全 文 ：第 4 期
收稿日期：2009－10－15
基金项目：武汉市教育局资助项目（2007K019，2008K081）
作者简介：李素霞（1976－），女，新疆玛纳斯人，讲师，硕士，从事植物营养与农产品安全研究，（电话）13476214431（电子信箱）zyclsx1122＠126．com；
通讯作者，胡承孝，教授，博士生导师，从事植物营养与农产品安全研究，（电子信箱）hucx＠mail．hzau．edu．cn。
第 49 卷第 4期
2010 年 4月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 49 No.4
Apr．，2010
土壤酶活性是反映土壤肥力的有效生物指标，
可反映土壤养分转化能力的强弱，是探讨土壤污染
生态效应的有效指标之一［1］。 前苏联学者提出蔗糖
酶活性可作为土壤重金属污染的评价指标 ［2］，脲酶
活性可作为土壤重金属污染的预测指标 ［3］，磷酸酶
活性可用作褐色森林生草土壤重金属污染的评价
指标 ［4］，也有一些专家学者不同程度地研究了重金
属对土壤酶活性的影响和重金属复合污染对土壤
酶活性的影响 ［5，6］，同时，有人就化学肥料氮的施用
量对土壤酶活性的影响进行研究［1］。 从中国目前调
查的农田镉的含量来看，全镉含量一般在 0．01～1．34
mg ／ kg ［7］，刘用场 ［8］提出菜园地的全镉的临界值在
0．8～1．0 mg ／ kg。 本试验结合目前施肥情况及可能达
到的镉污染指标设计在镉污染低浓度下与氮复合
处理对土壤酶活性的影响，而且，为了更贴近生产，
本试验是在收获苋菜后来分析氮镉交互作用对苋
菜土壤酶活性的影响，以期能对蔬菜农产品的安全
和施肥治理提供参考依据。
1 材料与方法
1．1 材料
供试蔬菜为红苋菜（阳逻五湖，散种）；供试土
氮镉交互作用对苋菜土壤酶活性的影响
李素霞 1，2，谢朝阳 1，胡承孝 2，龚 丽 1，杨 苗1，晏文峰 1，李梦维 1
（1．武汉生物工程学院化学与环境工程系，武汉 430415；2．华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070）
摘要：通过盆栽试验，研究了氮镉交互作用对苋菜土壤酶活性的影响。 结果表明，在试验范围内，在不施
氮的情况下，一定浓度的镉污染促进了蔗糖酶和蛋白酶活性，而抑制了脲酶活性，酸性磷酸酶的活性在
0～1．0 mg ／ kg 范围内不受镉污染的影响；在不加镉的情况下，蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性分别在 0．2 g/kg
和 0．4 g ／ kg 的氮素水平时达最大，且与其他处理差异显著，脲酶的活性随氮素营养的增加显著降低，而
蛋白酶的活性随氮素营养的增加显著增加；在镉氮交互作用下，对 4 种酶的活性都有显著影响，对蛋白
酶的活性影响最大，其次是脲酶，然后是蔗糖酶，对酸性磷酸酶的活性影响最小。
关键词：苋菜；氮素营养；土壤镉污染；土壤酶活性
中图分类号：X171．5；S154．2 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2010）04－0845-03
Interactive Effects of Nitrogen Application and Cadmium Contamination on Soil
Enzyme Activities of Amaranth
LI Su－xia1，2，XIE Zhao－yang1，HU Cheng－xiao2，GONG Li1，YANG Miao1，YAN Wen－feng1，LI Meng－wei1
（1． Department of Chemistry and Environment Engineering， Wuhan Bioengieering Institute， Wuhan 430415，China；
2． College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）
Abstract：A pot experiment was conducted to study interactive effects of nitrogen application and cadmium contamination on
