全 文 ：施肥对喀斯特地区植草土壤碳库管理
指数及酶活性的影响
邓少虹１，林明月１，李伏生１，苏以荣２，３，刘坤平２，３
（１．广西大学农学院，广西 南宁５３０００５；２．中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室，
湖南 长沙４１０１２５；３．中国科学院环江喀斯特农业生态试验站，广西 环江５４７１００）
摘要：为了解施肥对喀斯特地区土壤有机碳积累及平衡的影响，通过田间试验，研究不同施肥处理对植草土壤活性
有机碳含量、碳库管理指数及土壤酶活性（淀粉酶、蔗糖酶和脲酶）的影响。结果表明，施肥对植草土壤活性有机碳
和碳库管理指数的影响显著，但是对３种土壤酶活性的影响不一致。与不施肥相比，施肥提高土壤活性有机碳和
碳库管理指数，以Ｎ２ＰＫ处理提高土壤活性有机碳含量最为明显，提高幅度达到６９５．６％；低Ｎ（Ｎ１）处理提高土壤
淀粉酶活性８．６５％～１３．８０％，而高Ｎ（Ｎ２）处理提高土壤淀粉酶则不明显，且 Ｎ２Ｐ处理降低１７．９４％；各施肥处理
土壤蔗糖酶活性降低２．５５％～２６．９７％；单施氮肥和Ｎ２Ｐ处理提高土壤脲酶活性８７．６７％～１６９．０３％，而Ｎ１Ｐ处理
降低土壤脲酶活性。研究结果可为喀斯特地区牧草科学施肥及农田固碳减排提供理论依据。
关键词：喀斯特；施肥；活性有机碳；碳库管理指数；土壤酶
中图分类号：Ｓ８１２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１４）０４０２６２０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０４３２
活性有机碳是占土壤有机碳比例较小而周转速率较快的部分，是有机碳的重要组成部分。这部分有机碳是
土壤有机碳中对环境变化最敏感，可以指示土壤有机质的早期变化，但并不能为土壤所真正固定［１］。Ｌｅｆｒｏｙ
等［２］将能够被０．３３３ｍｏｌ／ＬＫＭｎＯ４ 氧化的有机碳称为活性有机碳，并首次提出碳库管理指数（ＣＰＭＩ）的概念，
用以表征土壤管理措施引起土壤有机碳变化。ＣＰＭＩ因结合了土壤碳库指标和土壤碳库活度指标，既反映外界
管理措施对土壤有机碳总量的影响，也反映了土壤有机碳组分的变化情况。土壤酶作为土壤组分中最活跃的有
机成分之一，不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度，而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的
一个重要生物指标［３］。目前有关不同农艺措施下水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）、玉米（犣犲犪犿犪狔狊）、小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻
狏狌犿）、大豆（犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓）等作物产量、土壤酶活性及碳库管理指数变化方面的研究较多，但关于不同施肥条件
对喀斯特地区牧草种植地土壤酶活性和活性有机碳的影响报道较少［４９］。
喀斯特地区土壤土层浅薄，生态环境脆弱，土壤有机碳易受土地利用变化、耕作、施肥等活动的影响［１０１１］。前
人研究表明，不同植被类型之间光合产物的分配模式相差较大，草原植被光合作用所同化的有机产物中的９２％
以上分布在地下，而森林植被光合产物分配到地下部分的比例较低，在相同气候条件下，草地土壤有机碳约为森
林土壤有机碳的２倍［１２］。正是基于此，提出了在喀斯特峰丛洼地发展“替代性草食畜牧业”这一既可增加农民收
入、又有利于土壤有机碳积累的模式。据调查，在桂西北喀斯特地区发展牧草种植过程中，农民多注重施用氮肥，
轻磷钾肥，导致牧草生态系统难以维持土壤养分及有机碳平衡。为了解施肥对土壤有机碳积累及平衡的影响，本
文以牧草种植地为研究对象，比较不同施肥条件下土壤活性有机碳含量、碳库管理指数和土壤酶活性的变化，以
期为喀斯特地区牧草科学施肥及农田固碳减排提供理论依据。
