孔 靜，劉 雙，徐林林，董元杰，王艷華

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院土肥資源高效利用國家工程實驗室，山東泰安，271018)

從20世紀60年代開始，美國、日本等發(fā)達國家就著手研究和改進化肥的制作技術(shù)，力求從改變化肥本身的特性來提高肥料的利用率，相繼研制并推出控釋肥料系列產(chǎn)品，使化肥的利用率得以大幅度提高［1］。我國于20世紀70年代初期開始研究包膜緩/控釋肥料，但未形成規(guī)模生產(chǎn)。20世紀80年代末期再度重視包膜緩/控釋肥料的研究，發(fā)展很快，國內(nèi)已有多家研究單位具備試制包膜肥料的實驗設(shè)備［2，3］。我國從20世紀80年代中期開展有機高分子聚合物包膜肥料的研制工作。目前以樹脂包膜和硫包膜為代表的控釋肥料己在國內(nèi)得到大面積推廣［4，5］。

隨著包膜控釋肥料的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴大，殘留在土壤中的控釋肥的樹脂膜殼和硫磺膜殼會不會對土壤產(chǎn)生影響，控釋肥膜殼能否降解及其降解的機理，一直是人們關(guān)注的問題［6］。戴九蘭、張慶富等［7，8］研究了控釋肥樹脂殘膜對土壤某些物理性質(zhì)和作物生長的影響。土壤微生物和酶作為土壤的重要組成部分，對維持土壤質(zhì)量有著極其重要的作用，是評價土壤質(zhì)量和影響控釋肥膜殼降解的重要指標［9］，劉明等［10］在盆栽小麥條件下進行了初步研究。而花生是一種重要的油料作物，能夠利用根瘤菌自生固氮，且與禾本科作物相比具有不同的根際環(huán)境［11］。因此，研究盆栽花生條件下不同控釋肥殘膜對土壤酶活性和土壤微生物碳氮磷的影響，對于深入揭示控釋肥的肥效機理和膜殼降解機制具有重要意義，同時可為控釋肥的研制與成品改進提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試膜殼制備

膜殼制備:用熱水浸泡硫包膜控釋肥和樹脂包膜控釋肥，取出硫膜和樹脂膜，先用自來水浸泡沖洗肥料膜，再用蒸餾水反復(fù)浸泡并沖洗之后，置于干燥箱中烘干備用。

1．2 試驗設(shè)計

供試盆栽土壤采自山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院試驗田，土壤類型為棕壤?；纠砘再|(zhì):堿解氮 48．89 mg/kg，速效磷53．63 mg/kg，速效鉀80．99 mg/kg，全氮 1．23 g/kg，電導(dǎo)率 86．1 ×10－4S/m，有機質(zhì)10．74 g/kg。試驗采用上口內(nèi)徑30 cm，底部內(nèi)徑15 cm，深25 cm的塑料盆，每盆裝土5 kg，將稱好的土(過篩孔尺寸為1 mm的篩)和肥料膜殼在1．5 m×1．5 m塑料布上充分混勻后，裝入盆中。普通復(fù)合肥料為N-P2O5-K2O=15-15-15氯基復(fù)合肥料，作為基肥施入。將花生種子放入盆中，30 d后每盆留3棵花生苗，整個生育期各盆澆水量保持一致。供試花生品種:小白沙。

表1 肥料膜殼試驗處理 g·kg－1

盆栽試驗共設(shè)7個處理(表1)，CK為空白，不施膜殼;CRFS表示硫包膜控釋肥膜殼;CRFR表示樹脂包膜控釋肥膜殼;數(shù)字1，2，3分別代表3個控釋肥膜殼施用水平。各處理均3次重復(fù)。

1．3 測定項目和方法

1．3．1 土壤樣品的采集 在花生結(jié)莢期和成熟期分別取土，挑出其中混雜的控釋肥膜殼(避免對取出的土壤樣品產(chǎn)生影響)，風(fēng)干，過篩。測定花生結(jié)莢期土壤酶活性。測定花生成熟期土壤酶活性和土壤微生物量C，N，P。

