王天平，周連仁

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

鹽堿化是世界性的土壤退化問(wèn)題，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的損失。由于不合理的灌溉、過(guò)度使用化肥和植被破壞，土地鹽堿化越來(lái)越嚴(yán)重[1]。隨著土地資源的緊張，如何改良并利用大面積的鹽堿土發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)，是國(guó)際上和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)迫切需要解決的重大課題[2]。因此，各國(guó)科研人員一方面利用傳統(tǒng)的方法（水利工程措施、農(nóng)業(yè)生物措施、化學(xué)改良措施和培育抗鹽品種）改良鹽堿土，另一方面更加注重時(shí)空變化條件下田間植物的耐鹽性及其耐鹽生理指標(biāo)的研究，并建立新的植物耐鹽特性及生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)[3]。黑龍江省是鹽漬化土壤，屬于內(nèi)陸型鹽漬土，總面積7250 km2，占全省總面積的1.5%，長(zhǎng)期以來(lái)，一直制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。因此研究治理鹽漬地的有效措施，控制其生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化，將對(duì)改善鹽漬化土壤理化性質(zhì)，增加農(nóng)業(yè)可耕地面積，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少土地資源浪費(fèi)，使土地資源可持續(xù)發(fā)展起到重要作用。

該項(xiàng)研究采用地膜覆蓋、秸稈覆蓋、石膏、草炭、糠醛、牛糞等改良方法來(lái)改良鹽堿土，研究不同改良方法對(duì)鹽堿土的理化性質(zhì)、土壤酶活性和玉米產(chǎn)量的影響，建立適應(yīng)當(dāng)?shù)佧}堿土改良的措施，合理開(kāi)發(fā)和利用當(dāng)?shù)氐柠}堿土資源。由于土壤酶參與土壤各種生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，與土壤供應(yīng)養(yǎng)分能力密切相關(guān)[4-5]，因此，研究以具有代表性的土壤酶（土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶）活性為重點(diǎn)。這主要因?yàn)橥寥肋^(guò)氧化氫酶的活性可以表征土壤總的生物學(xué)活性和肥力狀況。土壤脲酶活性與土壤的微生物量、有機(jī)質(zhì)、全氮和速效氮含量呈正相關(guān)，其活性可表征土壤的氮素狀況；土壤的轉(zhuǎn)化酶活性可以表征土壤的熟化程度和肥力水平。因而，研究堿化土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶的活性及其與鹽分關(guān)系尤為重要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)基本概況

實(shí)驗(yàn)地在黑龍江省蘭西縣平山鎮(zhèn)吉星村，東經(jīng)126°0′7"，北緯46°24′3"，海拔171 m。屬大陸性季風(fēng)氣候，歷年平均無(wú)霜期130 d，年有效積溫2500～2700℃，年平均氣溫2.9℃，正常年降水量在450 mm左右。供試土壤的理化性質(zhì)為:深度0～15 cm、全氮1.23 g·kg-1、有機(jī)質(zhì)23.77 mg·g-1、堿化度21.3%、pH 8.36、速效氮109.07 mg·kg-1、速效磷 16.90 mg·kg-1、速效鉀 176.67 mg·kg-1、電導(dǎo)率 1.78 ms·cm-1。

1.2 試驗(yàn)方法

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，處理為13個(gè)，每個(gè)處理3次重復(fù)，共計(jì)39個(gè)小區(qū)，65 cm寬壟，7壟區(qū)，區(qū)長(zhǎng)10 m，試驗(yàn)小區(qū)面積45.5 m2，試驗(yàn)區(qū)全部面積約為2655.25 m2。具體處理為:

A:對(duì)照；B:配方施肥；C100:控釋肥（N:100 kg·hm-2）；C120:控釋肥（N:120 kg·hm-2）；D:地膜覆蓋；E:秸稈覆蓋；F:石膏；G:草炭；H:葉面肥；I:牛糞；J:糠醛；K:豬糞；L:綜合處理（淺翻深松+地膜覆蓋+配方肥+牛糞+草炭+葉面肥）。

