溝灌方式和有機(jī)肥配合對(duì)甜糯玉米產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳組分及酶活性的影響

羅　慧，吳祥穎，李伏生，3

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣西 南寧 530005; 2.廣西喀斯特地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術(shù)院士工作站, 廣西 南寧 530005;3.廣西高校作物栽培學(xué)與耕作學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣西 南寧 530005)

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溝灌方式和有機(jī)肥配合對(duì)甜糯玉米產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳組分及酶活性的影響

羅慧1，2，吳祥穎1，2，李伏生1，2，3

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣西 南寧 530005; 2.廣西喀斯特地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術(shù)院士工作站, 廣西 南寧 530005;3.廣西高校作物栽培學(xué)與耕作學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣西 南寧 530005)

摘要：為探明有利于提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的水肥供應(yīng)模式，開展了3種有機(jī)肥料(牛糞FC、生物有機(jī)肥FB和豬糞FP)和2種有機(jī)無機(jī)N比例(70%無機(jī)N+30%有機(jī)N(1)，60%無機(jī)N+40%有機(jī)N(2))下，3種溝灌方式(常規(guī)溝灌CFI，交替隔溝灌AFI和隔溝灌溉FFI)配合對(duì)甜糯玉米產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳組分及酶活性影響的田間試驗(yàn)。結(jié)果表明：FFI時(shí)，與FB相比，F(xiàn)C和FP甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量分別提高1.6%和2.3%，且FC處理提高土壤易氧化有機(jī)碳(ROC)和微生物量碳，F(xiàn)P處理提高土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)含量。各溝灌方式下，與FC1相比，F(xiàn)C2不同程度提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量、土壤過氧化氫酶和脲酶活性、有機(jī)碳(SOC)、ROC和DOC含量，其中土壤ROC和DOC含量分別提高14.5%～37.9%和24.3%～78.5%。與CFI相比，F(xiàn)C1時(shí)，抽雄期AFI和FFI土壤ROC、灌漿期AFI和成熟期FFI土壤DOC顯著提高；FC2時(shí)，抽雄期FFI土壤有機(jī)碳提高10.3%，抽雄期和灌漿期AFI和FFI土壤ROC提高19.8%～31.5%，灌漿期和成熟期FFI土壤DOC分別提高57.9%和26.1%。玉米鮮穗產(chǎn)量與灌漿期土壤脲酶活性、SOC、ROC和DOC，以及SOC與ROC之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中鮮穗產(chǎn)量與DOC之間相關(guān)系數(shù)為0.834。因此，60%無機(jī)N+40%牛糞N與隔溝灌溉或交替隔溝灌結(jié)合是有利于提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的水肥供應(yīng)模式。

關(guān)鍵詞：根區(qū)局部灌溉；有機(jī)肥；有機(jī)與無機(jī)N比例；土壤酶活性；土壤有機(jī)碳組分；甜糯玉米

土壤有機(jī)碳是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量和土地可持續(xù)利用管理中的重要指標(biāo)，分為可溶性有機(jī)碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有機(jī)碳(ROC)和礦化有機(jī)碳等。DOC是土壤微生物可直接利用的有機(jī)物質(zhì)部分，在提供土壤養(yǎng)分方面起著重要作用[2-3]。MBC是土壤有機(jī)碳中最活躍和易變化部分，與土壤碳轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，其含量高低是衡量土壤肥力重要指標(biāo)[4-5]。ROC是易被土壤微生物分解礦化部分，對(duì)植物養(yǎng)分供應(yīng)有直接作用[6]。土壤酶活性可表征物質(zhì)在土壤中代謝快慢[7]，其中脲酶活性可反映有機(jī)氮向有效氮轉(zhuǎn)化能力和土壤供氮能力[8]，過氧化氧酶活性可表征土壤氧化過程的強(qiáng)度[9]，轉(zhuǎn)化酶活性可表征土壤熟化程度和肥力水平[10]。土壤中有機(jī)碳轉(zhuǎn)化速度取決于土壤酶的酶促作用，土壤有機(jī)碳是土壤微生物活動(dòng)能源，其含量大小影響著土壤酶活性。

