蚯蚓糞對土壤酶活性的影響

徐洪巖　劉麗　張明爽

摘 要：為研究施用蚯蚓糞對土壤理化性質(zhì)的影響，通過田間對比試驗研究了施入蚯蚓糞后深度為5 cm、10 cm和15 cm的土壤樣品中蔗糖酶、纖維素酶、脲酶、過氧化氫酶、蛋白酶和磷酸酶這6種酶的活性變化。結(jié)果表明：施用蚯蚓糞可顯著提高6種土壤酶的活性（P <0.05）;對深度10 cm的土壤酶活性提高程度最強;對蔗糖酶活性影響最大，提高了67.3 %。

關(guān)鍵詞：蚯蚓糞 土壤 酶活性

中圖分類號：S666.1???????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Effect of Vermicompost on Soil Enzyme Activities

XU Hongyan， LIU Li， ZHANG Mingshuang

（ Keshan Branch， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，

Keshan， Heilongjiang 161606， China ）

Abstract：In order to study the effect of vermicompost application on soil physicochemical properties， the activity changes of sucrase， cellulase， urease， catalase， protease and phosphatase in soil samples at the depth of 5 cm， 10 cm and 15 cm after vermicompost application were studied by field comparative test. Results showed that vermicompost application could significantly increase the activity of six enzymes in soil （P < 0.05）; the enzyme activity in soil at the depth of 10 cm was improved at the highest degree; invertase activity was affected most， being increased by 67.3%.

Key words：Vermicompost; soil; enzyme activities

土壤酶是土壤中各類酶的總稱。土壤中現(xiàn)已知的酶有40～60種，不同的土壤類型含有酶的種類有所不同，這些酶以游離態(tài)和吸附態(tài)存在，主要參與化合物的氧化還原反應(yīng)，有機質(zhì)的形成、土壤肥力釋放與發(fā)育的全過程，土壤中各類生物化學(xué)反應(yīng)都離不開土壤酶的參與，因此土壤酶的活性是評價土壤質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一[1]。在農(nóng)業(yè)追求產(chǎn)量效益的同時，造成了化肥的過度和不合理使用，土壤板結(jié)、保水、供肥能力降低，肥料利用率逐年降低的同時又造成了肥料用量增加的惡性循環(huán)。

研究表明蚯蚓糞可以有效的增加土壤中的有機質(zhì)含量，提高土壤中微生物含量以及土壤酶的活性[2]，可以促進土壤中無機物和有機物的轉(zhuǎn)化與分解[3]，增加土壤團粒結(jié)構(gòu)[4]，恢復(fù)土壤生物多樣性，改善微生物環(huán)境，提高肥料利用率以及土壤的自我修復(fù)能力[5，6]。本研究主要針對脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶、蛋白酶、磷酸酶、纖維素酶開展研究，以及蚯蚓糞施用后對土壤呼吸強度、土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力等影響的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

將牛糞與秸稈按照1：1比例混合后發(fā)酵，當(dāng)發(fā)酵堆內(nèi)溫度出現(xiàn)下降狀態(tài)時，喂養(yǎng)大平二號蚯蚓產(chǎn)出蚯蚓糞。

1.2 試驗地點

黑龍江省齊齊哈爾市克山縣黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院試驗地。

1.3 試驗設(shè)計

供試土地面積為800 m2，長40 m，寬20 m，試驗前期處理為2018年9月份開始進行，旋耕前每667 m2施用6 m2 蚯蚓糞，采用轉(zhuǎn)數(shù)為750 r/min進行旋耕，旋耕深度為20 cm。對照土地不施用蚯蚓糞只進行旋耕處理。土樣采集設(shè)置3個處理T1、T2、T3，分別從深度為5 cm、10 cm、15 cm采集土壤樣品，2019年種植作物為小麥，對照與實驗田間管理相同。三點取樣法如圖1，取樣后混合均勻，3次重復(fù)取樣后相同位置土壤混合均勻備用。

1.4 試驗方法

采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定土壤脲酶活性[7];采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤磷酸酶活性;采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定土壤蔗糖酶活性;采用高錳酸鉀滴定法測定土壤過氧化氫酶活性;采用比色法測定蛋白酶活性，采用DNS法測定纖維素酶的活性[8]。

2 結(jié)果與分析

各土壤處理酶活性測定結(jié)果見表1所示。

蚯蚓糞對土壤酶活性的影響

2.1 蔗糖酶活性

蔗糖酶活性與土壤有機質(zhì)含量、氯磷含量、微生物數(shù)量和土壤呼吸強度有關(guān)，可以代表土壤的生物活性強度，是評價土壤成熟度和土壤肥力水平的指標(biāo)。在6 m2蚯蚓糞的前提下，10 cm土壤蔗糖酶的含量最高，為19.36 mg/（g·3 d），3個位置的蔗糖酶活性都高于對照，達(dá)到顯著差異水平。

2.2 纖維素酶活性

在纖維素酶的作用下纖維素初始水解產(chǎn)物為纖維二糖，最后分解成葡萄糖。減少土壤中秸稈殘留，因此纖維素酶是碳循環(huán)中的一種重要酶。5、10、15 cm土壤的纖維素酶含量差異不顯著，但均高于對照水平，達(dá)到4.0 mg/（10 g·3 d）水平，10 cm深度土壤的纖維素酶含量最高，提高了91.3 %。