２６２－２６８
２０１４年８月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２３卷 第４期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４
收稿日期：２０１３０８２２；改回日期：２０１３１２０２
基金项目：国家科技支撑计划项目课题（２０１２ＢＡＤ０５Ｂ０３）和中国科学院战略性先导科技专项子课题（ＸＤＡ０５０７０４０３）资助。
作者简介：邓少虹（１９８９），女，广西贵港人，硕士。Ｅｍａｉｌ：５２５７３７６７７＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈｅｎｚ＠ｇｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ；ｌｐｆｕ６＠１６３．ｃｏｍ
１ 材料与方法
１．１ 试验设计
试验于２０１１年３－１０月在广西环江县扶贫办养牛场进行。试验土壤为红色石灰土，其ｐＨ为４．６５，有机质
２８．８７ｇ／ｋｇ，全氮１．１５ｇ／ｋｇ，全磷０．２９ｇ／ｋｇ，全钾５．４５ｇ／ｋｇ，碱解氮９６．７８ｍｇ／ｋｇ，有效磷（Ｏｌｓｅｎ法）２１．８
ｍｇ／ｋｇ，速效钾３５．９ｍｇ／ｋｇ。
供试牧草品种为桂牧一号（犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿狆狌狉狆狌狉犲狌犿ｃｖ．ＧｕｉｍｕＮｏ．１），属多年生禾本科牧草，它是由杂交狼
尾草［美国狼尾草（犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿犪犿犲狉犻犮犪狀狌犿）×象草（犘．狆狌狉狆狌狉犲狌犿）］和矮象草（犘．狆狌狉狆狌狉犲狌犿）进行杂交育成
的高产优质的饲草。针对当地施肥状况，设计了７个处理，包括ＣＫ（不施肥）、Ｎ１（Ｎ：３９０ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ２（Ｎ：５７２
ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ１Ｐ（Ｐ２Ｏ５：２４０ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ２Ｐ、Ｎ１ＰＫ（Ｋ２Ｏ：３６０ｋｇ／ｈｍ２）和Ｎ２ＰＫ，每个处理重复３次，共２１个小区。
小区面积为１８ｍ２（３ｍ×６ｍ），随机区组排列。供试肥料为硝酸铵钙（含Ｎ２６％）、钙镁磷肥（含Ｐ２Ｏ５１６％），氯
化钾（含 Ｋ２Ｏ６０％）。磷肥全部作基肥，氮肥４０％作基肥，６０％于第１次和第２次牧草刈割采样后分别追施
３０％，钾肥３３％作基肥、６７％于第１次和第２次牧草刈割后分别追施３４％和３３％。田间管理同一般大田生产。
１．２ 土壤采样与分析
２０１１年３月施基肥，分别于２０１１年６月９日、７月２８日和９月２８日进行３次刈割，每个小区均收获全部牧
草地上部。３次刈割后，采集０～２０ｃｍ土层土样，每个小区采集５个样点，混匀，将采集的新鲜土样分成两份。
一份风干磨碎过筛，测定总有机碳和活性有机碳含量。另一份立即处理或保存于４℃冰箱中，测定前除去土样中
可见植物残体及土壤动物，过２ｍｍ孔径筛，混匀，调节土壤湿度至饱和持水量的４０％左右，用于测定土壤酶活
性。淀粉酶活性的测定采用３，５二硝基水杨酸比色法，活性单位为：ｍｇ麦芽糖／（ｇ·２４ｈ），用Ｕ１ 表示［１３］。蔗糖
酶活性的测定采用３，５二硝基水杨酸比色法，活性单位为：ｍｇ葡萄糖／（ｇ·２４ｈ），用Ｕ２ 表示［１３］。脲酶活性的测
定采用苯酚－次氯酸钠比色法，活性单位为：ｍｇＮＨ４＋Ｎ／ｇ，用Ｕ３ 表示［１４］。
土壤有机碳（ＳＯＣ）用重铬酸钾容量法－外加热法测定。
活性有机碳（ＬＯＣ）采用ＫＭｎＯ４（３３３ｍｍｏｌ／Ｌ）氧化法测定［１５］。为考虑施肥对土壤有机碳的影响，本试验将
不施肥处理土壤作为参照土壤。碳库指数及碳库管理指数等相关指标参照徐明岗等［１６］的方法计算，计算公式如
下：
稳态碳（ＵＡＯＣ）＝有机碳－活性碳
碳库指数（ＣＰＩ）＝土壤有机碳／参考土壤有机碳