1．3．2 土壤酶活性及微生物量碳氮磷的測定 土壤微生物量C，N，P的測定采用氯仿熏蒸，0．5 mol/L K2SO4浸提，浸提液中的有機C采用重鉻酸鉀氧化-硫酸亞鐵滴定法，全N采用凱氏定氮法測定;土壤微生物量P采用氯仿熏蒸，0．5 mol/L NaHCO3浸提，用鉬銻抗比色法測定。土壤中酶活性測定，脲酶:苯酚鈉比色法測定，以24 h內(nèi)1 g土壤中NH3-N的質(zhì)量(mg)表示;過氧化氫酶:0．1 mol/L KMnO4滴定法測定，以1 g土壤培養(yǎng)30 min消耗的0．1 mol/L的KMnO4體積(mL)表示;磷酸酶:用比色法測定，以1 g土壤37℃下培養(yǎng)24 h后所消耗的酚的質(zhì)量(mg)表示。

1．4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2003和DPS 7．05軟件進行統(tǒng)計分析，LSD法進行差異顯著性檢驗(P﹤0．05)。

2 結(jié)果與分析

2．1 控釋肥膜殼對土壤酶學(xué)指標的影響

土壤中施用控釋肥殘膜對土壤脲酶、過氧化氫酶和磷酸酶活性產(chǎn)生一定的影響(表2)。結(jié)莢期，施用樹脂膜處理(CRFR1，CRFR2和CRFR3)土壤脲酶活性要高于CK處理，且分別提高11．48%，10．36%和1．88%，而施用硫膜處理(CRFS1，CRFS2和CRFS3)，土壤脲酶活性要低于CK處理。

表2 控釋肥膜殼對土壤酶活性的影響 mg·g－1

各施用膜殼處理土壤過氧化氫酶活性高于CK處理，且除CRFS3外，其它處理與CK處理差異顯著。各處理土壤磷酸酶活性差異不顯著，這說明膜殼對土壤酶活性的影響主要表現(xiàn)在對脲酶和過氧化氫酶活性上，而對土壤磷酸酶活性影響不大。成熟期施用硫膜和樹脂膜處理顯著提高了土壤脲酶活性，這與結(jié)莢期有所不同，說明硫膜能提高花生成熟期土壤脲酶活性。此時，與CK處理相比，施用硫膜和樹脂膜處理土壤過氧化氫酶活性提高3．62% ～118．84%，磷酸酶活性提高7．46% ～28．36%。

2．2 控釋肥膜殼對土壤微生物量碳含量的影響

在花生成熟期，除CRFR2處理土壤微生物碳含量高于CK處理外，其它施用膜殼處理土壤微生物碳含量均低于CK處理(圖1)，硫膜處理(CRFS1和CRFS3)的土壤微生物量碳相對較低。其中，施用硫膜處理的(CRFS1，CRFS2和CRFS3)土壤微生物量碳含量分別降低6．81%，0．80%和6．98%，且CRFS1和CRFS3處理與CK處理差異顯著。總體來講，樹脂膜和硫膜處理均以中等膜處理時土壤微生物量碳含量最大。

2．3 控釋肥膜殼對土壤微生物量氮含量的影響

成熟期土壤微生物氮含量變化不大，與CK相比，各施用膜殼處理間差異不顯著(圖2)。施用樹脂膜3個處理(CRFR1，CRFR2和CRFR3)和硫膜3個處理(CRFS1，CRFS2和CRFS3)的微生物量氮含量均以中等膜含量時最大。另外，在一定范圍內(nèi)，隨著殘膜施用量的增大，對土壤微生物量氮值無明顯影響。硫膜和樹脂膜對土壤微生物量氮含量影響不同，樹脂膜處理對土壤微生物量氮含量的降低程度要大于硫膜處理。

