负压灌溉对茄子养分吸收和土壤养分环境的影响

2021-08-11 14:14张敬禹何晓蕾孙佳玉龙怀玉
干旱地区农业研究 2021年4期
关键词:吸收量负压茄子

张敬禹,何晓蕾,孙佳玉,龙怀玉,王 鹏

(1.黑龙江八一农垦大学农学院,黑龙江 大庆 163319;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)

土壤水分状况不仅影响作物的生长发育、产量形成及水分的有效利用,对作物生长的养分吸收、土壤养分含量及酶活性也有很大影响。灌溉方式的改变不仅影响土壤水盐的再分配,还会直接影响土壤氮、磷、钾的含量及分布[[1-2]。姚任科[3]研究表明,土壤0~20 cm土层钾含量滴灌处理大于沟灌处理,20~40 cm土层钾含量沟灌处理大于滴灌处理,滴灌较沟灌有效避免肥料随水下渗造成污染。

此外,氮、磷、钾作为主要的矿质营养元素,在作物生长中起着重要作用,其通过参与光合作用、呼吸作用、膜质合成及糖代谢等生理过程,从而促进作物产量的形成和品质的提高[4-5]。水分和养分为影响作物产量的重要因子,且二者间有明显的交互作用[6],水分不仅提高养分的有效性[7],同时,适宜的水分供应还会提高作物对养分的吸收、转运、转化和同化[8-10]。研究表明,越冬期轻度调亏或拔节期中度水分调亏可有效调控冬小麦对养分的吸收与分配,实现作物高产、提质及增效的目的[11]。常规灌溉和负压灌溉对油菜的影响结果表明,负压灌溉促进了油菜对氮、磷、钾的吸收,并且其产量也有明显的提升[12]。

土壤酶是土壤中针对专一生物化学反应的生物催化剂,可有效促进土壤有机质的分解和养分循环,是反映土壤肥力和生物活性的重要标志,对评价土壤综合肥力具有重要意义[13-14]。一般情况下,土壤酶活性随土壤湿度的变化而变化,土壤湿度较大时,酶活性较高,但含水量过高的土壤抑制酶活性,土壤含水量降低时,酶活性随之降低,有研究发现短期淹水会导致磷酸酶、脲酶、酰胺酶等土壤酶活性的降低[15-16]。农梦玲等[17]研究表明,隔沟灌溉与常规灌溉相比,对提高全生育期甜糯玉米土壤脲酶活性、拔节期和抽雄期土壤转化酶、过氧化氢酶活性及抽雄期和成熟期土壤酸性磷酸酶活性效果显著。负压灌溉对土壤养分及酶活性的影响研究结果表明[18],负压供水与常规灌溉相比,促进了辣椒土壤养分的循环与转化,提高了辣椒土壤酶活性,当供水压力稳定在-5 kPa时效果最好。而有相关研究却表明土壤酶活性与土壤养分含量无显著关系[19]。

本文通过研究负压灌溉方式下茄子各器官氮磷钾的吸收差异及土壤养分含量、酶活性在不同供水压力下的变化情况,对明确不同土壤水分条件下作物养分吸收、土壤养分含量与酶活性间的关系有重要意义,为茄子节水灌溉和高产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2017年5—10月在黑龙江省大庆市黑龙江八一农垦大学校内钢架防雨大棚进行。供试茄苗由黑龙江八一农垦大学育种基地提供,品种为黑龙江主栽品种黑又亮。盆栽土壤是校外试验基地的耕层土壤(0~20 cm土层),土壤类型为草甸黑钙土,田间持水量为29.6%,供试土壤基本理化性质见表1。

表1 供试土壤基本化学性质

1.2 连续负压供水盆栽装置

试验采用的负压供水装置由中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研发[20],该装置由出水口、储水桶、负压稳定器3部分组成,各部分由有机透明塑料软管连接。其中出水口是一种“透水不透气”的陶土管(内径11 mm,外径18 mm,长250 mm),储水桶桶高75 cm,侧壁安装50 cm高刻度管,用于观测桶内水位变化,负压稳定器主要由3部分组成(负压桶、数显开关、电磁阀),数显开关用于设定所需负压值。由于作物生长消耗水分,导致土壤水势低于负压稳定器设定的压力,电磁阀打开后供水;当桶内压强上升到数显开关设定值时,电磁阀闭合,从而实现稳定负压供水。盆栽盆规格为45 cm×30 cm×30 cm(长×宽×高),盆底无孔(防止水分渗漏),每盆均装33 kg过1 cm筛土壤。陶土管倾斜5°埋于距土壤表面10 cm、位于盆中央的土壤中。负压灌溉技术的实质是借助土壤吸力及植物根系对水分的主动获取,通过埋于地下的出水口缓慢补充根层土壤水分的过程。装置如图1所示。