碳库活度（Ａ）＝活性有机碳／稳态碳
碳库活度指数（ＡＩ）＝碳库活度／参考碳库活度
碳库管理指数（ＣＰＭＩ）＝碳库指数×碳库活度指数×１００
１．３ 数据处理
采用Ｅｘｃｅｌ２００３和ＳＰＳＳ１６．０进行统计分析，采用Ｄｕｎｃａｎ法进行多重比较。
２ 结果与分析
２．１ 施肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响
表１结果表明，与不施肥（ＣＫ）相比，单施氮（Ｎ）肥可提高土壤有机碳（ＳＯＣ）含量３．８２％～６．７７％，而Ｎ１ 和
Ｎ２ 间ＳＯＣ含量差异不显著。在施氮肥基础上，增施磷（Ｐ）肥反而降低ＳＯＣ含量２．５４％～４．２０％；在施氮磷肥
基础上，增施钾（Ｋ）肥提高ＳＯＣ含量７．２６％～１８．１０％，且Ｎ１ＰＫ和Ｎ２ＰＫ之间的差异显著。上述结果表明，并
不是所有施肥处理均能提高ＳＯＣ含量，而氮、磷、钾肥配合施用则显著提高ＳＯＣ含量。
从表１可见，与ＣＫ相比，施肥处理显著提高土壤活性有机碳（ＬＯＣ）含量，以Ｎ２ＰＫ处理提高最为明显，达到
６９５．６％，而Ｎ１ 和Ｎ２ 处理间ＬＯＣ含量差异不显著；在施氮肥基础上，增施磷肥明显增加土壤ＬＯＣ含量，且Ｎ１Ｐ
和Ｎ２Ｐ处理之间的差异显著；在施Ｎ２Ｐ肥基础上，增施钾肥明显增加土壤ＬＯＣ含量，且Ｎ１ＰＫ和Ｎ２ＰＫ处理间
ＬＯＣ含量的差异显著。碳库指数（ＣＰＩ）变化与ＳＯＣ的基本一致，表现为Ｎ２ＰＫ＞Ｎ１ＰＫ＞Ｎ２＞Ｎ１＞ＣＫ＞Ｎ１Ｐ＞
３６２第２３卷第４期 草业学报２０１４年
Ｎ２Ｐ。碳库活度（Ａ）、碳库活度指数（ＡＩ）以及碳库管理指数（ＣＰＭＩ）的表现与ＬＯＣ有着相似的规律，均表现为
Ｎ２ＰＫ＞Ｎ１Ｐ＞Ｎ１ＰＫ＞Ｎ２Ｐ＞Ｎ２＞Ｎ１＞ＣＫ。Ｎ１、Ｎ２、Ｎ１Ｐ，Ｎ２Ｐ、Ｎ１ＰＫ和Ｎ２ＰＫ的ＣＰＭＩ较ＣＫ分别增加４．４４，
５．０７，７．７４，６．０８，６．３２和１２．７７倍。施肥显著提高ＣＰＭＩ，在施 Ｎ２ 基础上，增施磷肥显著提高土壤ＣＰＭＩ，且
Ｎ１Ｐ和Ｎ２Ｐ处理间ＣＰＭＩ的差异显著；在施Ｎ１Ｐ基础上，增施钾肥提高ＣＰＭＩ，但差异不显著，而施Ｎ２Ｐ基础上，
增施钾肥提高ＣＰＭＩ，且Ｎ１ＰＫ和Ｎ２ＰＫ处理之间的差异显著。可见，施肥能够提高土壤碳库管理指数，增加土
壤活性有机碳含量，从而提高土壤肥力。
表１ 不同施肥处理下土壤有机碳、活性有机碳及碳库管理指数
犜犪犫犾犲１ 犛狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀，犾犪犫犻犾犲狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犮狅狀狋犲狀狋犪狀犱犮犪狉犫狅狀狆狅狅犾犿犪狀犪犵犲犿犲狀狋
犻狀犱犲狓狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ＳＯＣ（ｇ／ｋｇ） ＬＯＣ（ｇ／ｋｇ） ＣＰＩ Ａ ＡＩ ＣＰＭＩ
ＣＫ １５．０６±０．１１ｃｄ ０．８３±０．０６ｅ １．００±０．００ｃｄ ０．０７±０．０１ｅ １．００±０．００ｅ １００．００±０．００ｅ
Ｎ１ １５．６４±０．２７ｂｃ ３．５７±０．０４ｄ １．０７±０．０３ｂｃ ０．３０±０．００ｄ ５．１０±０．０３ｄ ５４４．４８±７．５６ｄ
Ｎ２ １６．０８±０．４８ｂ ３．９２±０．０７ｄ １．０２±０．０６ｂ ０．３５±０．０２ｄ ５．９５±０．４１ｄ ６０６．７１±２６．４０ｄ
Ｎ１Ｐ １４．６８±０．０６ｄ ４．９０±０．０７ｂ ０．９８±０．０１ｃｄ ０．５２±０．０１ｂ ８．９１±０．１６ｂ ８７４．１６±１６．７１ｂ
Ｎ２Ｐ １４．４３±０．１０ｄ ４．３２±０．０６ｃ ０．９７±０．０１ｄ ０．４３±０．０１ｃ ７．３０±０．１３ｃ ７０８．４９±１１．５２ｃ
Ｎ１ＰＫ １６．１６±０．５３ｂ ４．７３±０．１５ｂｃ １．００±０．０６ｂ ０．４３±０．０１ｃ ７．３４±０．１２ｃ ７３２．３９±３１．２８ｂｃ
Ｎ２ＰＫ １７．７９±０．２４ａ ６．５７±０．１８ａ １．１６±０．０３ａ ０．６９±０．０５ａ １１．８８±０．８２ａ １３７６．８４±８７．２３ａ
