沼肥对不同盐渍土壤酶活性的影响

罗新宁 朱友娟 张宏勇

(1 塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)(2 阿克苏职业技术学院， 新疆 阿克苏 843000)(3 中国人民解放军新疆军区麦盖提基地, 新疆 阿克苏 844600)



沼肥对不同盐渍土壤酶活性的影响

罗新宁1朱友娟2张宏勇3

(1 塔里木大学植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300)(2 阿克苏职业技术学院， 新疆 阿克苏 843000)(3 中国人民解放军新疆军区麦盖提基地, 新疆 阿克苏 844600)

为探明沼肥对盐渍土壤酶活性的影响，以轻盐渍土壤S1、中度盐渍土壤S2、重度盐渍土壤S3为研究对象，研究了4种处理(不施肥、沼肥、化肥和沼肥+化肥)对盆栽棉花土壤酶活性的影响，试验结果表明：不同土壤中酶的活性大小为轻盐渍土壤>中度盐渍土壤>重度盐渍土壤；施用沼肥及沼肥+化肥处理的4种土壤酶活性均高于不施肥和施化肥处理，差异达到极显著水平，4种土壤酶活性增加幅度在1. 09倍～2. 17倍之间；不同盐渍化土壤对土壤脲酶活性的影响为：非盐渍化土壤>中度盐渍化土壤>重度盐渍化土壤。在南疆阿克苏地区进行棉花种植，盐渍化程度低的土壤中施用沼肥比盐渍化程度高的土壤中施用沼肥更能有效提高土壤酶活性。

沼肥； 盐渍土； 酶活性； 棉花

土壤酶多数来自微生物分泌。土壤微生物和土壤酶参与了几乎所有的土壤生物化学过程，它们在土壤物质转化、能量代谢、污染物降解及修复等方面起着重要作用[1-2]，提高了养分元素的有效性，为作物生长与产量形成提供了重要的物质保证。酶活性作为土壤生物化学特征的重要组成部分，在评价土壤肥力、环境监测、评价土地利用等方面有广泛的作用，可为土壤健康管理提供科学依据[3-5]。研究不同盐渍化土壤条件下施用不同沼肥对土壤酶活性的影响，分析土壤酶和施用肥料的关系，了解施肥对土壤酶活性的影响，掌握盐渍化水平对土壤酶活性的影响规律具有重要意义。本研究以新疆南疆塔里木绿洲农业土壤-砂壤土为研究对象，用盆栽试验对不同盐分含量的土壤进行了研究，探讨不同沼肥用量对盆栽棉花盐渍化土壤酶活性的影响，为施用沼肥对土壤质量的改善和生产力的提高方面提供科学的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012～2013年在塔里木大学进行，因两年数据趋势一致，选用2012年数据进行分析。供试作物为棉花，品种为中棉49，以同一区域大田中采集土壤。根据前人对盐碱地棉花出苗的难易以及盐分对棉花产量影响的研究报道，把总可溶性盐分含量在1～2. 49 g·kg-1的棉田作为轻度盐渍土;可溶性盐分含量在2. 5～4. 49 g·kg-1的棉田作为中度盐渍土;可溶性盐分含量在4. 5 g·kg-1以上的作为重度盐渍土[6]。在大田中取轻度盐渍土壤S1、中度盐渍土壤S2、重度盐渍土壤S3作为盆栽土壤，采用口径29 cm和高为30 cm的花盆，每桶装土10 kg进行盆栽试验。分别设定以下4个处理：Z1为空白，不施肥；Z2为沼肥4 t·666.7m-2；Z3为施用尿素65 kg·666.7m-2,Z4为沼肥配施尿素(沼肥提供50%氮，尿素提供50%氮)，每个处理重复四次，均施入重过磷酸钙(46%)10 kg·666.7m-2，硫酸钾10 kg·666.7m-2。则花盆相应的肥料量Z2为沼肥0. 396 kg/盆,Z3为施用尿素6. 43 g/盆,Z4为沼肥0. 212 kg+尿素3. 21 g/盆,同时施肥处理各盆施入重过磷酸钙0. 99 g、硫酸钾0. 99 g。