图1 负压供水盆栽装置示意图Fig.1 Sketch of negative water pressure control pot device

1.3 试验设计

1.3.1 试验处理 试验设4个处理:常规灌水处理作为对照(CK,采用称重法,维持土壤水分含量为田间持水量的80%~85%)、-3 kPa(依靠负压供水装置,将土壤水分含量维持在田间持水量的70%~75%)、-8 kPa(依靠负压供水装置,将土壤水分含量维持在田间持水量的60%~65%)、-15 kPa(依靠负压供水装置,将土壤水分含量维持在田间持水量的50%~55%)。移栽前施基肥,施肥量按N 150 mg·kg-1,P2O5100 mg·kg-1,K2O 150 mg·kg-1,肥料与过筛后土壤混匀装盆。采用完全随机试验设计,每个处理设3次重复,各种植3盆,每盆4株,并排两行,株距20 cm,行距15 cm。每套自动供水装置控制一个盆,共9套。每天17∶00记录自动供水装置水位。

1.3.2 样品采集 试验于6月21日开始第1次取样,共取4次,分别为:始花期(6月21日)、始果期(7月12日)、盛果期(8月1日)、生育末期(9月1日)。取样时间:每次取样均于06∶30开始(测定酶类指标试验样品于09∶30开始),各处理每盆每次各取1株。于7月12日开始第1次茄果取样,共取4次,分别为:门茄(7月12日)、对茄(7月26日)、四门斗茄(7月31日)、八面风茄(8月31日)。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 茄子植株N、P、K含量的测定 取烘干至恒重的茎、叶器官,浓硫酸-过氧化氢消煮待测样品,采用凯氏定氮法测定茄子始花期~生育末期各器官N含量[21],采用钒钼黄比色法测定茄子始花期~生育末期各器官P含量[21],采用火焰光度法测定茄子始花期~生育末期各器官K含量[21],烘干至恒重的门茄、对茄、四门斗茄、八面风茄N、P、K含量测定采用上述方法。

1.4.2 土壤pH值和养分含量的测定 取盆栽不同深度新鲜土样混匀,自然风干后过1 mm孔径筛,采用重铬酸钾外加热法测定茄子始花期~生育末期土壤有机质含量(风干土过0.25目孔径筛)[21],采用碱解扩散法测定茄子始花期~生育末期土壤碱解氮含量[21],采用碳酸氢钠法测定茄子始花期~生育末期土壤有效磷含量[21],采用NH4OAc 浸提,火焰光度法测定茄子始花期~生育末期土壤速效钾含量[21],土壤pH值测定按水土5∶1比例混合后,采用pH仪测量。

1.4.3 土壤酶活性的测定 取盆栽不同深度新鲜土样混匀,自然风干后过1 mm孔径筛,采用靛酚蓝比色法测定茄子始花期~生育末期土壤脲酶活性[22],采用磷酸苯二钠法测定茄子始花期~生育末期土壤碱性磷酸酶活性[23],采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定茄子始花期~生育末期土壤蔗糖酶活性[23-25],采用高锰酸钾滴定法测定茄子始花期~生育末期土壤过氧化氢酶活性[26]。

1.5 数据分析

使用EXCEL 2010进行数据及图表标准化处理,采用SPSS 19.0(IBM,2010)进行统计分析,多重比较基于最小显著差数法(LSD)。

2 结果与分析

2.1 负压灌溉对茄子各器官氮素吸收及分配的影响

负压灌溉条件下,茄子茎、叶器官氮素吸收量随生育期推进呈增加的趋势(表2)。在茄子始花期,-3 kPa处理茎、叶器官氮素吸收量显著高于其他处理,茎、叶器官氮素吸收量较CK分别提高10.00%和41.67%。随着营养生长向生殖生长的转变,-3、-8、-15 kPa处理和CK果实中氮素吸收量分别为0.25~0.76、0.16~0.51、0.13~0.44 g·株-1和0.19~0.53 g·株-1,其中,-3 kPa处理各时期果实中氮素吸收量较CK提高31.58%~65.79%。茄子生育末期,-3 kPa处理茎、叶器官氮素吸收量与CK无显著差异,而-8、-15 kPa处理均低于CK。

