟期表现为NTS>TS>NT>T,灌浆期表现为TS>NT>NTS>T。进一步统计分析发现,苗期NT与
其余处理间差异显著,拔节期和成熟期NTS与其余处理差异显著,灌浆期前3种处理均与T差异显著。与传统
耕作T相比,整个生育期NTS、NT、TS过氧化氢酶活性分别比T增加4.02%,3.76%和1.80%。土壤脲酶活性
生育前期(苗期和拔节期)表现为NTS>TS>NT>T,生育后期(灌浆期和成熟期)表现为NTS>NT>TS>T;
苗期和灌浆期NTS与其余处理间差异显著,拔节期NTS仅与T差异显著,成熟期各处理间无差异。与传统耕
作T相比较,整个生育期NTS、NT、TS脲酶活性分别比T增加8.74%,5.54%和8.06%。土壤碱性磷酸酶活性
69 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.6
苗期、拔节期和成熟期表现为NTS>TS>NT>T,灌浆期为NT>NTS>T>TS;苗期和成熟期NTS与其余处
理间差异显著,拔节期NTS仅与T差异显著,灌浆期各处理间无差异。与传统耕作T相比,整个生育期NTS、
NT、TS碱性磷酸酶活性分别比T增加20.51%,9.40%和9.40%。土壤蔗糖酶活性整个生育期(包括苗期、拔
节期、灌浆期和成熟期)均以NTS最高,T最低,且NTS与其余处理间差异显著。与传统耕作T相比较,整个生
育期NTS、NT、TS蔗糖酶活性分别比T增加31.45%,13.23%和14.33%。
2.2 不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶活性垂直变化
4种不同耕作方式下土壤过氧化氢酶活性在耕层0~30cm剖面变化不一,随着土层的加深,T呈先增后减
趋势,表现为5~10cm>10~30cm>0~5cm;NTS、NT、TS呈递减趋势,表现为0~5cm>5~10cm>10~30
cm(图1)。不同处理间比较,表层0~5cm土壤,免耕处理土壤过氧化氢酶活性显著高于翻耕,NTS和NT分别
比T提高了9.35%和6.14%;5~10和10~30cm土层虽然表现为免耕高于传统翻耕,但各处理间无显著差异。
4种不同耕作方式下,3种水解酶活性剖面分布与过氧化氢酶活性有所不同。免耕处理3种水解酶活性其剖
面分布呈一定的规律性,NT和NTS3种水解酶活性在0~30cm剖面均呈递减趋势,表现为0~5cm>5~10
cm>10~30cm(图1)。翻耕处理除TS蔗糖酶活性在耕层呈递减趋势外,其余均呈先增后减趋势,表现为5~10
cm>0~5cm>10~30cm。不同处理间比较,表层0~5cm土壤脲酶活性NTS和NT显著高于T,分别提高了
13.65%和6.38%;5~10cm表现为NTS显著高于T,提高了7.46%;10~30cm土层NT和TS显著高于T,分
别提高了6.18%和5.85%。碱性磷酸酶活性表层0~5cm表现为NTS和NT显著高于T,分别提高了42.99%
和16.58%;5~10和10~30cm各处理间无显著差异。蔗糖酶活性表层0~5cm土层NTS、NT和TS显著高
于T,分别提高了52.70%,23.15%和21.14%;5~10cm土层NTS和TS显著高于T,分别提高了21.00%和
12.46%;10~30cm土层NTS和NT显著高于T,分别提高了19.15%和10.91%。
图1 不同耕作方式下土壤酶活性垂直变化
犉犻犵.1 犛狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊犪狋狋犺犲狆狉狅犳犻犾犲狅犳0-30犮犿狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲犿犲犪狊狌狉犲狊
 同行不同小写字母表示同一层次不同处理在5%水平上差异显著。Differentlowercaselettersinthesamelinerepresentsignificantdifferenceat
犘≤0.05betweendifferenttreatmentsinsamesoildepth(lsd).