有機(jī)無機(jī)肥配施或增施有機(jī)肥能增強(qiáng)土壤酶活性，有利于提高土壤MBC和有機(jī)碳組分含量的積累。劉益仁等[11]研究發(fā)現(xiàn)，化肥配施中高量有機(jī)肥有利于改善土壤微生物學(xué)特性；Chang等[12]發(fā)現(xiàn)，與單施化肥相比，施用有機(jī)肥可以提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、微生物數(shù)量和酶活性；任衛(wèi)東等[13]研究表明，施用有機(jī)肥可顯著提高根際和非根際土壤MBC。

交替隔溝灌和隔溝灌溉對(duì)增加作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)和提高水分利用效率等方面影響的研究已取得較大進(jìn)展[14-16]，它們與施肥相結(jié)合對(duì)作物產(chǎn)量、土壤碳組分和酶活性的影響也有報(bào)道。如Li等[17]研究結(jié)果表明，分根區(qū)交替灌溉能提高其濕潤區(qū)土壤過氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性。劉水等[18]結(jié)果表明，與常規(guī)灌溉相比，輕度缺水時(shí)拔節(jié)期-抽雄期進(jìn)行分根區(qū)交替灌溉的玉米微生物量碳增加。張瀟瀟等[19]研究表明，與常規(guī)溝灌相比，交替隔溝灌明顯增加開花期和成熟期土壤脲酶活性、開花期轉(zhuǎn)化酶活性以及中肥時(shí)開花期和高肥時(shí)成熟期過氧化氫酶活性；隔溝灌溉增加開花期土壤轉(zhuǎn)化酶活性和高肥時(shí)成熟期過氧化氫酶活性。當(dāng)前玉米生產(chǎn)施用有機(jī)肥料多為牛糞、豬糞或生物有機(jī)肥，且栽培方式推廣使用一壟雙行栽培，與之相結(jié)合的溝灌方式主要采用隔溝灌溉。因此，本文研究不同溝灌和有機(jī)肥運(yùn)籌方式對(duì)甜糯玉米產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳組分和酶活性的影響，揭示不同溝灌和有機(jī)肥配合下甜糯玉米土壤有機(jī)碳組分和酶活性變化規(guī)律，分析產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳組分和酶活性之間關(guān)系以及探明有利于提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的水肥供應(yīng)模式，為甜糯玉米生產(chǎn)水、肥管理提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

田間小區(qū)試驗(yàn)在廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行，供試土壤為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育的水稻田，其土壤質(zhì)地是重黏土，田間持水量(θf)為27.5%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，pH值5.5，容重1.29 g·cm-3，堿解氮75.7 mg·kg-1，速效磷67.2 mg·kg-1，速效鉀223.0 mg·kg-1和有機(jī)碳6.3 g·kg-1。供試品種為美玉加甜糯11號(hào)。

1.2試驗(yàn)方法

田間小區(qū)試驗(yàn)設(shè)3種溝灌方式，即常規(guī)溝灌(CFI，每次補(bǔ)充灌溉時(shí)相鄰兩條溝等量灌溉)、交替隔溝灌(AFI，前次補(bǔ)充灌溉時(shí)對(duì)相鄰兩條溝中一條溝進(jìn)行灌溉，下次補(bǔ)充灌溉時(shí)對(duì)相鄰兩條溝中另一條溝進(jìn)行灌溉，每次灌水量為70%的CFI灌水量)和隔溝灌溉(FFI，每次補(bǔ)充灌溉時(shí)僅固定對(duì)相鄰兩條溝中的一條溝進(jìn)行灌溉，每次灌水量為70%的CFI灌水量，相鄰兩條溝中的另一條溝始終不灌溉)；3種有機(jī)肥料，即牛糞(FC)、生物有機(jī)肥(FB)和豬糞(FP)；以及2種有機(jī)無機(jī)N比例，即70%無機(jī)N+30%有機(jī)N(1)和60%無機(jī)N+40%有機(jī)N(2)。試驗(yàn)各處理均施N 180 kg·hm-2、P2O590 kg·hm-2和K2O 180 kg·hm-2，由尿素、過磷酸鈣、氯化鉀與有機(jī)肥按比例提供，經(jīng)腐熟的牛糞和豬糞由廣西大學(xué)農(nóng)場(chǎng)提供，生物有機(jī)肥為綠色揚(yáng)康(廣東金飯碗公司)，供試肥料養(yǎng)分含量如表1。磷肥與有機(jī)肥全部作基肥條施；60%的無機(jī)N和K作基肥條施，余下40%的無機(jī)N和K肥在拔節(jié)期培土追施。試驗(yàn)按不完全方案設(shè)計(jì)，共10個(gè)處理(表2)，各施肥處理為3種有機(jī)肥料和2種有機(jī)、無機(jī)N比例組合，每個(gè)處理重復(fù)3次，共30個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)之間用田埂隔離，以防側(cè)滲。玉米株行距30 cm× 60 cm，分4行種植，面積16.8 m2。