从茄子各器官氮素分配率(表2)看出,生育前期各处理氮素分配均表现为叶>茎,生育中后期各处理氮素分配均表现为果>叶>茎。始果期~生育末期,CK处理茎、叶氮素分配率均显著高于-3 kPa处理,但果实氮素分配率-3 kPa处理显著高于CK。

表2 负压灌溉对茄子各器官氮吸收及分配的影响

2.2 负压灌溉对茄子各器官磷素吸收及分配的影响

由表3可知,负压灌溉方式下,随供水压力的降低各器官磷素吸收量显著降低。茄子生育前期各器官磷素吸收量变化缓慢,生育中后期增幅明显,于生育末期达到最大值,且各器官磷素吸收量表现为果>叶>茎。茄子始花期,-3 kPa处理茎、叶磷素吸收量为0.02 g·株-1和0.03 g·株-1,较CK分别提高100.00%和50.00%。始果期~盛果期,-3 kPa处理茎、叶器官磷素吸收量与CK无显著差异;-8 kPa处理于始果期茎、叶器官磷素吸收量较CK分别降低50.00%和25.00%,而-15 kPa处理茎、叶器官磷素吸收量显著低于各处理。从果实磷素吸收量来看,-3 kPa处理于始果期~生育末期,果实磷素吸收量显著高于其他处理,分别较CK、-8 kPa处理提高29.41%~47.62%和46.67%~75.00%。

由茄子各器官磷素分配率(表3)可以看出,茄子始花期茎、叶器官磷素分配以叶占比较大,始果期~生育末期,除-15 kPa处理于生育末期茎、叶器官磷素占比增幅较大外,其余各处理茎、叶器官磷素分配均表现缓慢降低;而-3 kPa、-8 kPa处理与CK果实磷素分配则表现为先升高后降低的趋势。

表3 负压灌溉对茄子各器官磷吸收及分配的影响

2.3 负压灌溉对茄子各器官钾素吸收及分配的影响

与浇灌(CK)相比,负压灌溉方式下,茄子各器官钾素吸收量随供水压力的降低逐渐降低(表4)。整个生育期内,-3 kPa处理除始果期茎器官钾素吸收量与CK处理无显著差异外,于始花期较CK提高110.00%、盛果期提高22.73%、生育末期提高22.73%;而-8、-15 kPa处理茎器官钾素吸收量于茄子始果期~生育末期均显著低于CK处理。叶器官钾素吸收量变化表明,-3 kPa处理茄子始花期、生育末期较CK处理分别提高80.00%和13.89%,差异显著。果实中钾素吸收结果表明,-3 kPa处理茄子始果期~生育末期较CK果实中钾素吸收量提高18.18%~51.22%,差异达显著水平。

由茄子各器官钾素分配率(表4)可以看出,始花期茎、叶器官钾素分配较为均衡,各处理间分配率无显著差异。始果期~盛果期,各处理茄子器官钾素分配率均表现为果>叶>茎;-3 kPa与CK处理茎器官钾素分配率全生育期差异不显著,而叶器官钾素分配率除盛果期较CK处理降低明显,其余各时期均无显著差异。从果实钾素分配率来看,-3 kPa处理除盛果期分配较CK显著提高,其余各时期均无显著差异。

表4 负压灌溉对茄子各器官钾吸收及分配的影响

2.4 负压灌溉对土壤养分含量的影响

两种灌溉方式下(图2),土壤碱解氮、有效磷含量随生育进程呈先升高后降低的趋势,土壤速效钾含量随生育进程呈逐渐降低的趋势,其中,各处理土壤碱解氮、有效磷含量于始果期最高,土壤速效钾含量于始花期最高。分析茄子全生育期土壤碱解氮含量结果表明,-3 kPa处理碱解氮含量于始花期~生育末期均显著高于CK处理,较CK提高11.03%~21.98%,-8 kPa处理除生育末期碱解氮含量较CK降低12.64%(P<0.05),其余各时期均无显著差异,-15 kPa处理碱解氮含量于茄子始果期~生育末期较CK分别降低26.56%、38.38%和40.66%,差异显著。

图2 负压灌溉对土壤养分含量的影响Fig.2 Effect of negative water pressure irrigation on soil nutrient content