注：各处理之间不同字母表示差异显著（犘＜０．０５），相同字母表示差异不显著（犘＞０．０５）。ＳＯＣ为有机碳含量，ＬＯＣ为活性有机碳含量，ＣＰＩ为碳
库指数，Ａ为碳库活度，ＡＩ为碳库活度指数，ＣＰＭＩ为碳库管理指数。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５），ａｎｄｔｈｅｓａｍｅｌｅｔｔｅｒｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＞０．０５）．ＳＯＣ，ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ；ＬＯＣ，ｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ；ＣＰＩ，ｃａｒｂｏｎｐｏｏｌｉｎｄｅｘ；Ａ，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｎ；
ＡＩ，ａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｄｅｘ；ＣＰＭＩ，ｃａｒｂｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｄｅｘ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２ 施肥对土壤酶活性的影响
图１ 不同施肥处理下土壤淀粉酶活性
犉犻犵．１ 犜犺犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狊狅犻犾犪犿狔犾犪狊犲狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
不同施肥处理对不同土壤酶活性的影响不一致。
从图１可以看出，与ＣＫ相比，低Ｎ（Ｎ１）条件下土壤淀
粉酶活性显著提高，其中Ｎ１、Ｎ１Ｐ和Ｎ１ＰＫ处理土壤
淀粉酶活性分别提高８．６５％，１０．７０％和１３．８０％；
Ｎ２Ｐ土壤淀粉酶活性显著降低（１７．９４％），而 Ｎ２ 和
Ｎ２ＰＫ处理对土壤淀粉酶活性的影响不明显。
从图２可以看出，与ＣＫ相比，各施肥处理降低土
壤蔗糖酶活性２．５５％～２６．９７％，除 Ｎ２ 处理外，均达
到显著水平。在施 Ｎ２ 基础上，增施磷肥显著降低土
壤蔗糖酶活性，且 Ｎ１Ｐ和 Ｎ２Ｐ之间差异显著；在施
Ｎ２Ｐ基础上，增施Ｋ肥土壤蔗糖酶活性有所提高，但
Ｎ１ＰＫ和Ｎ２ＰＫ之间的差异显著。
由图３可知，与ＣＫ相比，各施肥处理显著提高土
壤脲酶活性（８７．６７％～１６９．０３％），以Ｎ２Ｐ处理提高幅度最大。单施氮肥显著提高脲酶活性，但Ｎ１ 和Ｎ２ 之间的
差异不显著。在低氮（Ｎ１）基础上，增施磷肥显著降低土壤脲酶活性，在高氮（Ｎ２）基础上，增施磷肥显著提高土壤
脲酶活性，且Ｎ１Ｐ和Ｎ２Ｐ之间的差异显著；在施氮磷肥基础上，增施钾肥土壤脲酶活性增加幅度不大，但Ｎ１ＰＫ
和Ｎ２ＰＫ之间的差异显著。
４６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４
图２ 不同施肥处理下土壤蔗糖酶活性
犉犻犵．２ 犜犺犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狊狅犻犾犻狀狏犲狉狋犪狊犲狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
图３ 不同施肥处理下土壤脲酶活性
犉犻犵．３ 犜犺犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狊狅犻犾狌狉犲犪狊犲狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
２．３ 土壤活性有机碳、碳库管理指数与土壤酶相关性
由表２可见，土壤活性有机碳和ＣＰＭＩ与土壤脲酶活性之间呈极显著或显著相关，土壤有机碳与ＬＯＣ和
ＣＰＭＩ之间呈显著相关，但是与各种酶活性间的相关性不明显。ＣＰＭＩ与蔗糖酶和脲酶活性之间呈显著相关。