soil enzyme activities． The results showed low level cadmium pollution could promotion the acticity of the Sucrase and Pro-
tease and inhibit Urease activity． In no case of cadmium， activity of Sucrase and Acid Phosphatase were the largest in the
0．2 g/kg and 0．4 g/kg Nitrogen levels． And there had significant differences with other treatments． Urease activity reduced sig-
nificantly with the increase of nitrogen nutrition． Protease activity increased significantly with the increase of nitrogen nutri-
tion． In the interaction effects of nitrogen and cadmium， four kinds soil enzymes activity had a significant effect．
Key words： amaranth； nitrogen nutrition； soil cadmium； soil enzyme activity
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2010.04.007
湖 北 农 业 科 学 2010 年
壤为潮土，采自武汉生物工程学院植物园。 基本理
化性状为 pH 值（H2O）8．38，有机质 17．00 g ／ kg，碱解
氮 45．90 mg ／ kg， 速效磷 53．5 mg ／ kg， 有效态镉
（DTPA浸提）0．05 mg ／ kg，粘粒 55％。
1．2 方法
1．2．1 试验设计 试验采取盆栽方式， 每盆装土 5
kg，设 4 个水平镉处理 （0、0．5、1．0、1．5 mg ／ kg）和 4
个水平氮处理（0、0．2、0．4、0．6 g ／ kg），二因素完全正
交，每个处理 3 个重复，共 48 盆，每盆种植 6～8 棵
苋菜， 施入底肥为 P2O5 0．2 g ／ kg、K2O 0．3 g ／ kg，土
壤于 2009 年 3 月 26 日处理， 平衡 1 周后于 2009
年 4月 1日播种，5月 27日收获，全生育期 57 d。
1．2．2 测定方法 土壤蔗糖酶活性测定采用3，5－
二硝基水杨酸比色法，脲酶活性的测定采用苯酚钠
比色法，酸性磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色
法，蛋白酶活性的测定采用茚三酮比色法［9］。
1．2．3 数据处理 数据基本处理采用 Excel， 统计
分析采用 DPS 3．01专业版。
2 结果与分析
2．1 氮镉交互作用对苋菜收获后土壤蔗糖酶活性
的影响
由图 1 可知，不施氮时，随着镉污染水平的增
加土壤蔗糖酶的活性先显著增加然后显著降低，到
镉污染水平达 1．0 mg ／ kg 达最大， 这说明一定浓度
的镉对蔗糖酶活性有促进作用，高浓度镉有抑制作
用，这与刘云国等［10］的研究结果一致。 另外，不施镉
时，0．2 g ／ kg 的氮水平的蔗糖酶活性达最大，差异显
著，这说明，适量的氮素营养能提高蔗糖酶活性，且
达最大；在镉污染水平 0．5 mg/kg 时氮水平 0．6 g/kg
蔗糖酶活性达最大，且差异显著，这说明与镉的交
互效应有关；在镉水平 1．0 mg/kg 时，0．2 g/kg 和 0．4
g ／ kg 氮水平显著增加蔗糖酶的活性； 当镉污染达
1．5 mg ／ kg时，蔗糖酶的活性比镉水平 1.0 mg ／ kg 显
著降低。 总之，镉污染以及氮镉交互作用都显著改
变蔗糖酶的活性。
2．2 氮镉交互作用对苋菜收获后土壤脲酶活性的
影响
由图 2 可知，不施氮时，土壤脲酶的活性随镉
污染水平的增加先显著降低然后显著增加。 不施镉
时， 其活性随氮水平的增加显著低于不施氮水平。
在氮镉交互作用下，趋势比较复杂，当氮素营养达