负压供水方式下,随供水压力的降低土壤有效磷含量逐渐降低,整个生育期,除-3 kPa处理外,-8 kPa、-15 kPa处理有效磷含量较CK均有不同程度的降低,其中,-8 kPa处理较CK降低7.42%~21.35%(P<0.05),-15 kPa处理全生育期较CK降低13.55%~38.26%(P<0.05),而-3 kPa处理有效磷含量各生育期均显著高于CK,分别较CK提高16.81%、14.89%、17.25%和23.97%。

从土壤速效钾含量看出,始花期~始果期除-15 kPa处理外,其余各处理速效钾含量降幅较为平缓,始果期~生育末期,各处理速效钾含量均明显降低。整个生育期,各处理速效钾含量表现为-3 kPa>CK>-8 kPa>-15 kPa,其中,-3 kPa处理全生育期速效钾含量较-8 kPa、-15 kPa处理和CK分别提高10.23%~27.68%、15.48%~54.67%和6.48%~13.32%,且差异显著。

2.5 茄子各器官养分吸收量与土壤养分含量的相关性分析

由表5可知,负压灌溉方式下,始花期土壤碱解氮含量与茎器官氮吸收量呈显著正相关,与叶器官氮吸收量呈极显著正相关,茎、叶器官间氮吸收量呈极显著正相关。始果期土壤碱解氮含量与茎、叶和果实器官间氮吸收量均呈极显著正相关,茎、叶器官间和叶、果实器官间氮吸收量呈极显著正相关,茎、果实器官间氮吸收量呈显著正相关。盛果期土壤碱解氮含量与茎器官氮吸收量呈显著正相关,与叶、果实器官间氮吸收量呈极显著正相关,茎、叶器官间氮吸收量呈显著正相关,叶、果实器官间氮吸收量呈显著正相关。生育末期土壤碱解氮含量与茎、叶器官间氮吸收量呈显著正相关,与果实中氮吸收量呈极显著正相关,茎、叶和果实器官间氮吸收量呈显著正相关。表明整个生育期土壤碱解氮含量对茄子器官氮吸收量有显著影响,且负压灌溉可有效促进茄子各器官对氮的吸收。

表5 茄子各器官氮吸收量与土壤碱解氮含量的相关分析

负压灌溉方式土壤有效磷含量与茄子各器官磷吸收量相关性如表6所示。始花期土壤有效磷含量与茎、叶器官磷吸收量呈极显著正相关,茎、叶器官间磷吸收量呈极显著正相关。始果期土壤有效磷含量与茄子各器官磷吸收量呈极显著正相关,且茄子各器官间磷吸收量呈极显著正相关。盛果期土壤有效磷含量与茎器官磷吸收量呈显著正相关,与叶、果实器官间磷吸收量呈极显著正相关,茄子各器官间磷吸收量呈极显著正相关。生育末期土壤有效磷含量与茎器官磷吸收量呈极显著正相关,与叶、果实器官间磷吸收量呈显著正相关,茎与叶、果实器官磷吸收量呈极显著正相关。整体来看,土壤有效磷含量与叶、果实磷吸收量相关性较高,表明负压灌溉可有效提高果实对磷的吸收,促进产量形成。

表6 茄子各器官磷吸收量与土壤有效磷含量的相关分析

土壤速效钾含量与茄子各器官钾吸收量结果(表7)表明,茄子茎、叶器官全生育期钾吸收量呈极显著正相关,茎、果实器官始果期钾吸收量呈极显著正相关,其余各生育期呈显著正相关,茎器官钾吸收量与土壤速效钾含量盛果期呈显著正相关,始花期、始果期和生育末期呈极显著正相关。叶、果实器官盛果期钾吸收量呈显著正相关,始果期和生育末期呈极显著正相关,叶器官钾吸收量与土壤速效钾含量盛果期呈显著正相关,其余各生育期呈极显著正相关。果实中钾吸收量与土壤速效钾含量始果期~盛果期呈极显著正相关,生育末期呈显著正相关。表明负压灌溉可有效提高茄子地上部对钾的吸收,促进养分循环与利用。

表7 茄子各器官钾吸收量与土壤速效钾含量的相关分析

2.6 负压灌溉对土壤酶活性的影响

茄子各生育期土壤酶活性结果(图3A)表明,负压灌溉与浇灌(CK)相比,整个生育期内,-3 kPa处理脲酶活性均高于CK处理,且差异显著,始花期脲酶活性较CK提高11.29%,始果期提高14.00%,盛果期提高19.78%,生育末期提高18.99%;-8 kPa处理除始花期脲酶活性与CK处理无显著差异外,其余各时期较CK降低9.00%~34.18%(P<0.05),而-15 kPa处理土壤酶活性于始果期~生育末期均显著低于CK处理。