試驗(yàn)于2013年9月9日播種，每穴播5粒，9月21日定苗，各小區(qū)每穴留長勢(shì)一致植株1株。追肥在10月9日進(jìn)行。試驗(yàn)期間當(dāng)土壤含水量低于田間持水量的80%時(shí)進(jìn)行灌溉，并分別于10月24日和11月3日進(jìn)行了2次灌溉。常規(guī)溝灌2次灌水量分別為17.45 mm和23.26 mm，隔溝灌溉或交替隔溝灌2次，灌水量分別為12.21 mm和16.28 mm，灌水量由水表控制。玉米生長期間用雨量筒監(jiān)測(cè)降雨量，得到整個(gè)生長期間降雨量為246.3 mm，降雨量和灌水時(shí)間如圖1所示。12月9日試驗(yàn)結(jié)束。

圖1試驗(yàn)期間降雨量和灌水時(shí)間

Fig.1Dates of rainfall and irrigation

during experimental period

1.3土壤采集與測(cè)定

試驗(yàn)在玉米抽雄期、灌漿期和成熟期采集土樣。每次用土鉆在玉米壟上、兩株玉米之間采集0～20 cm土層土壤，每個(gè)小區(qū)內(nèi)用“S”型進(jìn)行采樣，采集6個(gè)樣點(diǎn)，混合均勻，采集后土壤一部分風(fēng)干，過1 mm篩，封袋保存，用于測(cè)定土壤酶活性和總有機(jī)碳，同時(shí)用烘干法測(cè)定土壤含水率；另一部分立即處理或者保存在4℃冰箱里，測(cè)定前去除多余的植物殘?bào)w和雜物，過2 mm孔徑篩，混勻，調(diào)節(jié)土壤濕度至田間持水量的40%左右，用于測(cè)定微生物量碳和可溶性碳。

土壤過氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法測(cè)定，以每克干土1 h消耗的0.002 mol·L-1KMnO4溶液的體積(mL)數(shù)表示；脲酶活性用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定，以24 h后1 g土壤中NH3-N的毫克數(shù)表示；轉(zhuǎn)化酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定[20]，轉(zhuǎn)化酶以24 h后，1 g干土生成葡萄糖毫克數(shù)表示。

土壤有機(jī)碳(SOC)用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測(cè)定[21]；易氧化有機(jī)碳(ROC)采用KMnO4(333 mmol·L-1)氧化法測(cè)定[22]；微生物量碳(MBC)用氯仿熏蒸法測(cè)定，其結(jié)果以單位質(zhì)量干土中MBC質(zhì)量(mg·kg-1)表示。MBC計(jì)算方法：

MBC=Ec/0.38

式中，Ec為薰蒸土樣有機(jī)碳量與未薰蒸土樣有機(jī)碳量之差，0.38為氯仿薰蒸殺死的微生物體中的碳被浸提出來的比例[21]。可溶性有機(jī)碳(DOC)測(cè)定方法與MBC中不熏蒸土樣浸提有機(jī)碳的方法相同[21]。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 16.0軟件進(jìn)行分析，用Duncan法對(duì)不同處理各指標(biāo)平均值進(jìn)行多重比較，并用Pearson相關(guān)性系數(shù)表示甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量與土壤有機(jī)碳組分和酶活性間相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1各處理鮮穗產(chǎn)量分析