淀粉酶与蔗糖酶活性之间呈显著相关，此结果与Ｒｏｓｓ［１７］的研究一致。
表２ 土壤活性有机碳、碳库管理指数与酶活性相关性系数（狀＝２１）
犜犪犫犾犲２ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪犿狅狀犵犾犪犫犻犾犲狅狉犵犪狀犻犮犿犪狋狋犲狉，犮犪狉犫狅狀狆狅狅犾犿犪狀犪犵犲犿犲狀狋犻狀犱犲狓犪狀犱犲狀狕狔犿犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狊狅犻犾狊
项目Ｉｎｄｅｘ ＳＯＣ ＬＯＣ ＣＰＭＩ 淀粉酶Ａｍｙｌａｓｅ 蔗糖酶Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ 脲酶Ｕｒｅａｓｅ
ＳＯＣ １ ０．５０１ ０．５１３ －０．０３２ －０．０６３ ０．１１１
ＬＯＣ １ ０．９９０ －０．０６２ －０．５９７ ０．６０１
ＣＰＭＩ １ －０．０７７ －０．６０３ ０．５２０
淀粉酶Ａｍｙｌａｓｅ １ ０．５６３ －０．３８８
蔗糖酶Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ １ －０．５６９
脲酶 Ｕｒｅａｓｅ １
注：表示相关性达显著水平（犘＜０．０５），表示相关性达极显著水平（犘＜０．０１）。
Ｎｏｔｅ：Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌａｂｅｌｅｄｂｙａｎｄｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔ犘＜０．０５ａｎｄ犘＜０．０１，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
３ 讨论
土壤有机碳（ＳＯＣ）主要分布于土壤１ｍ土层深度以内，包括植物、动物及微生物遗体、排泄物、分泌物及其
部分分解产物和土壤腐殖质，是进入土壤的植物残体量以及在土壤微生物作用下分解损失的平衡结果［１８］。单施
有机肥或者有机肥与化肥配施，都是直接向土壤中输入外源有机质，能够显著提高ＳＯＣ含量。本研究中，与不施
肥对照相比，氮磷钾配合施用显著提高土壤有机碳含量；因为氮磷钾肥配合施用有利于土壤速效钾的补充，促进
作物生长，增加作物残茬返还和根系分泌物，即增加有机质的输入，从而提高土壤有机碳含量［１９］；单施氮肥对土
壤有机碳含量没有显著增加作用，胡诚等［２０］的研究有类似结果；ＮＰ处理甚至还会导致土壤有机碳含量下降。这
是因为土壤由石灰岩发育而来，土壤钾含量低，另外由于雨热同期，土壤养分易被淋溶损失，加重了土壤缺钾［２１］，
而钾是作物生长必需的大量元素之一，这就导致了不施钾肥处理牧草生长不佳，无法向土壤输入更多的有机碳。
这表明施肥对ＳＯＣ的影响比较复杂，是作物生长、土壤矿化条件、土壤性质等多种因素综合的效果。本研究表
明，施肥能够提高土壤活性有机碳和碳库管理指数，且以Ｎ２ＰＫ处理提高幅度最大，达１２．７７倍，这与前人研究结
果一致［２２］。说明施肥在提高土壤活性有机碳和碳库管理指数上有着重要作用，其中以高氮配合磷钾效果最佳。
５６２第２３卷第４期 草业学报２０１４年
土壤淀粉酶来自植物根系和微生物，能够将土壤中的淀粉水解成两种还原糖，糊精和麦芽糖，加速有机残体
的分解，是参与自然界碳循环的一种重要的酶。土壤淀粉酶广泛存在于土壤中，其活性大小表征有机碳代谢的快
慢。施蓉等［２３］的研究显示，单施氮磷肥和氮磷钾肥配施根际、非根际土壤淀粉酶活性提高。而本研究中，低氮肥
处理显著提高淀粉酶活性，高氮肥处理对淀粉酶活性促进作用不明显。这可能是因为施入适量氮肥为牧草根系
生长提供养分，根系分泌物增加，加快了微生物的繁殖，而根际微生物通过吸收土壤中的养分，从而有利于土壤淀
粉酶活性的提高［２４］；而加入较多的无机氮改变土壤碳氮比，抑制了土壤微生物的繁殖，不利于土壤淀粉酶活性的
提高，并且磷肥也不利于土壤淀粉酶活性的提高，且高氮条件磷的抑制效果大于低氮条件。
蔗糖酶又称土壤转化酶，是有机质转化过程中重要的水解酶之一，其产物也是土壤微生物的重要能源，对增
