不同耕作措施对土壤酶活性的影响

1、第38卷第3期2007年6月土壤通报Chinese Journal of Soil Sc ienceV o.l38,No.3J un.,2007不同耕作措施对土壤酶活性的影响李春霞1,2,陈阜1*,王俊忠3,李友军2(1.中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094;2.河南科技大学农学院,河南洛阳471003;3.河南农技总站,河南郑州453002摘要:对华北平原不同耕作措施对土壤酶活性的影响进行了研究,结果表明:随着土层的增加,除秸秆深耕还田外其他三个处理下磷酸酶、转化酶活性均显著降低,而过氧化氢酶活性则呈升高趋势。其中秸秆免耕还田下过氧化氢酶、磷酸酶、转化酶活性均显著高于其他三个处理

2、,秸秆旋耕还田下过氧化氢酶和磷酸酶活性次之,而秸秆深耕还田下转化酶活性则显著高于秸秆旋耕还田,深耕秸秆不还田处理下各种酶活性均处于最低。关键词:耕作措施;土壤酶;活性中图分类号:S154.2文献标识码:A文章编号:0564-3945(200703-0601-03土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量转化中起着非常重要的作用,它催化土壤中的一切生物化学反应,其活性大小是土壤肥力的重要标志1。不同的栽培制度和管理措施等都会影响土壤酶的空间变异和生物活性的变化24。关于土壤酶活性与肥力等的关系已有不少报道57,但对土壤酶活性耕层变化研究的不多5,尤其是对粮食主产区的高产田土壤酶活性在耕层变化情况研究更

3、少。本文研究了小麦生育关键期返青拔节期不同耕作措施下耕层土壤酶活性的变化情况,对进一步研究适宜耕作技术模式以及不同耕作措施对土壤肥力、土壤物理性状及产量性状等的影响,有重要的理论和实践意义。1材料与方法1.1试验设计试验地设在河南省修武县大梁庄村,种植制度为冬小麦夏玉米一年两熟制。试验区机械化秸秆还田已实行4年,土壤类型为壤土。共设四个处理(每个处理0.3h m2:(1深耕秸秆不还田(对照。玉米人工收获后,将秸秆运出,用双犁深翻后,耙平、打畦。用河北生产的/农哈哈0播种机等行距播种小麦。(2秸秆深耕还田。用德州产的秸秆还田机,把玉米秸秆切碎二遍后,用双犁深翻后耙地、打畦、播种。(3秸秆旋耕还田

4、。用德州产秸秆还田机把玉米秸秆切碎两遍后,用旋耕耙旋耕二次,用河北产/农哈哈0小麦播种机等行播种。(4秸秆免耕还田。用河南许昌生产/豪丰0小麦免耕播种机同时完成玉米秸秆还田切碎还田、播种、施肥、镇压等程序。小麦品种为温麦新系(半冬性,播期为2004年10月10日。每h m2施入济源生产的丰田牌复合肥(NP2O5K2O:18166750kg,在整地前撒施。整个试验实行统一管理模式,2004年12月8日定苗,172.5万/hm2基本苗。2005年3月294月1日浇水一次,结合浇水,每h m2追施尿素150kg;分别在4月30日5月2日和5月1417日防治病虫2次;6月7日用/佳木斯0小麦联合收割机

5、收获。1.2土样的采集和测定在小麦返青拔节期分三个层次010c m,10 20c m,2040c m取样。每个处理随机取五个点,剔除石块、植物残根等杂物,混合装袋带回实验室,样品经风干后研磨,过1mm筛待测。过氧化氢酶用高锰酸钾滴定法;转化酶用硫代硫酸钠滴定法;磷酸酶用苯磷酸二钠比色法。过氧化氢酶以每g土消耗0.02mol L-1高锰酸钾的m l数表示,磷酸酶的活性以2h后100g土壤中P2O5的mg数表示。转化酶活性以24h后每g土消耗0.05mol L-1硫代硫酸钠m l数表示8,9。2结果与分析2.1不同耕作措施对过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶能促进H2O2分解生成分子氧和水,防止H2O

6、2在土壤中积累,而对生物体产生毒害作用1012。不同耕作措施处理的过氧化氢酶活性存在显著差异。由表1可以看出,秸秆还田+免耕显著高于其他处理,秸秆还田+旋耕明显高于秸秆还田+深收稿日期:2006-04-10基金项目:国家科技重大专项资助项目(2004B A520A14耕和秸秆不还田+深耕,秸秆还田+深耕稍低于秸秆不还田+深耕,但二者差异不显著。相同处理不同土壤层次酶活性也存在差异。随耕层的加深,过氧化氢酶活性呈增强趋势,2040c m显著高于1020c m和010c m,1020c m和010c m差异不显著。但秸秆还田+深耕随耕层加深,过氧化氢酶活性呈降低趋势,这与过氧化氢酶的变化总趋势及以