對(duì)照處理A中無(wú)機(jī)肥施用量按當(dāng)?shù)厥┓柿?氮肥143 kg·hm-2，磷肥103 kg·hm-2，鉀肥72 kg·hm-2。配方肥中氮肥 140 kg·hm-2，磷肥 80 kg·hm-2，鉀肥85 kg·hm-2。有機(jī)肥100 kg·hm-2。牛糞中氮素含量為0.34%，豬糞中氮素含量為0.45%，糠醛1000 kg·hm-2中氮素含量為9%，草炭66.67 kg·hm-2，秸稈覆蓋為 40 kg·hm-2，石膏施用量為 33.34 kg·hm-2，所有處理的N素含量相同?？啡┰?、草炭、牛糞、豬糞均一次性施入。葉面肥選用的是哈爾濱細(xì)胞農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的噻特美細(xì)胞酶，在玉米6～8片葉子展開(kāi)時(shí)噴施400倍液的葉面營(yíng)養(yǎng)劑用量為500mL·hm-2。

指示作物:玉米（品種為郝育18）。

1.3 測(cè)定方法

每個(gè)生育期?。?～15 cm）土樣進(jìn)行測(cè)定。土壤鹽分用電導(dǎo)法測(cè)定[9]；過(guò)氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法；脲酶活性用奈氏比色法[7]；轉(zhuǎn)化酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法[8]。

過(guò)氧化氫酶活性以每克土消耗0.1mol·L-1高錳酸鉀毫升數(shù)表示；脲酶活性以 NH3-N（μg·g-1·h-1）表示；轉(zhuǎn)化酶活性以24 h候土壤中葡萄糖的毫克數(shù)表示；土壤鹽分用水土比（5∶1）電導(dǎo)率表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良措施對(duì)土壤鹽分的影響

土壤水溶性鹽是鹽堿土的一個(gè)非常重要的屬性，是限制作物生長(zhǎng)的障礙因素。土壤電導(dǎo)率是可溶性鹽分總量的一個(gè)度量的總體指標(biāo)，它的變化基本上反映土壤溶液中水溶性鹽分的狀況。土壤中可溶性鹽組成不同，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的抑制和毒害作用也不相同。碳酸鈉、碳酸氫鈉對(duì)作物危害最大，使土壤pH值升高，改變土壤理化性狀、水分、空氣狀況等，不利于植物生長(zhǎng)。

定期測(cè)定土壤的可溶性鹽分總量，對(duì)了解土壤的鹽漬化程度、對(duì)種子發(fā)芽和作物生長(zhǎng)以及擬定改良鹽堿土措施具有十分重要的意義。

如圖1所示表明不同處理在整個(gè)觀測(cè)期（2008年）內(nèi)土壤電導(dǎo)率的變化曲線呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，2008年5月22日～6月27日，從總體上看，土壤的電導(dǎo)率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，并在6月27日達(dá)到最大值，6月27日～8月21日呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而從8月21日～9月29日又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。各處理之間差異不顯著。

這種變化規(guī)律的原因是5月22日～6月27日，天氣干旱，蒸發(fā)量大，鹽分聚集在表面致使鹽分達(dá)到最大值。而從6月27日起，黑龍江省開(kāi)始進(jìn)入雨季，隨著降水量的增加，各個(gè)處理均能使土壤中的鹽分隨水向下淋洗，使土壤鹽分降低，直至8月21日達(dá)到最低，雨季過(guò)后，隨著淋洗作用的減弱，土壤鹽分從8月21日～9月29日又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。從圖中可以看出，在整個(gè)觀測(cè)期，各個(gè)處理的土壤鹽分均低于對(duì)照處理A，并且處理L:綜合處理的改良效果最明顯，其次是G:草炭、J:糠醛、I:牛糞、K:豬糞等，這是因?yàn)槭┤氩煌袡C(jī)物（料）可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，土壤代換量增加，破壞了鹽分上升，減緩表土鹽分的積累，降低表土含鹽量，從而使全鹽量降低。其他處理也能不同程度的降低土壤鹽分，但是效果不明顯。

圖1 不同改良措施對(duì)土壤鹽分的影響（2008年）Fig.1 Effects of different improvement measures on soil salinity

2.2 不同改良措施對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶是土壤有機(jī)體的一類非常重要的代謝動(dòng)力，其存在使土壤中的生物和生物化學(xué)過(guò)程能夠持續(xù)進(jìn)行，在生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用。土壤酶與土壤質(zhì)量的很多理化指標(biāo)有密切關(guān)系，在一定程度上反映了土壤的質(zhì)量狀況，且對(duì)環(huán)境等外界因素引起的變化較敏感,是土壤質(zhì)量的潛在性敏感指標(biāo)。其中脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶更是從本質(zhì)上反映了土壤中氮、碳、磷的轉(zhuǎn)化強(qiáng)度，以及pH和通透性等多種狀態(tài)。