加土壤中易溶性营养物质起着重要作用［２５］。蔗糖酶可使不能直接被植物吸收的蔗糖分解成葡萄糖和果糖，活性
大小可以间接的表征土壤中有机碳的转化情况［２６］。蔗糖酶主要来源于根系分泌物，当根系生物量尤其是细根生
物量大幅增加时，会使根系分泌的蔗糖酶增加，土壤酶活性提高［２７］。曾艳等［２８］对桑园土壤酶活性的研究表明，
施用氮肥有利于增加蔗糖酶活性，且其活性增幅随着施氮量的增加而增加。张逸飞等［２９］研究了长期施肥处理对
红壤性水稻土酶活性的影响，结果表明，配合施用氮、磷、钾肥能够增强土壤蔗糖酶活性。本研究ＮＰＫ处理土壤
蔗糖酶下降，而不施肥处理土壤蔗糖酶活性较高，这与上述研究结果不同，原因不清楚，有待进一步研究。
脲酶是专一性的尿素水解酶，能催化土壤中的尿素分解形成氨、水和二氧化碳，提高氮肥利用率并促进土壤
氮素循环，其活性可表示土壤氮素供应状况［３０］。裴海昆［３１］对天然草地的研究表明，施氮肥后土壤脲酶活性受到
抑制，并且在施氮肥３７．５ｇ／ｍ２ 时，抑制性最强，较低浓度的氮、磷肥混施，促进脲酶活性，较高浓度的氮、磷肥混
施，抑制脲酶活性。魏猛等［３２］研究也表明，与不施肥相比，施用氮、磷肥抑制土壤脲酶活性，且高量氮、磷处理的
抑制效应大于低量氮、磷处理。本研究结果与前人不同，施用氮肥显著提高脲酶活性，尤其是单施氮肥。在低氮
基础上增施磷肥或者磷钾肥降低土壤脲酶活性，而在高氮基础上增施磷肥提高脲酶活性，但是增施磷钾肥则降低
脲酶活性，这方面的原因不太清楚，有待进一步研究。
４ 结论
氮磷钾肥配合施用能够提高牧草种植土壤有机碳含量，而氮磷肥配施会导致牧草种植土壤有机碳的损失。
各施肥处理均可以提高土壤活性有机碳和碳库管理指数，以氮磷钾肥配施提高土壤活性有机碳的作用更为显著。
不同施肥条件下，不同土壤酶活性表现并不一致。施肥降低土壤蔗糖酶活性，单施氮肥和高氮磷肥配施提高
土壤脲酶活性，而低氮磷肥配施降低脲酶活性。
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７６２第２３卷第４期 草业学报２０１４年
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ＤＥＮＧＳｈａｏｈｏｎｇ１，ＬＩＮＭｉｎｇｙｕｅ１，ＬＩＦｕｓｈｅｎｇ１，ＳＵＹｉｒｏｎｇ２，３，ＬＩＵＫｕｎｐｉｎｇ２，３
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００５，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆ
Ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ
４１０１２５，Ｃｈｉｎａ；３．ＨｕａｎｊｉａｎｇＳｔａｔｉｏｎｏｆＫａｒｓｔＥｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅ
ＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｕａｎｊｉａｎｇ５４７１００，Ｃｈｉｎａ）
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Ｋａｒｓｔｒｅｇｉｏｎ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｃａｒｂｏｎｍａｎ
ａｇｅｍｅｎｔｉｎｄｅｘａｎｄｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ（ａｍｙｌａｓｅ，ｉｎｖｅｒｔａｓｅａｎｄｕｒｅａｓｅ）ｉｎｐａｓｔｕｒｅｇｒｏｗｎｓｏｉｌｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎ
ａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｃａｒｂｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎ
