不同施肥處理對春季生菜土壤酶活性的影響

閻佩云 ，吳 月 ，賈小衛(wèi)

(1.商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院,陜西 商洛 726000；2.商洛盛澤農(nóng)林科技發(fā)展有限公司,陜西 商洛 726000)

0 引言

土壤酶是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的成分之一[1～2]，可以促進土壤中有機質(zhì)的分解以及土壤營養(yǎng)成分的循環(huán)與轉(zhuǎn)化。肥料是蔬菜生長發(fā)育所必需的因素之一，施肥種類的不同不僅直接影響蔬菜的產(chǎn)量、品質(zhì)，而且通過影響根、莖、葉、等器官的建成與功能，最終影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，在生菜生產(chǎn)中人們常常通過施肥來增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)。施用肥料不但可以直接影響到土壤酶的活性和土壤營養(yǎng)成分的利用與積累，而且還可以通過改變生態(tài)環(huán)境，來進一步影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[3～4]。有研究指出增施有機肥的蔬菜作物不僅具有較高含量的維生素C，而且使得蔬菜硝酸鹽低含量顯著降低，在蔬菜栽培方面其綜合效果優(yōu)于只施用化肥[5～7]。此外，相比于常規(guī)施肥，單施有機肥或有機肥替代部分化肥的土壤常規(guī)養(yǎng)分含量均不同程度升高，并且土壤酶活性也有不同程度提高[8]。

目前，國內(nèi)對秦嶺南麓地區(qū)黃褐土土壤春季在不同施肥方式處理下種植生菜的根際土壤酶活性研究尚不多見。因此，筆者研究在陜西省商洛市地區(qū)利用不同化肥有機肥配施比例處理，選取生菜作為實驗材料，采用大田栽培方式培養(yǎng)，對生菜根際的土壤酶指標(biāo)進行測定研究，以期對秦嶺南麓地區(qū)蔬菜的優(yōu)質(zhì)栽培以及農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗地概況

試驗于2021年4月中旬至2021年5月底在陜西省商洛市商州區(qū)王巷村的試驗田進行。該試驗基地土壤是典型的黃褐色土類型，經(jīng)過測定土壤pH值為6.5～7.0，有機質(zhì)、全氮、全磷含量分別為7.6 g/kg、0.97 g/kg、0.13 g/kg。

1.2 實驗材料

試驗生菜(LactucasativaL. var. ramosa Hort.)品種為大速生生菜，試驗化肥為澳特爾復(fù)合肥料，商品有機肥為河北德沃多肥料有限公司生產(chǎn)制造，菌渣發(fā)酵有機肥為教師科研項目研制，主要由蘑菇渣和菌劑發(fā)酵而成。

1.3 實驗設(shè)計

試驗總共8個處理，即不施肥(CK組作為空白對照，化肥(T1)，商品有機肥(T2)，菌渣發(fā)酵有機肥(T3)，化肥+商品有機肥(T4)，75%化肥+25%菌渣發(fā)酵有機肥(T5)，50%化肥+50%菌渣發(fā)酵有機肥(T6)，25%化肥+75%菌渣發(fā)酵有機肥(T7)，具體見表1，每個處理3次重復(fù)。小區(qū)面積3 m×3 m 壟長3 m，壟寬0.2 m，壟高0.15 m。各小區(qū)隨機排列。定期進行田間澆水、病蟲害管理。

1.4取樣及指標(biāo)測定

土壤樣品的采集分為三個階段，播種前土樣，生菜出苗期土樣，生菜收獲期土樣。2021年4月27日進行生菜出苗期土壤樣品采集，對生菜田進行S形路線隨機采樣，采取土壤深度大約10 cm左右的土壤，將采集好的土樣裝入標(biāo)記好的密封袋內(nèi)，帶回實驗室就行風(fēng)干處理。5月27日進行生菜成熟期土壤樣品的采集，同樣采取S形路線采樣，將采集好的土樣帶回實驗室進行風(fēng)干處理。將風(fēng)干好的土樣過1 mm和0.25 mm的篩子以備用。

表1 不同施肥處理

土壤酶測定方法采用常見的關(guān)松蔭老師[9]的測定方法。具體為脲酶采用的是靛酚藍比色的方法，酸性磷酸酶用磷酸苯二鈉比色法，過氧化氫酶用的是高錳酸鉀滴定的方法。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

試驗數(shù)據(jù)用EXCEL2007進行處理分析，再用SPSS18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，最后采用單因素方差分析進行方差比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤脲酶活性的影響