79第21卷第6期 草业学报2012年
2.3 耕作方式和生育时期对土壤酶活性的效应
方差分析表明(表4),生育时期、耕作方式和覆盖与否对土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶(生育
时期对蔗糖效应不明显)的单独效应均达到5%或1%显著水平。但三者对4种土壤酶活性的影响效应不同,其
中生育时期对脲酶的影响最大,耕作方式和覆盖对蔗糖酶的影响最大,两两交互作用和三者交互作用均对过氧化
氢酶的影响最大。表明耕作方式和生育时期对土壤酶活性有重要影响,通过合理耕作措施增强土壤酶活性,进而
改善土壤肥力状况,可达到提高春小麦产量的目的。
表4 耕作方式和生育时期对土壤酶活性的影响(犉值)
犜犪犫犾犲4 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲,狋犻犾犪犵犲犪狀犱犮狅狏犲狉狅狀狊狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊(犉狏犪犾狌犲)
项目
Item
过氧化氢酶
Catalaseactivities
脲酶
Ureaseactivities
碱性磷酸酶
Alkalinephosphataseactivities
蔗糖酶
Invertaseactivities
生育时期Growthstage 56.75 213.81 85.86 0.93
耕作方式Tilagesystem 31.59 33.18 14.47 40.86
覆盖Cover 3.55 22.12 16.08 41.15
生育时期×耕作方式Growthstage×Tilagesystem 2.05 0.64 0.45 0.03
生育时期×覆盖Growthstage×Cover 20.10 1.83 4.22 0.19
耕作方式×覆盖Tilagesystem×Cover 2.42 0.87 0.11 1.01
生育时期×耕作方式×覆盖
Growthstage×Tilagesystem×Cover
5.18 0.66 0.13 0.14
 注: 表示犘<0.05;表示犘<0.01。
 Note:indicatesignificantdifferenceatthe0.05level;indicatesignificantdifferenceatthe0.01level.
3 讨论
3.1 耕作方式对不同生育期土壤酶活性的影响
土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶在土壤碳、氮、磷循环中起重要作用[1,26]。土壤过氧化氢酶是由土壤中的细菌、真
菌和植物的根部分泌的、是直接参与土壤中物质和能量转化的一种酶。本研究发现不同耕作方式下土壤蔗糖酶
和过氧化氢酶活性随小麦生育期的推进一直上升,在灌浆期出现峰值之后开始下降,这与前人的研究结果基本一
致[27]。其原因主要是随着生育期的递进,在拔节至灌浆期春小麦处于生长最旺盛的阶段,根系发达,且根系分泌
物增多,微生物和酶代谢活动增强,在灌浆期活性达到最大值;灌浆之后,根系对养分吸收速度减慢,根系分泌物
减少,土壤中蔗糖酶和过氧化氢酶活性也随之下降[27]。土壤脲酶活性从苗期开始到拔节期迅速上升并且达到整
个生育期的峰值,这与当时的气温及作物生长的繁茂程度有关,因为脲酶活性主要受土壤温度和氮源影响。苗期
根小,气温低,土壤脲酶活性低,随着生育期的后延,春小麦进入营养生长阶段,气温升高且作物根系生物量增加,
根系分泌物增加,土壤脲酶活性亦随之明显增加。土壤脲酶活性在拔节期出现峰值之后开始下降,是由于拔节期
到灌浆期作物生长旺盛,对土壤养分吸收迅速,出现作物与微生物争夺氮素营养的局面,从而抑制了土壤微生物
的生长和繁殖,造成土壤脲酶活性降低。在灌浆之后土壤酶活性上升,其原因有待于进一步研究。土壤碱性磷酸
酶活性从苗期到拔节期变化趋势平缓,到灌浆期活性降低,成熟期活性最高,总体表现出春小麦生长后期活性高
于生长前期的趋势。GarcíaGil等[28]研究表明,当土壤中无机磷含量较高时,土壤磷酸酶活性受到抑制,而低磷
条件下磷酸酶活性可被诱导。小麦的生育前期对养分的吸收以N素为主,到了生长后期,随着核蛋白物质增加,
对磷素的吸收剧增,加之磷素易被固定而释放缓慢,则速效磷被作物吸收而迅速减少,从而诱导磷酸酶活性迅速
增强。因此,小麦成熟期磷酸酶活性显著高于其他时期。
本研究同时发现,除苗期过氧化氢酶、灌浆期碱性磷酸酶和成熟期脲酶之外,免耕秸秆覆盖(NTS)4种土壤
酶活性在春小麦其余生育阶段均显著高于传统耕作,这一方面与土壤表层的秸秆覆盖有关,因为作物残体是土壤
89 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.6
生物活动的主要和有效能源,通过秸秆还田可给土壤酶提供大量作用底物,因而能激发并提高土壤酶活性[29]。
特别是春小麦拔节后随着作物生育期的推进,地表温度升高、湿度增大,土壤微生物对地表秸秆的分解速度加快,
从而提高了土壤酶活性[30]。另一方面与多年免耕造成的特殊土壤环境有关[31],免耕减少了土壤的扰动次数,有
较好的团粒结构,维持了土壤良好的通透性,从而更有利于土壤酶活性的增加。单独的免耕(NT)或秸秆还田
(TS)对土壤酶活性的效应表现为阶段性,二者对过氧化氢酶和蔗糖活性的提高作用主要体现在春小麦生育后
期,而对脲酶和碱性磷酸酶活性的增强作用主要表现在春小麦生育前期,其原因尚有待于进一步研究探讨。
3.2 耕作方式对不同土层深度土壤酶活性的影响
Roldán等[32]的研究指出,免耕措施有利于提高表层土壤酶活性,但对深层土壤酶活性的影响不显著。这与