圖2表明，在相同牛糞(FC)處理下，與常規(guī)溝灌(CFI)相比，交替隔溝灌(AFI)和隔溝灌溉(FFI)處理增加玉米鮮穗產(chǎn)量1.9%～2.9%，但是差異不顯著。相同F(xiàn)FI下，與生物有機(jī)肥(FB)相比，F(xiàn)C和FP處理分別提高平均鮮穗產(chǎn)量1.6%和2.3%，但是差異不顯著。3種溝灌方式下，與70%無機(jī)N+30%牛糞N(FC1)相比，60%無機(jī)N+40%牛糞N(FC2)提高玉米鮮穗產(chǎn)量2.2%～3.4%；FFI條件下，F(xiàn)P2比FP1提高鮮穗產(chǎn)量2.68%。與CFI-FC1處理相比，F(xiàn)FI-FC2以及FFI-FP2處理分別提高鮮穗產(chǎn)量5.7%和5.4%，這表明隔溝灌溉結(jié)合施用高量牛糞或豬糞效果較好。

2.2土壤酶活性

表3表明，不同水肥處理下，土壤過氧化氫酶活性隨著玉米的生長呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。FC1時(shí)，灌漿期AFI和FFI土壤過氧化氫酶活性比CFI分別降低2.3%和14.8%，成熟期FFI土壤過氧化氫酶活性比CFI降低16.8%；FC2時(shí)，灌漿期FFI土壤過氧化氫酶活性比FC1提高了46.9%。FFI灌漿期FC2土壤過氧化氫酶活性比FC1提高29.4%。FFI時(shí)，抽雄期FP1土壤過氧化氫酶活性比FC1降低7.5%，成熟期FB1土壤過氧化氫酶活性比FC1提高了17.9%；與FC2相比，灌漿期FB2土壤過氧化氫酶活性降低36.2%。

注：圖中數(shù)值點(diǎn)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(n=3)，柱狀圖上小寫字母不同表示差異顯著(P<5%)，小寫字母相同表示差異不顯著(P>5%)。

Note： Date points are means±standard errors (n=3). Different letters on the bar indicate significant difference (P<5%), the same letters indicate no significant difference (P>5%).

圖2溝灌方式和有機(jī)肥配合對(duì)

甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量的影響

Fig.2Effect of furrow irrigation method and organic manure

management on fresh yield of sweet-sticky maize

從表3可看出，不同水肥處理下，抽雄期土壤脲酶活性高于成熟期。與CFI相比，F(xiàn)C1時(shí)抽雄期FFI土壤脲酶活性降低6.3%。與FC1相比，F(xiàn)FI抽雄期FC2土壤脲酶活性提高5.1%。FFI時(shí)，抽雄期FB1、FB2土壤脲酶活性分別比FC1提高42.4%和10.2%。

從表3可看出，不同水肥處理下，土壤轉(zhuǎn)化酶活性隨著玉米的生長呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，玉米抽雄期其值最大。但是兩個(gè)時(shí)期施肥處理和溝灌方式對(duì)土壤轉(zhuǎn)化酶活性的影響不顯著。

2.3土壤有機(jī)碳和活性碳組分

表4表明，不同水肥處理下，土壤有機(jī)碳含量灌漿期、成熟期均顯著高于抽雄期。FC2時(shí)，抽雄期FFI土壤有機(jī)碳含量比CFI提高了10.3%。

表4表明，不同水肥處理下，3個(gè)生育期土壤ROC含量差異不顯著。FC1時(shí)，抽雄期AFI、FFI土壤ROC含量比CFI分別提高了18.5%和21.0%；FC2時(shí)，抽雄期AFI、FFI土壤ROC含量分別提高了23.8%和31.2%，灌漿期AFI土壤ROC含量降低了24.6%，成熟期FFI土壤ROC含量提高了34.9%。CFI時(shí)灌漿期FC2土壤ROC含量比FC1提高了37.9%，AFI時(shí)抽雄期FC2土壤ROC含量提高了14.5%，F(xiàn)FI時(shí)抽雄期、灌漿期和成熟期FC2土壤ROC含量分別提高了19.8%、31.5%和15.5%。FFI時(shí)，成熟期FB1土壤ROC含量比FC1降低了15.8%；與FC2相比，豬糞和生物有機(jī)肥處理下3個(gè)生育期土壤ROC含量呈現(xiàn)一般降低。

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(n=3)，同一列處理間小寫字母不同表示差異顯著(P<5%)，小寫字母相同或沒有標(biāo)字母都表示差異不顯著(P>5%)。下同。

Note： Values are means±standard errors (n=3). Different letters in the same column indicate significant difference (P<5%), the same letters or no letter labeled indicate no significant difference (P>5%). The same as below.

