稻草覆蓋免耕對稻田土壤酶活性的影響

呂湘玥

摘要 試驗定位研究了早稻稻草覆蓋還田免耕技術對晚稻土壤酶活性的動態(tài)影響。結果表明，在秸稈覆蓋還田免耕條件下，晚稻生長發(fā)育過程中，土壤纖維素酶活性呈前期急劇增加、中期緩慢減少、后期迅速減少的變化特征；土壤木聚糖酶活性與之不同的是后期緩慢上升；土壤蛋白酶活性呈前期迅速下降、之后無明顯變化的特點。隨著稻草還田量的增加，土壤酶活性有更明顯的動態(tài)變化趨勢。土壤酶活性分析評價發(fā)現(xiàn)，在晚稻栽培時，配合水稻專用復混肥一次性施用，以67%早稻秸稈（約5 000 kg/hm2）覆蓋還田免耕較為適宜。

關鍵詞 土壤酶活性；稻草還田；覆蓋；免耕

中圖分類號 S511；S154 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）08-0196-01

水稻秸稈可作為很好的有機肥料，富含作物生長所需的氮、磷、鉀及微量元素等。配合有效的肥水運籌方法將早稻秸稈直接還田，可以促進晚稻生長、改善土壤理化性狀、增加孔隙度、增加土壤微生物數(shù)量和多數(shù)土壤酶活性。同時，稻草還田可以增加土壤養(yǎng)分含量及有機質積累、改變土壤腐殖質組成及特性等。還田秸稈還能夠增強土壤蓄水保墑能力，調節(jié)土壤溫度，抑制田間雜草[1-2]。高 明等[3]研究了不同耕作方式對稻田微生物數(shù)量及土壤酶活性的影響，表明壟作免耕有利于提高土壤肥力。本研究探索免耕條件下，不同早稻秸稈覆蓋還田量對晚稻生長、稻田土壤肥力和土壤酶活性的影響，為合理制定早稻秸稈還田方式提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

試驗在湖南省益陽市資陽區(qū)迎風橋鎮(zhèn)進行，試驗點稻田土壤為耕型第四紀紅土。早稻產(chǎn)量為7 512 kg/hm2，按谷草比1∶1計算，早稻秸稈風干產(chǎn)量約為7 500 kg/hm2。設3個處理，即將早稻秸稈總量的100%（約7 500 kg/hm2）、67%（約5 000 kg/hm2）、33%（約2 500 kg/hm2）直接還田，每個處理3次重復，每個小區(qū)面積67 m2。然后一次性施用水稻專用復混肥（純N 187.5 kg/hm2、P2O5 93.75 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2），進行晚稻免耕栽培。分4次采集試驗田土樣，分析土壤酶活性。

1.2 稻田土壤樣品采集

共取樣4次，分別于早稻收割后（2015年7月16日）、晚稻分蘗盛期（2015年8月27日）、齊穗期（2015年9月18日）和收割期（2015年10月25日）進行。五點取樣法采集5～15 cm耕作層土壤[4]備用。

1.3 土壤酶活性測定

采用比色法測定[5]。①土壤纖維素酶活性測定：取10 g土樣，33.5 ℃恒溫培養(yǎng)72 h水解生成葡萄糖1 μg定義為1 U；②土壤木聚糖酶活性測定：5 g土樣于37 ℃恒溫培養(yǎng)5 d內水解生成1 μg還原糖定義為1 U；③蛋白酶活性測定：以1 g土樣27 ℃恒溫培養(yǎng)24 h水解生成1 μg氨基酸定義為1 U[6]。每個酶活測定各進行3次重復。

2 結果與分析

2.1 對晚稻田土壤木聚糖酶活性的影響

早稻收割后試驗田基礎土樣中木聚糖酶活性為22.98 U。到晚稻分蘗盛期，100%、67%、33%稻草覆蓋免耕處理的土樣中木聚糖酶活性均急劇上升，依次為51.87、82.09、91.39 U（圖1），其趨勢是33%稻草>67%稻草>100%稻草；晚稻齊穗期土壤木聚糖酶活性又迅速下降，分別為29.12、61.94、58.99 U，其趨勢是67%稻草>100%稻草>33%稻草；到晚稻收割期土壤木聚糖酶活性除33%處理外都有所上升，分別為38.95、65.74、54.41 U，其趨勢是67%稻草>33%稻草>100%稻草。在整個晚稻生長期土壤木聚糖酶活性均明顯高于早稻收割后。