于棉花开花期取土样。拔出盆中每株棉花，用抖根法取根系土壤，混合均匀，各处理随机选取2盆组成混合土样，所取土样去除杂物、细根，自然风干、碾碎，过2 mm筛[6-7]，测定土壤酶活性。沼肥养分含量为：有机质406. 0 g·kg-1，全氮15. 2 g·kg-1，全磷11. 6 g·kg-1，全钾5. 4 g·kg-1。

表1 盆栽土壤理化性质

1.2 测定项目和方法

1.3 数据处理分析

试验数据采用Microsoft Excel 2016进行处理，用DPS11.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 沼肥对不同盐渍土土壤脲酶活性的影响

脲酶参与土壤氮素的分解转化，催化尿素水解生成NH3和CO2，为植物和微生物生长提供氮源．从表2可知除S3外，在相同的盐渍化程度下，施肥处理的根际土壤脲酶活性均比对照处理的要高，其中施用沼肥(Z2)、沼肥+化肥(Z4)处理的土壤脲酶活性与对照相比差异极显著，对照与施用化肥(Z3)处理差异不显著。不同施肥方式对同一盐渍土壤中脲酶活性的影响有所不同，同一盐渍土壤中脲酶活性大小表现的趋势为Z2>Z4>Z3>Z1；表明沼肥和沼肥与化肥混合搭配的处理有助于改善土壤环境，提高根际脲酶活性，促进尿素转化和植株营养吸收。同时从表2中可以看到，轻度盐渍土壤在不同施肥方式下的土壤脲酶活性均为最高的，而重度盐渍土壤在不同施肥方式下的土壤脲酶活性均为最低值，说明土壤含盐量对土壤脲酶活性有一定影响，土壤盐渍化程度越高，土壤脲酶活性越低。

表2 施肥处理对不同盐渍土壤脲酶活性的影响(mg.g-1)

注：表中小写字母表示差异显著(P<0. 05)，大写字母表示差异极显著(P<0. 01)，下同。

2.2 沼肥对不同盐渍土过氧化氢酶活性的影响

土壤过氧化氢酶能够促进过氧化氢的分解，避免过氧化物在生物体内过量积累对机体造成的伤害。由表3可知，在土壤含盐量相同时，施用沼肥能够增加土壤过氧化氢酶活性。施用沼肥(Z2)与沼肥+化肥(Z4)处理的土壤过氧化氢酶活性与对照相比差异极显著，分别比对照高出2. 12和2. 10倍。施用化肥(Z3)处理的土壤过氧化氢酶活性与空白(Z1)处理之间无差异，说明施用化肥不能影响土壤过氧化氢酶活性；

表3 不同施肥处理对不同盐渍过氧化氢酶活性的影响m(ml.g-1)

表3还表明，土壤含盐量对过氧化氢酶活性具有影响，轻度盐渍土壤在不同施肥处理后过氧化氢酶活性最高，而重度盐渍土壤在不同施肥方式下的过氧化氢酶活性均为最低值，说明土壤盐渍程度越高，过氧化氢酶活性越低。

2.3 沼肥对不同盐渍土蛋白酶活性的影响

蛋白酶能促进蛋白质水解生成肽和氨基酸，促进土壤中氮素的转化，使蛋白质等含氮化合物水解为氨，供植物吸收利用。从表4可知在相同土壤含盐量下，施用沼肥能显著增加土壤蛋白酶活性；轻度盐渍土壤S1中，施用沼肥(Z2)与空白(Z1)、化肥(Z3)的差异极显著，与沼肥+化肥(Z4)差异显著；沼肥+化肥(Z4)处理的土壤蛋白酶活性与施用化肥(Z3)的差异极显著，与空白(Z1)的差异显著；中度盐渍土壤S2中，沼肥(Z2)与化肥(Z3)之间土壤蛋白酶活性差异极显著，与空白(Z1)之间差异显著，与沼肥+化肥(Z4)差异不显著；沼肥+化肥(Z4)处理与化肥(Z3)之间差异极显著，与空白(Z1)处理之间差异不显著。重度盐渍土壤S3中，施用沼肥(Z2)与空白(Z1)、化肥(Z3)之间差异显著，与沼肥+化肥(Z4)处理差异不显著；沼肥+化肥(Z4)处理与空白(Z1)、化肥(Z3)之间差异不显著。这表明沼肥处理显著增加了根际土壤蛋白酶活性，有利于土壤多源氮素的有效转化。在相同施肥方式下，不同含盐量土壤中蛋白酶活性有所差异，表明土壤含盐量对蛋白酶活性存在影响，表现出土壤蛋白酶活性随着土壤含盐量的增加而逐渐降低的趋势。