從表4可看出，不同水肥處理下，3個(gè)生育期土壤DOC含量成熟期高于抽雄期。FC1時(shí)灌漿期AFI土壤DOC含量比CFI提高了50.0%，成熟期FFI土壤DOC含量提高了70.8%；FC2時(shí)，灌漿期AFI、FFI土壤DOC含量分別提高了18.8%和57.9%，成熟期FFI土壤DOC含量提高了26.1%。與FC1相比，3個(gè)生育時(shí)期CFI土壤DOC含量均有不同程度的升高，成熟期AFI土壤DOC含量提高了24.3%，抽雄期和灌漿期FFI土壤DOC含量分別提高了33.3%和78.5%。FFI時(shí)抽雄期和灌漿期FP1土壤DOC含量比FC1分別提高了88.0%和94.0%; FFI時(shí)抽雄期和灌漿期FP2土壤DOC含量比FC2分別提高了45.0%和17.3%，灌漿期FB1土壤DOC含量降低了42.7%。

表4表明，不同水肥處理下，3個(gè)生育期土壤MBC含量差異不顯著。與FC2相比，F(xiàn)FI時(shí)抽雄期FP2土壤MBC含量降低了39.6%。

2.4產(chǎn)量與土壤有機(jī)碳組分、酶活性相關(guān)關(guān)系

對(duì)溝灌方式和有機(jī)肥配合下灌漿期玉米鮮穗產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳組分和酶活性相互之間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)分析(表5)，結(jié)果表明，玉米鮮穗產(chǎn)量與土壤有機(jī)碳組分、酶活性間呈正相關(guān)關(guān)系。SOC與ROC之間呈極顯著相關(guān)關(guān)系；SOC與脲酶之間呈顯著相關(guān)關(guān)系；產(chǎn)量與脲酶、SOC、ROC、DOC之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中產(chǎn)量與DOC之間關(guān)系較密切，相關(guān)系數(shù)為0.834，說明脲酶、SOC、ROC、DOC能體現(xiàn)土壤質(zhì)量和土壤肥力變化，影響作物產(chǎn)量，且與DOC相關(guān)系數(shù)最高。

3討論

3.1甜糯玉米產(chǎn)量

王同朝等[22]研究表明，采用時(shí)空交替灌溉方式有利于夏玉米產(chǎn)量和土壤水分高效利用的同步提升；農(nóng)夢(mèng)玲等[23]結(jié)果表明，在充分灌水和1/2土壤50%施肥量及1/2土壤50%施肥量F1條件下，與常規(guī)灌溉相比，分根區(qū)交替灌溉增加玉米鮮穗產(chǎn)量15.7%。本研究表明，F(xiàn)FI與FC2或FP2組合提高玉米鮮穗產(chǎn)量效果更好。

注：*表示顯著相關(guān)(P<5%)，**表示極顯著相關(guān)(P<1%)。

Note： * indicates significant correlation (P<5%)，** indicates markedly significant correlation (P<1%).

有機(jī)無機(jī)肥配施能提高作物產(chǎn)量，如張秀芝等[24]結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥與有機(jī)肥配施(牛糞+NPK、秸稈+NPK)有利于玉米產(chǎn)量的提高，與不施肥相比，分別提高218.3%和192.6%；孫文濤等[25]結(jié)果表明，與單施化肥處理相比，有機(jī)物料和化肥配合施用可增產(chǎn)1.64%～8.91%；在等碳量條件下，化肥配施高量豬糞增產(chǎn)效果最為明顯。本試驗(yàn)也表明，各溝灌方式下，與FC1或FP1相比，F(xiàn)C2或FP2在不同程度上提高了甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量。

3.2土壤酶活性

有機(jī)肥料能提供營養(yǎng)物質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤保水肥性和緩沖能力，進(jìn)而提高土壤酶活性[26]。張繼光等[27]研究表明，通過長期施用有機(jī)肥或與無機(jī)肥配施，增加土壤微生物量和酶活性，從而顯著提高土壤肥力和土壤持續(xù)生產(chǎn)力。魏猛等[28]研究表明，有機(jī)、無機(jī)肥配施能夠顯著提高土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶的活性。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，與FC1相比，F(xiàn)C2在不同程度上提高土壤過氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性。與FC1相比，F(xiàn)FI時(shí)FB在不同程度上提高土壤過氧化氫酶和脲酶活性。