磷酸酶活性的变化(图3B)表明,各处理磷酸酶活性均随生育期推进呈先升高后降低的趋势,-3、-8、-15 kPa处理和CK处理磷酸酶活性于始果期达到最大值,分别为3.93、3.49、3.11 mg·g-1和3.60 mg·g-1。-3 kPa处理磷酸酶活性于茄子始花期~生育末期较CK处理均有显著提升,较CK提高9.09%~16.91%;-8 kPa处理磷酸酶活性于茄子盛果期~生育末期较CK处理降低9.32%~10.66%(P<0.05),其余各时期差异不显著;而-15 kPa处理全生育期磷酸酶活性较CK降低13.61%~21.69%,且差异显著。

茄子整个生育期(图3C)各处理土壤蔗糖酶活性在30.89~46.92 mg·g-1,且蔗糖酶活性表现为-3 kPa>CK>-8 kPa>-15 kPa,随供水压力的降低蔗糖酶活性逐渐降低。其中,-3 kPa处理全生育期蔗糖酶活性在40.12~46.92 mg·g-1,较CK提高3.74%~13.17%(P<0.05),-8 kPa处理蔗糖酶活性在34.93~42.48 mg·g-1,较CK无显著差异,-15 kPa处理蔗糖酶活性在30.89~39.11 mg·g-1,较CK降低8.57%~12.86%,且差异显著。

茄子全生育期各处理土壤过氧化氢酶活性(图3D)变化幅度较为平缓,以始果期最高,而后降低。始花期过氧化氢酶活性-3 kPa处理较-15 kPa处理提高7.69%(P<0.05),其余各处理均无显著差异;始果期-3 kPa处理较-8、-15 kPa处理和CK处理分别提高7.83%、12.73%和5.08%,差异显著;盛果期-3 kPa处理较-8、-15 kPa处理分别提高9.01%和18.63%(P<0.05);生育末期-3 kPa处理较-8、-15 kPa处理分别提高10.58%和22.34%(P<0.05);-8 kPa处理全生育期过氧化氢酶活性与CK处理相近,无显著差异。

图3 负压灌溉对土壤酶活性的影响Fig.3 Effect of negative water pressure irrigation on soil enzyme activity

可以看出,采用负压灌溉在-3 kPa时有利于提高土壤酶活性,供水压力过低时,则抑制土壤酶活性。

2.7 土壤养分含量与土壤酶活性的相关性分析

由表8可知,负压灌溉方式下,土壤养分含量间的相关性表现为:碱解氮、有效磷间呈极显著正相关,碱解氮、速效钾间呈显著正相关,有效磷、速效钾间呈极显著正相关。土壤酶活性间的相关性表现为:脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶4种酶之间呈极显著正相关,且3种酶与4种养分之间也呈极显著正相关。表明某一土壤酶不仅与特定养分间存在显著相关性,而且与多种养分之间均有极显著的相关性,因此负压灌溉可提高土壤酶活性,促进土壤养分循环,为作物生长提供充足的养分来源。

表8 土壤养分含量及土壤酶活性的相关性分析

3 讨 论

负压供水装置是一个密闭的系统,借助系统与土壤间形成的水势差,满足作物生长所需水分的自动供应[27]。从能量方面分析,当供水桶内水势与土壤基质势差值为正时,灌溉水由灌水器流入土壤;而灌水器停止出流的条件则是二者的水势差值为0[28]。本研究结果表明,茄子生长不断吸水,此时供水装置周围的土壤水分含量逐渐降低,灌溉水自动补充到茄子植株根层土壤,且灌水器供水方式维持恒定,因此,负压供水技术在维持稳定供水的同时,又能将土壤含水量控制在较稳定范围内[29],有效减少常规灌溉造成的地表蒸发、土壤渗漏和养分流失[30],具有良好的节水效果且有利于作物增强光合作用,提升水分利用效率[31],并促进了作物根系的生长[32],茄子产量也得到了显著提高[33]。

