起壟覆膜方式對(duì)旱作馬鈴薯栽培土壤酶活性的影響

宋婷婷　劉斌　寇艷艷　秦舒浩

摘要：在大田條件下，以當(dāng)?shù)刂髟择R鈴薯品種新大坪為試驗(yàn)材料，以平畦不覆膜為對(duì)照，研究了平畦覆膜、全膜雙壟壟播、全膜雙壟溝播、半膜溝壟壟播、半膜溝壟溝播等5種起壟覆膜方式對(duì)旱作馬鈴薯栽培土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，覆膜處理土壤過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性隨馬鈴薯的生長(zhǎng)先降低后升高，而脲酶活性先升高后降低。不同覆膜栽培方式下，半膜溝壟溝播和半膜溝壟壟播土壤的堿性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫活性均高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理，而全膜雙壟溝播方式下土壤脲活性在播種期顯著高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理，但隨著馬鈴薯的生長(zhǎng)，半膜溝壟溝播和半膜溝壟壟播的土壤脲酶活性高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理。表明不同溝壟覆膜栽培模式下，半膜溝壟溝播和半膜溝壟壟播栽培的土壤酶活性優(yōu)于其他栽培方式。

關(guān)鍵詞：起壟覆膜;馬鈴薯;土壤酶活性

中圖分類號(hào)：S532? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2019）04-0052-05

Abstract：With the local cultivars Xindaping as the test material， harrow bedding without film mulch（CK） as the control， The effects of five kinds ridge-forming and film-covering modes on soil enzyme activity of potato were studied， which full plastic-film mulching on double ridges with ridges planting， full plastic-film mulching on double ridges with furrow planting， half plastic-film mulching on furrow and ridges with ridges planting， half plastic-film mulching on furrow and ridges with furrow planting. The results indicated that the activity of soil catalase and alkaline phosphatase decreased first and then increased and urease activity increased first and then decreased with the growth of potatoes after film mulch cropping patterns. Under different mulching culture methods， alkaline phosphatase activity and catalase activity of half plastic-film mulching on furrow and ridges with ridges planting mode ， half plastic-film mulching on furrow and ridges with furrow planting mode were higher than CK and other treatments， and soil urease activity of? full plastic-film mulching on double ridges with furrow planting mode was significantly higher than that in CK and other treatments， but as the potatoes grow， soil urease activity of half plastic-film mulching on furrow and ridges with ridges planting mode and half plastic-film mulching on furrow and ridges with furrow planting mode were higher than that of CK and other treatments. The test results showed that half plastic-film mulching on furrow and ridges with ridges planting mode and half plastic-film mulching on furrow and ridges with furrow planting mode were was better than that of other cultivation pattern under different ridge-forming and film-covering modes.

Key words：Ridge-forming and film-covering;Potato;Soil enzyme activity

馬鈴薯是我國(guó)隴中半干旱區(qū)最具特色的經(jīng)濟(jì)作物。覆膜栽培作為一項(xiàng)有效增產(chǎn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，尤其在我國(guó)北方地區(qū)得到廣泛推廣和應(yīng)用。覆膜栽培影響土壤溫度、濕度、光照等環(huán)境因素，從而導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)及土壤酶活性等性狀發(fā)生變化[1 ]。土壤酶是存在于土壤中具有高度催化作用的生物催化劑，作為土壤的組成部分，一般以復(fù)合體、土壤溶液或吸附于土壤膠體表面的形式存在[2 ]。土壤酶活性是土壤中的各種生物化學(xué)過(guò)程的動(dòng)力，是維持土壤肥力的一個(gè)潛在指標(biāo)，它的高低反映了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的強(qiáng)弱[3 ]，可以反映土壤的表觀肥力。研究發(fā)現(xiàn)，影響土壤微環(huán)境及作物生長(zhǎng)的土壤酶主要包括過(guò)氧化氫酶、磷酸酶、脲酶三種[4 ]。張娟等[5 ]研究表明，覆膜栽培有利于提高新壓砂瓜田土壤養(yǎng)分和土壤酶活性。時(shí)向東等[6 ]研究表明，地膜覆蓋可提高煙草根區(qū)土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性。覆膜有利于提高土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性以及馬鈴薯產(chǎn)量，土壤酶活性表現(xiàn)為尿酶> 蔗糖酶 > 過(guò)氧化氫酶[1 ]，免耕地膜覆蓋可明顯增加表層土壤酶活性[7 ]。