2.4 沼肥对不同盐渍土磷酸酶活性的影响

表5 施肥处理对不同盐渍土磷酸酶活性的影响(mg.g-1)

磷酸酶能促进有机磷化合物的分解，为植物提供有效磷素，可以表征土壤肥力，特别是磷状况。从表5可知在相同的盐渍程度下，施用沼肥对土壤磷酸酶活性有增加作用，轻度盐渍土壤S1和中度盐渍土壤S2中，各处理中施用沼肥(Z2)、沼肥+化肥(Z4)处理和空白(Z1)、化肥(Z3)处理之间差异极显著。施用沼肥(Z2)和沼肥+化肥(Z4)处理之间差异不显著；空白(Z1)和化肥(Z3)处理之间差异不显著；重度盐渍土壤S3中，沼肥+化肥(Z4)极显著地高于沼肥(Z2)、空白(Z1)、化肥(Z3)，Z2极显著地高于空白(Z1)、化肥(Z3)，化肥(Z3)与空白(Z1)间差异不显著。在相同施肥方式下，不同含盐量土壤中磷酸酶活性有所差异，表明土壤含盐量对磷酸酶活性存在影响，表现为土壤蛋白酶活性随着土壤含盐量的增加而逐渐降低的趋势。

3 结论

土壤酶系统作为土壤中最活跃的部分，同土壤微生物共同推动土壤的代谢过程。土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向。脲酶与土壤供氮能力有着密切的关系，能够表示土壤氮素的供应程度[8]土壤转化酶参与土壤有机碳循环，对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用[9]。

3.1 在相同的土壤中，施用沼肥和沼肥+化肥混施的处理下，土壤酶活性均高于不施肥和仅施用化肥土壤处理，尤其是显著高于不施肥处理，与仅施用化肥处理相比差异也是显著的。

3.2 在同一施肥处理方式下不同盐渍化程度对土壤酶活性的影响为：轻度盐渍土壤>中度盐渍土壤>重度盐渍土壤，说明盐渍化程度对土壤酶活性呈负相关，盐渍化程度越高，土壤酶活性越低，可以通过降低土壤含盐量提高土壤酶活性，从而促进土壤氮素及其养分的转化，为作物达到高产起到积极作用。

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Effects of Biogas Manures on Enzyme Activities of Different Saline Soil

Luo Xinning1Zhu Youjuan2Zhang Hongyong3

(1 College of Plant Science， Tarim University, Alar, Xinjiang 843300) (2 Akesu Vocational and Technical College, Akesu, Xinjiang 843000) (3 Markit Base of People's Liberation Army of Xinjiang Military Region, Markit, Xinjiang 844600)

Soil samples (lightly saline soil, moderately saline soil and severely saline soil) from saline cotton field were used to study the effect of biogas manure on enzyme activities of potted cotton which treated with the no fertilizer, biogas manure, chemical fertilizer, and combined application of biogas manure and chemical fertilizer. The result showed that, the enzyme activities of different treatment form high to low were as the order of light saline soil, moderate saline soil, severe saline soil; the activities of four enzyme in the treatments of biogas manure and combined application of biogas manure and chemical fertilizer were higher than those of the no fertilizer and chemical fertilizer treatments, and the differences were extremely significant, and the four kinds of soil enzymes activities increased by 1. 09 times～2. 17 times. The influence of the different salty soil on urase activity were light saline soil, moderate saline soil and severe saline soil from high to low. Application of biogas manure in light saline soil could improve the enzymes activities effectively when compared with the severe saline soil in the cotton filed of Akesu area.

biogas manure; salty soil; enzyme activities; cotton

1009-0568(2016)04-0104-05

2015-11-19

塔里木大学校长基金项目(TDZKBS201201)。

罗新宁(1971- )，男，副教授，博士，主要从事作物高产栽培理论与技术、旱区农业资源管理。E-mail：Luoxinning04@163.com

S158

A

10.3969/j.issn.1009-0568.2016.04.017