氮磷钾是植物生长发育所需的大量营养元素,参与了植物许多重要的生理代谢活动,也是作物增产限制因子,在植物生长过程中起着重要作用[29]。研究表明,土壤中氮肥的转化、迁移及植物对氮素营养的吸收与利用受土壤水分条件的影响,土壤水分亏缺导致土壤溶液浓度升高,从而减缓了土壤氮素向植物根系表面的运移,抑制了植物根系对养分的吸收[34-35],也降低了土壤微生物的数量和多样性[36]。磷是土壤中不能移动的营养元素,土壤水分含量越低,植物对磷的吸收量越少,因此,适宜的水分条件对磷的运移和吸收至关重要,为磷肥在土壤中的溶解和释放及植物吸收利用提供了条件[37]。同时,土壤水分状态是影响K+扩散及根系吸收的重要因素,植物对钾的吸收随着土壤水分含量的降低而减少,这是由于水分缺乏阻碍了K+的扩散所致[38],表明土壤水分含量会影响植物对养分的吸收,这与本研究结果一致。茄子对氮磷钾养分的积累量随供水压力的降低逐渐降低。本研究还发现,茄子全生育期对钾素吸收量最多,单株钾素积累量明显高于氮、磷的积累量,这与张雅[39]的研究结果一致。同时,适宜的供水压力有效调控了养分的分配量,茄子生育中后期-3 kPa处理显著提高了氮磷钾养分向生殖器官的分配,果实中的营养占比明显提高,为提高茄子的产量奠定了基础。

土壤中氮、磷、钾养分的供应强度对植株的养分吸收及累积具有显著影响,同时,作物全生育期养分吸收量的变化也会影响土壤中养分含量[40]。汤宏等[41]研究表明,茄子地土壤速效养分随生育进程碱解氮含量呈现先升高后降低的变化趋势,而速效钾含量总体呈减少的趋势,这与本研究结果一致。负压供水条件下,适宜的水分状态,土壤微生物加快了对氮素的矿化作用,有机氮转化为碱解氮,并且茄子生长前期对氮素的吸收量较少,因此土壤中氮素含量增加,随着营养生长向生殖生长的转变,茄子对氮素的吸收量显著增大,造成土壤中氮素含量逐渐降低[40],而茄子全生育期对钾的吸收量最大,这可能是造成土壤速效钾含量逐渐降低的原因之一。

土壤微环境受灌溉方式的影响,根际土壤酶活性随之改变,从而影响作物生长及产量,脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶等常见的土壤酶,能够直观反映土壤水分现状及土壤养分转化能力的强弱[42]。土壤脲酶通过水解施入的尿素,释放出可被作物直接吸收利用的铵,从而促进土壤氮循环,反映了土壤的供氮能力[43]。土壤磷酸酶的作用是水解土壤中的磷酸脂类及磷酸酐物质,土壤有机磷的分解转化速率直接由土壤磷酸酶活性决定,与土壤微环境密切相关[44]。土壤蔗糖酶可参与土壤中碳素循环,用其评价土壤物质转化强度,其活性与土壤有机质、氯、磷等有关[45]。土壤过氧化氢酶通过提高土壤中过氧化氢分解为水和氧气的速率,抑制过氧化氢对作物的毒害作用[46]。贺伟[47]研究得出,滴灌处理的土壤酶活性在燕麦整个生育期高于传统灌溉及不灌溉处理,表明过高或过低的土壤水分含量均会造成土壤酶活性降低,而在适宜的土壤含水量条件下酶活性较高,这与本研究结果一致[48]。负压供水条件下,土壤水分含量能够稳定维持在适宜的范围内,对提高土壤养分循环及酶活性具有积极作用。当供水压力控制在-3 kPa时,对加速土壤空气的流动、提高土壤透气性、有效促进土壤微生物的呼吸、刺激土壤酶的合成有积极影响[49-50],因此,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性显著高于浇灌处理。

4 结 论

盆栽试验条件下,当供水压力控制在-3 kPa时,有利于茄子对氮、磷、钾养分的吸收及茄子生育期土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量的提高,且茄子整个生育期土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性及始果期过氧化氢酶活性均高于CK处理,表明适宜的供水压力有利于茄子对养分的吸收和土壤养分含量及酶活性的提高。

相关分析表明,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性与土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量间呈极显著正相关关系,且茄子茎、叶、果实中氮、磷、钾含量与土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量间存在显著或极显著的正相关关系。因此,土壤酶活性的提高有利于土壤养分的循环与利用,而土壤养分含量可显著影响茄子对养分的吸收和利用。

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