本試驗(yàn)各溝灌條件的FC處理和FFI時(shí)的FB處理不同程度提高了土壤酶活性，這與前述Li等[17]研究結(jié)果相似。

3.3土壤有機(jī)碳組分

彭娜等[29]結(jié)果表明，有機(jī)無機(jī)肥配施有利于土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的積累；艾孜古麗·木拉提等[30]結(jié)果表明，每公頃施用氮肥330 kg有利于耕層土壤有機(jī)碳及其組分的積累，配施秸稈還田效果更佳；曹宏杰和汪景寬[31]研究表明，有機(jī)肥配施化肥有利于提高土壤DOC含量，高量有機(jī)肥與化肥配施處理DOC含量最高。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，與FC1相比，F(xiàn)C2不同程度提高了土壤有機(jī)碳、ROC、DOC含量。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，與CFI相比，F(xiàn)C下，F(xiàn)FI不同程度提高土壤有機(jī)碳、ROC和DOC含量，AFI也不同程度提高ROC和DOC含量，說明交替隔溝灌和隔溝灌溉對(duì)土壤有機(jī)碳組分的積累有積極作用；而各溝灌條件下對(duì)土壤MBC影響不明顯，可能原因是干濕交替影響著微生物生物量及其活性，且加速土壤微生物體分解，釋放營養(yǎng)元素[32]。

3.4玉米產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳組分和酶活性之間的關(guān)系

研究表明，作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)碳各組分呈顯著相關(guān)。如劉莉莉等[33]研究結(jié)果表明，小麥產(chǎn)量與土壤SOC呈極顯著相關(guān)性；劉淑霞[34]等結(jié)果表明，作物產(chǎn)量與土壤ROC呈顯著相關(guān)關(guān)系；王顧希[35]結(jié)果表明，產(chǎn)量與土壤DOC有顯著相關(guān)性。本試驗(yàn)對(duì)玉米產(chǎn)量和土壤有機(jī)碳組分相關(guān)分析也發(fā)現(xiàn)，灌漿期玉米產(chǎn)量與土壤SOC、ROC、DOC之間呈顯著相關(guān)關(guān)系。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)玉米鮮穗產(chǎn)量與土壤脲酶活性間呈顯著相關(guān)關(guān)系，這與魯艷紅[36]研究結(jié)果相似。

土壤酶活性影響土壤活性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化過程。萬忠梅[37]等結(jié)果表明，土壤微生物量碳、可溶性有機(jī)碳與土壤總有機(jī)碳和酶活性存在顯著正相關(guān)關(guān)系。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)碳組分和酶活性間呈正相關(guān)關(guān)系，SOC與ROC和脲酶之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，說明SOC與ROC關(guān)系較為密切，土壤脲酶活性變化對(duì)SOC影響較大。

4小結(jié)

(1) 隔溝灌溉(FFI)時(shí)，與生物有機(jī)肥(FB)相比，牛糞(FC)和豬糞(FP)分別提高鮮穗產(chǎn)量1.6%和2.3%，且FC處理提高土壤易氧化態(tài)碳(ROC)含量和微生物量碳，F(xiàn)P處理提高土壤可溶性碳(DOC)含量。

(2) 各溝灌方式下，與70%無機(jī)氮+30%牛糞氮(FC1)相比，60%無機(jī)氮+40%牛糞氮(FC2)能提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量2.2%～3.4%，不同程度提高土壤過氧化氫酶和脲酶活性、有機(jī)碳(SOC)、ROC和DOC含量，其中土壤ROC和DOC含量分別提高14.5%～37.9%和24.3%～78.5%。

(3) 與常規(guī)溝灌(CFI)相比，F(xiàn)C1時(shí)，抽雄期交替隔溝灌(AFI)和FFI土壤ROC提高18.5%～21.0%，灌漿期AFI和成熟期FFI土壤DOC提高50.0%～70.8%；FC2時(shí)，抽雄期FFI土壤有機(jī)碳提高10.3%，抽雄期和灌漿期AFI和FFI土壤ROC提高19.8%～31.5%，灌漿期和成熟期FFI土壤DOC分別提高57.9%和26.1%。