近年來(lái)，眾多研究圍繞不同土地利用模式和土壤酶活性及其相關(guān)性分析，對(duì)不同壟溝覆膜栽培方式下馬鈴薯栽培土壤酶活性的研究較少。我們通過(guò)研究不同溝壟覆膜栽培方式對(duì)馬鈴薯栽培土壤酶活性的影響，探究不同種植模式下栽培土壤酶活性差異和當(dāng)?shù)剡m宜的覆膜方式， 以期為隴中半干旱區(qū)馬鈴薯可持續(xù)生產(chǎn)提供支持。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)屬于中溫帶偏旱區(qū)，平均海拔? ?2 000 m，年均太陽(yáng)輻射591.9 kJ/cm2，日照時(shí)數(shù)2 476.6 h，無(wú)霜期140 d。多年平均降水量390.9 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。土壤為典型的黃綿土，貯水性能良好，質(zhì)地均勻，土層深厚，土質(zhì)綿軟。

1.2? ?試驗(yàn)材料

指示馬鈴薯品種為新大坪，當(dāng)?shù)仄毡榉N植，有豐產(chǎn)性好、品質(zhì)較優(yōu)、抗病能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，由甘肅省定西市旱作農(nóng)業(yè)研究院提供。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)6個(gè)處理（見(jiàn)表1），3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為66.0 m2（10.0 m×6.6 m），區(qū)組間距200 cm，小區(qū)間距150 cm，周邊留有150 cm的保護(hù)區(qū)。馬鈴薯種植株距35 cm。播種前整地、施基肥以當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，播種后田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锵嗤?/p>

1.4? ?測(cè)定指標(biāo)

采取根區(qū)土壤，深度為 0～20 cm。每小區(qū)以S型選取7～8個(gè)樣點(diǎn)，用取土刀刮去地表雜物，再用土鉆鉆取根區(qū)0～20 cm的土樣。各點(diǎn)的土樣充分混合均勻，揀出其中的殘膜及植物殘?bào)w，用四分法分樣，放在準(zhǔn)備好的自封袋里。注意自封袋要保持潔凈，禁止向袋內(nèi)吹氣等。裝袋后標(biāo)記將自封袋放入裝有冰袋的冰盒中，每個(gè)樣品1 kg左右，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干并用木棒碾磨細(xì)，過(guò)1 mm篩待測(cè)。土壤酶活性分別于 5 月（播種期）、7 月（塊莖形成初期）、9 月（成熟期）測(cè)定，共測(cè)定3次。

土壤脲酶活性的測(cè)定采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法[8 ]，土壤堿性磷酸酶活性的測(cè)定采用磷酸苯二鈉比色法[9 ]，過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法[10 ]。

1.5? ?數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，? 用新復(fù)極差法（Duncan）比較不同處理間的差異顯著性， 用Microsoft Excel 2007軟件制圖。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ? 土壤脲酶活性

隨著馬鈴薯的生長(zhǎng)，其根區(qū)土壤脲酶活性均呈先上升后降低的趨勢(shì)（表2）。播種期測(cè)定，全膜雙壟溝播的土壤脲酶活性顯著高于其他處理，表現(xiàn)為全膜雙壟溝播 > CK > 全膜雙壟壟播 > 半膜雙壟溝播 > 半膜雙壟壟播 > 平畦覆膜，全膜雙壟溝播比CK增加 18.9%，而其他處理酶活性比 CK 分別降低 5.6%、12.9%、71.5%、77.0%。薯塊形成初期，半膜雙壟壟播的土壤脲酶活性顯著高于其他處理，表現(xiàn)為半膜雙壟壟播 > 半膜雙壟溝播 > 平畦覆膜 > CK > 全膜雙壟壟播 > 全膜雙壟溝播。半膜雙壟溝播顯著高于平畦覆膜和CK，平畦覆膜和CK差異不顯著，但顯著高于全膜雙壟壟播和全膜雙壟溝播。半膜雙壟壟播和半膜雙壟溝播的脲酶活性較對(duì)照較CK分別高14.3%和5.1%。成熟期， 半膜雙壟溝播土壤脲酶活性均顯著高于其他處理，表現(xiàn)為半膜雙壟溝播 > 半膜雙壟壟播 > CK > 平畦覆膜 > 全膜雙壟溝播 > 全膜雙壟壟播，半膜雙壟壟播與CK差異不顯著。半膜雙壟溝播的脲酶活性比CK高20.3%。