由表1可知，不同處理均不同程度地提高了土壤酶活力，其中處理L的效果最好。在不同處理下，脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶酶活力相較于對(duì)照分別提高了7.6%～64.4%，29.5%～79.1%和13.0%～49.7%，且各處理之間都達(dá)到了差異顯著水平。

2.3 土壤鹽分與土壤酶活性的相關(guān)性

結(jié)果見(jiàn)圖2～4。

由圖2～4可見(jiàn)隨著土壤電導(dǎo)率的增加，土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶均不同程度的降低，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。通過(guò)對(duì)土壤電導(dǎo)率和土壤酶活性的相關(guān)分析可知:土壤電導(dǎo)率與土壤脲酶呈乘冪關(guān)系，土壤有機(jī)質(zhì)與過(guò)氧化氫酶呈線性關(guān)系，與土壤轉(zhuǎn)化酶呈指數(shù)關(guān)系，由此，可以得出土壤鹽分（用土壤電導(dǎo)率表示）與土壤酶活性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)測(cè)定土壤電導(dǎo)率可以判斷土壤酶的一般變化趨勢(shì)。

表1 不同改良措施的土壤酶活性及顯著性比較Table1 Soil enzyme under different treatments and significant comparison

圖2 不同處理土壤電導(dǎo)率與土壤脲酶活性的關(guān)系Fig.2 Relationship of soil electric conductivity and soil urease activity under different treatments

圖3 不同處理土壤電導(dǎo)率與土壤過(guò)氧化氫酶活性的關(guān)系Fig.3 Relationship of soil electric conductivity and catalase activity under different treatments

圖4 不同處理土壤電導(dǎo)率與土壤轉(zhuǎn)化酶活性的關(guān)系Fig.4 Relationship of soil electric conductivity and invertase activity under different treatments

3 討論

通過(guò)試驗(yàn)可知不同改良措施均能不同程度的降低土壤鹽分，這主要是因?yàn)槔貌煌袡C(jī)物（料）對(duì)鹽堿土進(jìn)行改良，增加了土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)中含有很多的大分子羧基，這些基團(tuán)顯弱酸性，并且均有很強(qiáng)的緩沖能力和吸附能力，不但能中和一部分土壤中的堿性物質(zhì)，而且還能夠吸附鹽基離子使電導(dǎo)率有所下降。

不同改良措施均能提高土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶的活性，總體來(lái)看:草炭、糠醛、豬糞、牛糞改良效果好于地膜、秸稈等，糠醛、豬糞、牛糞會(huì)增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，從而提高了土壤酶的活性。

4 結(jié)論

不同改良措施均能不同程度降低土壤鹽分，L:綜合處理（淺翻深松+地膜覆蓋+配方肥+牛糞+草炭+葉面肥）改良效果最好。

不同改良措施均能不同程度的提高土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶的活性，處理L的改良效果最好。通過(guò)對(duì)土壤電導(dǎo)率與土壤酶活性相關(guān)性分析，土壤鹽分與土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶有極好的負(fù)相關(guān)性，根據(jù)這一規(guī)律可以根據(jù)土壤電導(dǎo)率來(lái)推斷土壤酶活性的變化。為更好地確立鹽漬化土酶活性變化的關(guān)系，需進(jìn)一步考慮影響酶活性的其他因素，建立多因素的數(shù)學(xué)回歸模型。

[1]李取生,李秀軍,李曉軍,等.松嫩平原蘇打鹽堿地治理與利用[J].資源科學(xué),2003,25(1):15-20.

[2]李秀軍,李取生,王志春,等.松嫩平原西部鹽堿地特點(diǎn)及合理利用研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2002,23(5):361-364.

[3]馮振生,閆孝貢,高玉山,等.石膏改良蘇打鹽堿土研究[J].土壤通報(bào),2001,6(32):97-101.

[4]李東坡,武志杰,陳利軍.土壤生物學(xué)活性對(duì)施入有機(jī)肥料的響應(yīng)—土壤酶活性的響應(yīng)[J].土壤通報(bào),2003,34(5):463-468.

[5]周禮愷,張志明.土壤酶的測(cè)定方法[J].土壤通報(bào),1980,11(5):37-38.

[6]趙蘭波,姜巖.土壤轉(zhuǎn)化酶的方法探討[J].土壤通報(bào),1986,17(3):138-141.

[7]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000:183.

[8]楊萬(wàn)勤,王開(kāi)運(yùn).土壤酶研究動(dòng)態(tài)與展望[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2002,8(5):564-570.

[9]Deng S P,Tabatabai M A.Cellulase activity of soil[J].Soil&Biol&Biochem,1994,26:1347-1354.