2.3 脲酶活性

脲酶廣泛存在于土壤中，氨是脲酶活性的產(chǎn)物，是植物的氮源，尿素水解與脲酶密切相關(guān)。研究脲酶在土壤尿素轉(zhuǎn)化中的作用及其調(diào)控技術(shù)，對提高尿素氮肥利用率具有重要意義。3個深度的脲酶含量差異不顯著，其中10、15 cm含量相當(dāng)，比對照提高52.4 %。

2.4 蛋白酶活性

蛋白酶參與土壤中氨基酸、蛋白質(zhì)和其他含有蛋白質(zhì)和氮的有機化合物的轉(zhuǎn)化。其水解產(chǎn)物是高等植物的氮源之一。它與土壤有機質(zhì)含量、氮含量等土壤性質(zhì)有關(guān)。蛋白酶的測定中同樣出現(xiàn)10 cm土壤含量最高的情況，含量為10.43 mg/（g·d），5、15 cm深度的蛋白酶含量相當(dāng)，3處位置的含量比對照提高13.6 %～25.4 %。

2.5 過氧化氫酶活性

過氧化氫酶是一種催化過氧化氫分解為氧和水的酶。其活性與微生物數(shù)量和活性、土壤有機質(zhì)含量和植物根系有關(guān)。在一定程度上反映了土壤微生物過程的強度，其強度可以反映土壤腐殖化的強度和有機質(zhì)的積累。3個位置的過氧化氫酶含量提高了44.4 %～77.2 %，每個位置的含量均與對照存在顯著差異。

2.6 磷酸酶活性

磷酸酶與土壤中有機磷的代謝與轉(zhuǎn)化有著密切的作用，在很大程度反映了土壤肥力的高低，尤其是磷肥的吸收與利用。10、15 cm位置的磷酸酶含量處于同一水平，3個位置的含量比對照提高46.2 %～68.1 %，與對照相比活性差異達(dá)到0.05顯著水平。

3 結(jié)論與討論

土壤中酶類活性是土壤生物及化學(xué)反應(yīng)的體現(xiàn)，可以反映出土壤生物活性、土壤質(zhì)量、土壤肥力以及土壤生化反應(yīng)能力[9]。在本研究中添加蚯蚓糞后，在3個不同深度土壤酶活性顯著提高，其中磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶和纖維素酶活性提高，可以使土壤有效的提供磷、氮、碳元素，加速營養(yǎng)元素在土壤中的循環(huán)和利用，促進肥料利用率，提高土壤供肥能力，增強土壤活性，促進微生物生長，恢復(fù)土壤原有的理化性狀，提高土壤的自我修復(fù)能力[10]。

6種酶的測定中，10 cm位置的土壤酶含量最高，根據(jù)出現(xiàn)的結(jié)果又測定了3個位置的含水量與有機質(zhì)含量，10 cm深度的土壤含水量為50 %左右，有機質(zhì)含量無顯著差異，根據(jù)測定結(jié)果分析，10 cm處土壤酶的活性高主要因為水分含量適中，土壤空氣含量適宜微生物生長，促進酶類活性提高。通過結(jié)果顯示蚯蚓糞的施用是提高土壤理化指標(biāo)的有效方法，是恢復(fù)土壤生態(tài)的積極手段。

參考文獻(xiàn)

[1]???? 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：39-114.

[2]???? 賈德新，李士平，王風(fēng)丹，等.蚯蚓糞對豇豆根際土壤生物學(xué)特征及微生物活性的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，28（2）：318-323.

[3]???? 單穎，趙鳳亮，林艷，等.蚯蚓糞對土壤環(huán)境質(zhì)量和作物生長影響的研究現(xiàn)狀與展望[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，37（6）：11-17.

[4]???? 王明友，井大煒，張紅，等.蚯蚓糞對豇豆土壤活性有機碳及微生物活性的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2016，30（7）：1404-1410.

[5]???? 王繼紅，劉景雙，于君寶，等.氮磷肥對黑土玉米農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮的影響[J].水土保持學(xué)報，2004，18（1）：35-38.

[6]???? 寧川川，王建武，蔡昆爭.有機肥對土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響研究進展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2016，25（1）：175-181.

[7]???? 霍璐陽，李志國，劉晴，等.短密木霉、咪唑乙煙酸和種植大豆對土壤脲酶活性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，46（3）：91-93.

[8]???? 關(guān)松蔭.土壤酶及其研究法[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986：52-56.

[9]???? 郭小強，毛寧，張希彪，等.不同施肥處理對辣椒根際土壤微生物區(qū)系和酶活性的影響[J].作物雜志，2014，18（6）：123-126.

[10]??? 張池，陳旭飛，周波，等.蚓糞施用對土壤微生物特征以及酶活性的影響[J].土壤，2014，46（1）：70-75.

作者簡介：徐洪巖（1982-），男，副研究員，主要研究方向為作物栽培。

通信作者：劉麗，女，助理研究員，主要研究方向為作物栽培，E-mail：shipin201510@163.com。