2．4 控釋肥膜殼對土壤微生物量磷含量的影響

各處理土壤微生物量磷含量按照CRFR2﹥CK﹥CRFS2﹥CRFR1﹥CRFS1﹥CRFR3﹥CRFS3的順序遞減(圖3)。

與不施膜殼處理(CK)相比，僅CRFR2處理土壤微生物量磷含量提高，其它5個處理土壤微生物量磷含量均降低。這說明，在土壤中施用控釋肥膜殼硫膜和樹脂膜均明顯降低了土壤微生物量磷含量，這與硫膜和樹脂膜影響了土壤細菌和微生物活性有關(guān)。硫膜和樹脂膜對土壤微生物量磷含量的影響有差異，由圖3可以看出，硫膜對土壤微生物量磷含量的影響要大于樹脂膜處理。另外，施用膜殼的3個用量處理間，均以中等用量的土壤微生物量磷含量最高，高用量的土壤微生物量磷含量反而降低。

圖1 控釋肥膜殼對土壤微生物量C含量的影響

圖2 控釋肥膜殼對土壤微生物量N含量的影響

圖3 控釋肥膜殼對土壤微生物量磷含量的影響

3 結(jié)論

土壤中施用控釋肥殘膜對土壤脲酶、過氧化氫酶和磷酸酶活性產(chǎn)生一定的影響。由于膜殼材質(zhì)不同，對土壤酶活性的影響不同。各處理土壤磷酸酶活性差異不顯著，這說明膜殼對土壤磷酸酶活性影響不大，對土壤酶活性的影響主要表現(xiàn)在對脲酶和過氧化氫酶活性的影響上;硫膜能提高花生成熟期土壤脲酶活性。土壤微生物量碳是評價土壤微生物參與土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化循環(huán)能力的重要指標，微生物量氮是土壤氮素的一個重要儲備庫，在土壤氮素循環(huán)與轉(zhuǎn)化過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。試驗中樹脂膜和硫膜處理的微生物量碳氮均以中等膜處理時含量最大，在一定范圍內(nèi)，隨著殘膜加入量的增大，對土壤微生物量碳氮含量無明顯影響。硫膜和樹脂膜對土壤微生物量氮含量影響不同，樹脂膜對土壤微生物量氮含量的降低程度要大于硫膜處理;樹脂膜和硫膜處理均以中等量(2 g/kg)處理時微生物量碳和氮含量最大，施用控釋肥殘膜處理明顯降低了微生物量磷含量。

［1］李慶逵，朱兆良，于天仁．中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的肥料問題［M］．南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，1998．

［2］樊小林，廖宗文．控釋肥料與平衡施肥和提高肥料利用率［J］．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1998，4(3):219-223．

［3］王亮，秦玉波，于閣杰，等．新型緩控釋肥的研究現(xiàn)狀及展望［J］．吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，33(4):38-42．

［4］張民，史衍璽，楊守祥，等．控釋和緩釋肥的研究現(xiàn)狀與進展［J］．化肥工業(yè)，2001，28(5):27-30，63．

［5］許秀成，李萍，王好斌．包裹型緩釋/控制釋放肥料專題報告第一報概念區(qū)分及評判標準［J］．磷肥與復(fù)肥，2000，15(3):1-6．

［6］耿毓清，張民，段路路，等．控釋肥殘膜對土壤物理性質(zhì)及油菜生長效應(yīng)的影響［J］．水土保持學(xué)報，2006，20(4):94-97．

［7］戴九蘭，史衍璽，楊守祥．控釋肥殘膜對土壤性質(zhì)和作物生長的影響［J］．山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2002，33(3):322-325．

［8］張慶富，張民，宗曉慶，等．控釋肥硫膜對棕壤酸堿平衡體系的影響［J］．水土保持學(xué)報，2010，24(2):184-187，191．

［9］劉明，張民，楊越超，等．控釋肥殘膜對小麥各生育期土壤微生物和酶活性的影響［J］．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2011，17(4):1 012-1 017．

［10］劉恩科，趙秉強，李秀英，等．長期施肥對土壤微生物量及土壤酶活性的影響［J］．植物生態(tài)學(xué)報，2008，32(1):176-182．

［11］董元杰，張民，萬勇善，等．3種控釋摻混肥對花生農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的影響［J］．北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2008，23(4):12-16．