2.2? ?土壤堿性磷酸酶活性

隨著馬鈴薯的生長(zhǎng)，其根區(qū)土壤堿性磷酸酶活性除全膜雙壟壟播處理外均呈先下降后升高的趨勢(shì)（表3）。播種期測(cè)定，半膜雙壟溝播、半膜雙壟壟播和全膜雙壟溝播的土壤堿性磷酸酶活性均顯著高于CK，差異顯著，較CK分別增加21.8%、21.0%、9.7%，半膜雙壟溝播與半膜雙壟壟播之間差異不顯著。平畦覆膜和全膜雙壟壟播顯著低于CK，較CK降低5.1%、7.1%，處理間差異不顯著。薯塊形成初期全膜雙壟溝播顯著低于其他處理，其他處理之間無(wú)顯著差異，半膜雙壟壟播的土壤堿性磷酸酶活性最高，為21.51 mg/g。成熟期半膜雙壟壟播和CK顯著高于其他處理，半膜雙壟壟播最高，為28.86 mg/g，比對(duì)照高出9.6%，差異不顯著。

2.3? ?土壤過(guò)氧化氫酶活性

隨著馬鈴薯的生長(zhǎng)，其根區(qū)土壤過(guò)氧化氫活性呈先下降后升高的趨勢(shì)（表4）。播種期測(cè)定，半膜雙壟溝播和半膜雙壟壟播的土壤過(guò)氧化氫活性均高于CK，但差異不顯著。CK和平畦覆膜顯著高于全膜雙壟溝播和全膜雙壟壟播，CK和平畦覆膜之間差異不顯著。薯塊形成初期半膜雙壟溝播的土壤過(guò)氧化氫活性最高，為10.48 mL/g，各處理間的土壤過(guò)氧化氫活性差異不顯著。成熟期過(guò)氧化氫酶活性為平畦覆膜 CK > 半膜雙壟溝播 > 半膜雙壟壟播 > 全膜雙壟壟播 > 全膜雙壟溝播，平畦覆膜與CK、半膜雙壟溝播之間差異不顯著，但與其他處理之間差異顯著。

3? ?小結(jié)與討論

土壤酶作為土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的參與者，是土壤生物化學(xué)特征的重要組成部分，反應(yīng)了土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化能力以及土壤的生物活性的大小[11 - 12 ]，其活性反映土壤中多種生物化學(xué)過(guò)程的強(qiáng)度，是評(píng)價(jià)土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

對(duì)5種不同覆膜栽培方式下旱作馬鈴薯栽培土壤酶活性的研究表明，覆膜處理的土壤過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均呈先降低后升高趨勢(shì)，而脲酶活性呈先升高后降低趨勢(shì)。這與汪景寬等[4 ]的結(jié)果一致，覆膜后土壤中脲酶活性顯著降低，而酸性磷酸酶活性升高。王靜等[13 ]發(fā)現(xiàn)全膜覆蓋種植模式可明顯增加堿性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性。土壤脲酶活性先升高后降低，根區(qū)脲酶活性降低幅度大，這可能是由于馬鈴薯能夠不斷自我改善根區(qū)的營(yíng)養(yǎng)狀況。土壤堿性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶先降低再升高，可能是由于隨著根系生長(zhǎng)，根系不斷分泌的有機(jī)物對(duì)堿性磷酸酶活性有促進(jìn)作用，從而提高了堿性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶的活性。

不同起壟覆膜栽培方式下，半膜雙壟溝播處理和半膜雙壟壟播處理的土壤的堿性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫活性均高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理，而全膜雙壟溝播方式下土壤脲活性在播種期顯著高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理，但隨著馬鈴薯的生長(zhǎng)，半膜雙壟溝播處理和半膜雙壟壟播處理的土壤脲活性高于對(duì)照平畦不覆膜和其他處理。表明半膜雙壟溝播栽培方式和半膜雙壟壟播栽培方式的栽培土壤的酶活性優(yōu)于其他栽培方式。

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（本文責(zé)編：陳? ? 珩）