7、前相关的报道不一致,可能是秸秆被翻入土壤深层的缘故。表1不同耕作措施对过氧化氢酶活性的影响处理010cm1020c m2040cm LS R0.05注:C K深耕秸秆不还田,HP秸秆深耕还田,HR秸秆旋耕还田,HN秸秆免耕还田。下表同2.2不同耕作措施对磷酸酶活性的影响土壤中的磷大部分是以有机磷化合物的形式存在,磷酸酶能酶促磷酸单脂和磷酸二脂水解12。不同耕作措施处理的磷酸酶活性存在显著差异。从表2可以看出,秸秆还田+免耕>秸秆还田+旋耕>秸秆还田+深耕>秸秆不还田+深耕,说明秸秆还田+免耕显著提高土壤磷酸酶活性,活化土壤中的磷,促进了土壤中磷的有效化11;秸秆还田+旋耕在表

8、层显著高于秸秆还田+深耕,但在1040c m土层秸秆还田+深耕磷酸酶活性均高于秸秆还田+旋耕,这可能与深翻把表层熟化的土壤翻到底层有关。相同处理不同土壤层次磷酸酶活性也存在差异。随着耕层的逐渐加深,磷酸酶的活性显著降低。秸秆不还田+深耕呈先降后升,秸秆还田+深耕是先升后降,总趋势是酶活性降低。说明秸秆还田对磷酸酶的活性有影响。表2不同耕作措施对磷酸酶活性的影响处理010cm1020c m2040cm LS R0.052.3不同耕作措施对转化酶活性的影响不同耕作措施处理的转化酶活性存在显著差异。秸秆还田+免耕显著高于其他处理,秸秆还田+深耕明显高于秸秆还田+旋耕和秸秆不还田+深耕,秸秆还田+旋耕

9、稍高于秸秆不还田+深耕,但差异不显著。从表3可以看出,秸秆还田各处理转化酶活性均高于秸秆不还田对照,说明秸秆还田有利于提高转化酶活性13。相同处理不同土壤层次转化酶活性也存在差异。随耕层加深,转化酶活性显著降低。秸秆还田+深耕出现深层酶活性增加,可能是由于秸秆还田后又深耕把秸秆翻到土壤深层,使深层有机碳含量增加,从而增强了酶活性13。表3不同耕作措施对转化酶活性的影响处理010cm1020c m2040cm LS R0.053结论(1不同保护性耕作措施对土壤酶活性的影响有差异。秸秆还田+免耕处理中三种酶活性均显著高于其他处理,这与高明等研究结果一致1114;秸秆还田+旋耕中过氧化氢酶和磷酸酶活

10、性明显高于秸秆还田+深耕和秸秆不还田+深耕,秸秆还田+深耕的转化酶活性显著高于秸秆还田+旋耕和秸秆不还田+深耕,秸秆不还田+深耕处理的各种酶活性均处于最低,说明采取的几种耕作措施都较常规耕作(秸秆不还田+深耕使酶活性提高。(2不同土层的土壤酶活性。随耕层的由浅到深,磷酸酶、转化酶活性显著降低;过氧化氢酶活性呈增强趋势,在深层酶活性极显著高于表层和亚表层,表层和亚表层过氧化氢酶活性差异不显著。这与有关报道酶活性一般出现表层富集效应不一致5,14,可能与耕作方式及采用的配套措施不同有关。秸秆还田+深耕处理的酶活性总有一些反常的现象,有待进一步的研究。参考文献:1周礼恺.土壤酶活性的总体在评价土壤肥

11、力水平中作用J.土壤学报,1983,20(4:413-417.2曹慧,杨洁,孙波,等.太湖流域丘陵地区土壤养分的空间变异J.土壤,2002,34(4:201-205.3贺明蔡,冷寿慈.桃粮间作对土壤养分状况及土壤生物活性的影响J.土壤通报,1994,25(4:188-189.4DORAN J W.Defi n i ng soil quali ty for a sustai n ab l e environm entG.M ad i son,W iscons i n:Soil Soci et y of Am eri ca SpecialPub licati on,1994,35:32234.5高

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13、9(4:65-69.11孙瑞莲,赵秉强,朱鲁生,等.长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用J.植物营养与肥料学报,2003,9(4:406-410.12彭正萍,门明新,薛世川,等.腐植酸复合肥对土壤养分转化和土壤酶活性的影响J.河北农业大学学报,2005,28(4:1- 4.13滕险峰,魏自民,李成,等.秸秆培肥对风沙土微生物量及土壤酶活性的影响J.黑龙江农业科学,2003,(3:13-14.14姜勇,梁文举,闻大中.免耕对农田土壤生物学特性的影响J.土壤通报.2004,35(3:347-351.E ffect of D ifferen t T illage Practices on Soil Enzy m e Acti vityLI Chun-xia12,C HEN Fu1*,WANG Jun-z hong3,LI Y ou-jun2(1.Colle ge of Ag ronomy and Biote chnolo gy;Ch i na Agricult ura l Un i ve rsit y;