2.2 對晚稻田土壤纖維素酶活性的影響

可知，早稻收割后土壤纖維素酶活性均為149.11 U。之后土壤纖維素酶活性迅速上升，在晚稻分蘗盛期100%、67%、33%稻草覆蓋免耕處理均達到最高值，分別為311.10、188.94、266.98 U，均高于早稻收割后，其趨勢是100%稻草>33%稻草>67%稻草。從晚稻齊穗期開始土壤纖維素酶活性迅速下降，到晚稻收割期下降為50.39、22.92、26.11 U，均低于晚稻分蘗盛期，其趨勢是100%稻草>33%稻草>67%稻草。晚稻收割期土壤纖維素酶活性明顯低于分蘗盛期和齊穗期，說明土壤纖維素酶活性在一定程度上能反映土壤的營養(yǎng)及肥力水平。

2.3 對晚稻田土壤蛋白酶活性的影響

由圖3可知，早稻收割后稻田土壤的蛋白酶活性為15.12 U。從早稻收割后到晚稻分蘗盛期，100%、67%、33%稻草覆蓋免耕處理的土壤蛋白酶活性均呈下降趨勢，在晚稻分蘗盛期依次為9.85、9.48、9.49 U，分別比早稻收割后有所下降；到晚稻齊穗期土壤蛋白酶活性略有回升，分別為（下轉第203頁）

10.14、10.81、10.39 U，其趨勢是67%稻草>33%稻草>100%稻草；到晚稻收割期，土壤蛋白酶活性除100%稻草覆蓋免耕處理外都有下降，分別為10.61、8.79、9.43 U，其趨勢是100%稻草>33%稻草>67%稻草。100%、67%、33%3個稻草免耕處理之間，土壤蛋白酶活性差異不大。在整個晚稻生長期土壤蛋白酶活性均低于早稻收割后，說明早稻根系脫落物可能對土壤蛋白酶活性有促進作用。

3 結論

土壤生物包括多個方面的內容。土壤微生物數(shù)量在早稻根茬和秸稈覆蓋免耕還田條件下，呈現(xiàn)在晚稻生長前期急劇增加、中期緩慢減少、后期迅速減少的變化趨勢[4]，說明秸稈還田免耕顯著刺激晚稻生長前期土壤微生物大量繁殖。在一定范圍內，隨著秸稈還田量的增加，此趨勢更加明顯，刺激作用也隨之延長，利于增強晚稻土壤物質生化循環(huán)，提高土壤肥力。土壤微生物是土壤酶的一個重要來源，在晚稻生長期內，稻田土壤木聚糖酶和纖維素酶活性均表現(xiàn)為“前期劇增、中后期緩慢下降”趨勢，與微生物數(shù)量變化趨勢一致[4]。在晚稻前期至后期，蛋白酶活性呈“前期下降、中期緩慢回升、后期緩降”趨勢；脲酶活性呈逐漸上升趨勢，且一定范圍內隨稻草還田量的增加趨勢更明顯。稻草C/N比較高，稻草還田時要注意氮肥的適當配用，否則微生物與水稻爭氮，導致晚稻缺氮減產(chǎn)。稻草還田過量時，秸稈腐解易引起土壤氧化還原電位降低，土壤中大量產(chǎn)生還原性氣體并積累有害離子，毒害作物的同時也易造成環(huán)境污染。因此，綜合考慮稻草覆蓋還田免耕的優(yōu)點及其對土壤酶活性的影響，以稻草還田量5 000 kg/hm2覆蓋免耕為宜。

4 參考文獻

[1] 高云超，朱文珊，陳文新.秸稈覆蓋免耕對土壤細菌群落區(qū)系的影響[J].生態(tài)科學，2000，19（3）：27-32.

[2] 江永紅，宇振榮，馬永良.秸稈還田對農田生態(tài)系統(tǒng)及作物生長的影響[J].土壤通報，2001（5）：54-58.

[3] 高明，周保同，魏朝富，等.不同耕作方式對稻田土壤動物、微生物及酶活性的影響研究[J].應用生態(tài)學報，2004，15（7）：1177-1181.

[4] 扶瑀琪，彭世文，肖嫩群.稻草覆蓋免耕對水稻土微生物的影響[J].現(xiàn)代農業(yè)科技，2016（15）：209-210.

[5] 李阜棣，喻子牛，何紹江.農業(yè)微生物實驗技術[M].北京：中國農業(yè)出版社，1996.

[6] 周禮愷.土壤酶學[M].北京：科學出版社，1987.