(4) 玉米鮮穗產(chǎn)量與灌漿期土壤脲酶活性、SOC、ROC和DOC，以及SOC與ROC之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中鮮穗產(chǎn)量與土壤DOC含量之間相關(guān)系數(shù)為0.834。

因此，60%無機(jī)N+40%牛糞N與交替隔溝灌或隔溝灌溉結(jié)合是有利于提高甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的水肥供應(yīng)模式。

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Effect of furrow irrigation and organic manure on sweet-waxy maize yield and soil organic carbon and enzyme activity

LUO Hui1,2, WU Xiang-ying1,2, LI Fu-sheng1,2,3

(1.CollegeofAgriculture,GuangxiUniversity,Nanning530005,Guangxi,China;2.GuangxiAcademicianWorkStationoftheNewTechnologyofWater-savingAgricultureinKarstRegion,Nanning530005,Guangxi,China; 3.GuangxiCollegesandUniversitiesKeyLaboratoryofCropCultivationandTillage,Nanning530005,Guangxi,China)

Keywords:partial root-zone irrigation; organic manure; ratio of organic to inorganic N; enzyme activity；organic carbon fraction; sweet-waxy maize

Abstract：To improve maize yield and soil quality through irrigation and fertilization, a field experiment was conducted to investigate the effect of conventional furrow irrigation (CFI), alternate irrigation on every other furrow (AFI) and irrigation on every other furrow (FFI) on sweet-waxy maize yield and soil organic carbon fraction and enzyme activity. Three organic fertilization modes were used, i.e. cattle manure FC, biological-organic fertilizer FB and pig manure FP, and two ratios of inorganic to organic N, 70% inorganic N+30% organic N treatment and 60% inorganic N+40% organic N treatment. At FFI, compared to FB, FC and FP increased fresh yield of sweet-sticky maize by 1.6% and 2.3%, and FC increased soil readily oxidized organic carbon (ROC) and microbial biomass carbon, and FP increased soil dissolved organic carbon (DOC). Under the three furrow irrigation methods, compared to FC1, FC2 increased the fresh yield of sweet-sticky maize, the activities of catalase and invertase and the contents of organic carbon (SOC), ROC and DOC in soil, and increased the contents of ROC and DOC by 14.5%～37.9%和24.3%～78.5%. Compared to CFI, at FC1, the contents of ROC in AFI and FFI at tasselling stage, the contents of DOC in AFI at filling stage and FFI at maturing stage were significantly enhanced, while at FC2, it increased organic carbon in FFI at tasselling stage by 10.3%, ROC in AFI and FFI at tasselling and maturing stages by 19.8%～31.5%, DOC in FFI at filling and maturing stages by 57.9% and 26.1%. The sweet-waxy maize yield was significantly positively correlated with the invertase, SOC, ROC and DOC at filling stage, and SOC and ROC was also significantly correlated at filling stage. Thus the combination of 60% inorganic N and 40% organic cattle manure N and fixed or alternate furrow irrigation is recommended as suitable method for improving the water and fertilizer use efficiency in the target areas.

文章編號(hào)：1000-7601(2016)03-0031-08

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.03.05

收稿日期：2015-07-30

基金項(xiàng)目：國家863計(jì)劃“糯玉米水肥聯(lián)合調(diào)控技術(shù)和模式”(2011AA100504)；國家自然科學(xué)基金“薄淺濕曬與干濕交替灌溉稻田甲烷和氧化亞氮排放機(jī)制和水氮運(yùn)籌模式”(51469003)；中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)子課題“喀斯特峰叢洼地型‘替代型草食畜牧業(yè)’模式增值增匯試驗(yàn)示范”(XDA05070403)

作者簡(jiǎn)介：羅慧(1982—)，女，廣西田陽人，實(shí)驗(yàn)師，博士研究生，主要從事植物營養(yǎng)與水肥利用理論與技術(shù)的研究。E-mail：hui-qingtian@163.com。 通信作者：李伏生(1963—)，男，湖南祁陽人，教授，博士，研究方向?yàn)橹参餇I養(yǎng)與水肥利用理論與技術(shù)。E-mail：zhenz@gxu.edu.cn。

中圖分類號(hào)：S275.3; S513

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A