0．4 g ／ kg 时， 脲酶活性在相同镉污染水平下都达最
大，在 0．4 g ／ kg 氮素营养下，随镉污染水平的增加，
脲酶活性先显著降低而后显著增加。 总体来看，镉
污染水平达 1．0 mg ／ kg时，脲酶活性最低。
2．3 氮镉交互作用对苋菜收获后土壤蛋白酶活性
的影响
由图 3 可知，不施氮时，随镉污染水平的增加，
土壤蛋白酶活性呈现先显著增加后显著降低的趋
势，且在镉污染水平 1．0 mg ／ kg时达到最大。不施镉
时， 土壤蛋白酶的活性随氮素营养的增加显著增
加。 在氮镉交互的作用下，随镉污染水平的增加，蛋
白酶的活性先显著降低后显著增加，在镉污染水平
1．0 mg ／ kg 时最低，与其他处理差异显著，在同一镉
污染水平下，氮素营养在 0．4 g ／ kg 时蛋白酶活性比
其他两个水平都高。
2．4 氮镉交互作用对苋菜收获后土壤酸性磷酸酶
活性的影响
由图 4 可知，不施氮时，随镉污染水平的增加
酸性磷酸酶活性只在高污染水平 1．5 mg ／ kg 下显著
降低，在前 3 个镉污染处理下差异不显著。 不加镉
600
500
400
300
200
100
0
苋
菜
土
壤
蔗
糖
酶
活
性
m
g（
葡
萄
糖
） /
kg
0 0.5 1.0 1.5
镉的污染水平//mg/kg
图 1 氮镉交互作用对苋菜土壤蔗糖酶活性的影响
不施氮
0.2 g/kg
0.4 g/kg
0.6 g/kg
图 2 氮镉交互作用对苋菜土壤脲酶活性的影响
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
苋
菜
土
壤
脲
酶
活
性
m
g（
NH
3-
N
） /
g
0 0.5 1.0 1.5
镉的污染水平//mg/kg
不施氮
0.2 g/kg
0.4 g/kg
0.6 g/kg
100
80
60
40
20
0苋
菜
土
壤
蛋
白
酶
活
性
m
g（
氮
基
酸
） /
g
0 0.5 1.0 1.5
镉的污染水平//mg/kg
不施氮
0.2 g/kg
0.4 g/kg
0.6 g/kg
图 3 氮镉交互作用对苋菜土壤蛋白酶活性的影响
846
第 4 期
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 836页）
期经济产量的形成打下基础。另外，从NK、NP及 N
3个处理的分析结果还可看出， 在施用氮肥的基础
上， 配施钾肥也可在一定程度上提高续随子产量，
但配施磷肥对提高产量影响不大。 因此，在续随子
生产中要结合不同地区的土壤特性，重视氮肥的施
用，尤其是生育前期，以利促进根系、茎叶等营养器
官的形态建成与发育，在此基础上，进行磷、钾肥的
配合施用，为后期经济产量的形成打下基础。
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2.0
1.5
1.0
0.5
0苋
菜
土
壤
酸
性
磷
酸
酶
活
性
m
g（
酚
） /
g
0 0.5 1.0 1.5
镉的污染水平//mg/kg
不施氮
0.2 g/kg
0.4 g/kg
0.6 g/kg
图 4 氮镉互作对苋菜土壤酸性磷酸酶活性的影响
时， 氮素营养在 0．4 g ／ kg 时酸性磷酸酶活性最大。
在氮镉交互作用下，在同一镉污染水平下，随氮素
营养水平的增加土壤酸性磷酸酶活性呈降低的趋
势，在不同镉污染处理条件下，氮素营养均在 0．2 g/kg
时土壤酸性磷酸酶活性最大。
3 小结
1）在不施氮的情况下，随镉污染水平的增加蔗
糖酶和蛋白酶活性呈先显著增加后显著降低的趋
势， 脲酶活性呈先显著降低后显著增加的趋势，酸
性磷酸酶的活性在镉水平 0～1．0 mg ／ kg 范围内基本
不受镉污染的影响， 当镉污染水平达 1．5 mg ／ kg 才
显著下降，受到镉污染的抑制作用。
2）在不加镉的情况下，蔗糖酶和酸性磷酸酶
的活性分别在氮水平 0．2 和 0．4 g ／ kg 时达最大，且
与其他处理差异显著，脲酶的活性随氮素营养的增
加显著低于不施氮水平，而蛋白酶的活性随氮素营
养的增加显著增加。
3） 在镉氮交互作用下，4 种酶的活性都显著改
变，但对蛋白酶的活性影响最大，其次是脲酶，然后
是蔗糖酶，对酸性磷酸酶的活性影响最小。
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李素霞等：氮镉交互作用对苋菜土壤酶活性的影响 847