土壤脲酶是水解酶的一種，能酶促有機質(zhì)水解以及酶促土壤中的尿素水解成氨[10]。土壤脲酶的活性與土壤中有機質(zhì)、全氮、有機磷的含量多少相關(guān)。在本實驗中，與對照相比，出苗期化肥配施菌渣發(fā)酵肥不同配比處理T5、T6、T7比單施化肥處理(T1)的生菜根際的脲酶活性分別提高了56.1%、57.1%、47.9%。不同處理中T7脲酶活性最大，CK則為最小。這項結(jié)果表明，菌渣發(fā)酵有機肥與化肥不同配比配施處理均提高了生菜根際脲酶的活性。具體情況見圖1。

圖1 不同時期不同處理土壤脲酶活性

2.2 不同施肥處理對酸性磷酸酶活性的影響

土壤磷酸酶是土壤有機磷能夠被催化、進行化合物礦化的一類酶，它的活性高低將會決定其生物有效性以及土壤中有機磷的分解轉(zhuǎn)化速率。不過在筆者實驗中不同配比配施處理T5、T6、和T7處理土壤酸性磷酸酶活性較CK增加幅度不顯著。出苗期和收獲期各處理下均無顯著差異。

圖2 不同時期不同處理酸性磷酸酶活性

圖3 不同時期不同處理過氧化氫酶活性

2.3 不同施肥處理對過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫在土壤中普遍存在，主要是由生物呼吸過程和有機物的生物化學(xué)氧化反應(yīng)產(chǎn)生，給生物和土壤帶來毒害作用[11]。土壤中很多微生物以及植物根系都能夠分泌出過氧化氫酶，將過氧化氫分解成水和氧，從而解除過氧化氫對植物的毒害作用[12]。由圖3可知，各個小區(qū)出苗期的過氧化氫酶活性之間的差異沒有達到顯著水平。與出苗期相比，不同施肥處理較CK的土壤過氧化氫酶活性均有提高。隨著化肥配比的減少和生菜植株的生長，收獲期的化肥配比菌渣發(fā)酵有機肥處理的生菜根際土壤過氧化氫酶活性增量較為明顯，而單施化肥過氧化氫酶活性顯著下降?？傮w來看，商品有機肥和化肥+菌渣發(fā)酵有機肥不同配比配施處理均可提高土壤過氧化氫酶活性。

3 討論與結(jié)論

土壤酶活性高低可以在一定程度上反映出土壤的肥力水平。土壤中會存在一些微生物，它們會幫助土壤營養(yǎng)元素進行轉(zhuǎn)化，微生物的功能還關(guān)系土壤酶的活性[14]?；蚀钆洳煌壤木袡C肥對生菜根際土壤酶活性的影響有所不同。首先，與T1處理相比，商品有機肥T2和筆者實驗所用菌渣發(fā)酵有機肥T3處理均可提高生菜根際的脲酶、過氧化氫酶活性。說明實驗發(fā)酵的菌渣有機肥性能效果明顯。其次，菌渣發(fā)酵有機肥配施化肥處理顯著提高了生菜根際土壤過氧化氫酶及脲酶的活性，說明菌渣發(fā)酵肥在不同配比化肥施用量的情況下可以影響生菜的根際土壤酶的活性，減施化肥增施菌渣發(fā)酵有機肥能顯著提升春季生菜根際土壤酶的活性，在筆者實驗中施用75%化肥+25%菌渣發(fā)酵肥處理T7提升活性最大。此外也有研究表明通過減少施用化肥、增施菌渣發(fā)酵有機肥，可進一步改善土壤質(zhì)地、養(yǎng)分情況和各種酶活性，影響蔬菜的生長代謝及生存條件，進一步影響農(nóng)業(yè)作物產(chǎn)品的品質(zhì)。當(dāng)然，蔬菜的品質(zhì)也會受到水肥管理、地理環(huán)境、氣候等多種因素不同程度的影響[13]。在大田種植生菜栽培中，我們施用的菌渣發(fā)酵有機肥與化肥配合施用的處理方式，非常有利于土壤中有機質(zhì)的積累以及土壤氮素在土壤中的轉(zhuǎn)化，也能夠更加利于生菜種植品質(zhì)生產(chǎn)質(zhì)量的提升[14]。適量增施菌渣發(fā)酵有機肥，并減施化肥，可相應(yīng)提高生菜品質(zhì)，提升土壤酶活性[15～16]。

試驗結(jié)果表明，與CK組對照相比，菌渣發(fā)酵有機肥在與化肥不同配比梯度搭配施用下提高了生菜根際脲酶、過氧化物酶活性，進一步提高了氮素在土壤中的吸收與利用。除此之外，不同配比減氮肥配施菌渣發(fā)酵有機肥(T5、T6、T7)的酶活性總體均高于常規(guī)施肥(T1、T2、T3、T4)處理。由此可見，不同配比氮肥配施菌渣發(fā)酵有機肥方式有利于改善土壤質(zhì)量，能有效提升土壤酶活性并且促進土壤中各種養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化及物質(zhì)循環(huán)，提高土壤肥力。