ｄｅｘ，ｂｕｔａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｔｈｒｅｅｅｎｚｙｍｅｓｉｎｔｈｅｓｏｉｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｌａｂｉｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｃａｒｂｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｄｅｘｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｎｄｅｒｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｓｏｉｌｌａｂｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄ（６９５．６％）ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅＮ２ＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｓｏｉｌａｍｙｌａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ
８．６５％－１３．８０％ｕｎｄｅｒｌｏｗＮｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｂｕｔｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｄｅｒｈｉｇｈＮｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｙｗｅｒｅｒｅ
ｄｕｃｅｄｂｙ１７．９４％ｕｎｄｅｒｔｈｅＮ２Ｐｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｓｏｉｌｉｎｖｅｒｔａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ２．５５％－２６．９７％ｕｎｄｅｒ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｓｏｉｌｕｒｅａｓｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ８７．６７％－１６９．０３％ ｕｎｄｅｒＮｏｎｌｙａｎｄＮ２Ｐ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｂｕｔｄｅｃｒｅａｓｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＮ１Ｐｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｆｅｒｔｉｌｉ
ｚａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｆａｒｍｌａｎｄｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｈｅＫａｒｓｔｒｅｇｉｏｎ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｋａｒｓｔ；ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ａｃｔｉｖｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ；ｃａｒｂｏｎｐｏｏｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｄｅｘ；ｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅ
８６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．４