本研究中土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性在剖面分布趋势一致,即表现为表层0~5cm 免耕处理(NT和
NTS)显著高于传统翻耕 (T),而深层无差异。这主要是因为与免耕相比,常规耕作土壤有机质在各个土层的分
布更为均匀,而免耕土壤有机质主要集中在土壤表层[33]。另外,植物根系和微生物对土壤酶的活性也有一定的
影响,Holand[34]研究指出,土壤中分布的微生物群落和植物根密度在表层土壤免耕高于常规耕作,而在土壤深
层常规耕作高于免耕。本研究中土壤脲酶和蔗糖酶活性在整个耕层0~30cm均表现为NTS显著高于T,这与
以往的研究有所不同,可能是土壤水热环境不同造成的。
免耕处理(NT和NTS)土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性随着土层加深均呈下降趋势,这主
要是因为耕作方式引起的土壤有机质的分层分布对土壤微生物的生长和繁殖产生影响,进而影响到土壤酶的活
性[35]。翻耕处理中T土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性以及TS土壤脲酶和碱性磷酸酶活性随
土层加深,呈先增后减趋势,这与土壤中功能菌群的活性变化以及植物根系的分布有关[31];TS土壤过氧化氢酶
和蔗糖酶活性随土层加深呈递减趋势,这与秸秆在土壤剖面的分布有关。
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001 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.6
犜犲犿狆狅狉犪犾犪狀犱狊狆犪狋犻犪犾犱犻狊狆犪狉犻狋犻犲狊狅犳狊狅犻犾犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊犱狌狉犻狀犵狋犺犲狊狆狉犻狀犵狑犺犲犪狋
犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狊狔狊狋犲犿狊
LUOZhuzhu1,2,HUANGGaobao2,CAILiqun1,2,ZHANGRenzhi2,LILingling2,XIEJunhong2
(1.ResourcesandEnvironmentFacultyofGansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.GansuKeyLaboratoryofAridlandCropScience,Lanzhou730070,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:BasedonfieldexperimentsconductedinDingxionthewesternLoessPlateau,theeffectsoffour
treatments:conventionaltilage(T),conventionaltilagewithstubbleretention(TS),notilagewithnostub
bleretention(NT),notilagewithstubbleretention(NTS)ontemporalandspatialdisparitiesofsoilenzyme
activitiesduringthespringwheatgrowingseasonwerestudied.Soilcatalase,urease,alkalinephosphataseand
invertaseactivitiesunderNTSweresignificantlyhigherthanthoseunderT,being24.02%,8.74%,20.51%
and31.45%respectivelyat0-30cmdepthduringspringwheatgrowingseasons,whiletheeffectsofNTand
TSonsoilenzymeactivitieswereseasonal.Therewasadecreasingtrendofsoilenzymeactivitieswithincreas
ingsoildepthunderNTandNTStreatments.Soilcatalase,urease,alkalinephosphataseandinvertaseactivi
tiesunderTtreatmentandsoilureaseandalkalinephosphataseactivitiesunderTStreatmentincreasedthende
creasedwithincreasingsoildepth,whilesoilcatalaseandinvertaseactivitiesunderTStreatmentdecreased.A
nalysisofvarianceindicatedthatthegreatesteffectsofthegrowingseasonswereonsoilureaseactivity,andof
tilageandcoveronsoilinvertaseactivity,whilesoilcatalaseactivityhadthemosteffectontheinteractionsof
variousfactors.
犓犲狔狑狅狉犱狊:springwheat;notilage;stubbleretention;soilenzymeactivity
101第21卷第6期 草业学报2012年