唐巧玲，陽 劍，黃光福，唐啟源，徐華勤

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128)

脲酶是土壤中最為活躍的水解酶類之一，因其對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)中碳－氮鍵(CO－NH)的水解作用而在土壤氮素循環(huán)中具有重要的作用。張為政［1］指出，脲酶活性的變化與土壤氮素狀況及土壤理化特性有關(guān)。劉建新、邱莉萍等指出，土壤脲酶是敏感的土壤質(zhì)量指標(biāo)，其活性可作為土壤肥力的指標(biāo)，反映土壤肥力發(fā)生的微小變化［2，3］。脲酶活性的提高有利于土壤中穩(wěn)定性較高的有機(jī)氮向有效氮轉(zhuǎn)化，而土壤穩(wěn)定性較高的有機(jī)氮向有效氮轉(zhuǎn)化，能明顯增強(qiáng)稻田土壤供氮能力［4］。不同施氮水平及不同類型的氮肥對(duì)脲酶的影響有很大差異。隨著氮肥施入量的增加，對(duì)土壤脲酶活性的影響也會(huì)越來越大，脲酶的活性對(duì)提高氮肥利用率具有重要意義［5］。

土壤堿解氮也被稱為土壤水解性氮，包括無機(jī)態(tài)氮(銨態(tài)氮、硝態(tài)氮)及易水解的有機(jī)態(tài)氮(氨基酸、酰銨和易水解蛋白質(zhì))，其中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮是速效氮，是脲酶與尿素反應(yīng)后的終產(chǎn)物［6］。因此測(cè)定土壤中堿解氮的含量不僅可以反映土壤近期內(nèi)氮素對(duì)植物的有效供應(yīng)情況，同時(shí)也能衡量脲酶活性的一個(gè)積累效應(yīng)。

通過合理的種植制度和施肥技術(shù)可以提高土壤肥力［7～9］。有研究表明，有機(jī)生產(chǎn)模式能夠提高土壤質(zhì)量，有利于土壤的可持續(xù)利用［10］。閔思桂等［11］指出，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤基礎(chǔ)肥力是形成高產(chǎn)超高產(chǎn)的基礎(chǔ)條件。夏圣益［12］提出，基礎(chǔ)地力低的土壤只有在較高的施肥水平下才能獲得較高的產(chǎn)量。在已有研究的基礎(chǔ)上，筆者通過研究不同水稻栽培模式下土壤各層的脲酶活性及堿解氮含量，以探索栽培模式對(duì)耕作層土壤性質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤采自瀏陽市永安鎮(zhèn)(28°09'N，113°37'E)農(nóng)技站雙季稻試驗(yàn)田，黏土，pH值6.30，含有機(jī)質(zhì) 18.37 g/kg、全氮 1.09 g/kg、速效磷 7.81 mg/kg、速效鉀98.55 mg/kg。該試驗(yàn)田從2009年開始進(jìn)行不同栽培模式的定位試驗(yàn)(表1)，小區(qū)面積40 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

表1 各栽培模式的田間管理措施

1.2 土樣采集

于2011年3月耕田前取樣分析，作為基礎(chǔ)地力。采集方法:使用土鏟，垂直鏟挖，分別采集0～5 cm、5～15 cm和15～25 cm土層的土壤，各小區(qū)用5點(diǎn)混合采樣法采集土樣。采集后風(fēng)干，除去植物根系、石塊等雜質(zhì)，混合均勻，按四分法取適量樣品，進(jìn)行研磨、過篩、裝袋，放在通風(fēng)、干燥處待測(cè)。

1.3 土壤脲酶活性、堿解氮含量的測(cè)定

土壤脲酶活性測(cè)定方法參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》(魯如坤主編)。堿解氮含量的測(cè)定方法用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》(魯如坤主編)中的堿解擴(kuò)散法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Statistic8.0軟件對(duì)不同處理的水稻土進(jìn)行單因素方差分析和 LSD顯著性檢驗(yàn)，利用EXCEL2003做脲酶活性與堿解氮的簡(jiǎn)單相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤堿解氮含量的比較

由圖1可知，同一土層各處理間堿解氮含量差異不顯著，0～5 cm 中 T5最高，5～15 cm、15～25 cm中T4最高，3個(gè)土層深度均以T2處理最低。T2與T5施氮總量相同，但各層土壤堿解氮含量T5均大于T2，說明施氮量的多少不是唯一影響堿解氮含量的因素，栽培模式也影響堿解氮的含量。隨著土層深度增加，堿解氮含量逐漸減少;0～5 cm、5～15 cm、15～25 cm的堿解氮含量分別為138.3 mg/kg、131.1 mg/kg、125.0 mg/kg(為3個(gè)土層各處理均值)。0～5 cm堿解氮含量與15～25 cm堿解氮含量差異極顯著。

圖1 不同栽培模式土壤堿解氮含量

2.2 土壤脲酶活性的比較

由圖2可以看出，不同土層中不同處理脲酶活性變化趨勢(shì)大體相同。0～5 cm中，各處理間差異不顯著，但以T3、T4脲酶活性最高。5～15 cm中，以T4最高，活性高低依次為T4＞T5＞T3＞T2＞T1，T4與T1差異顯著。15～25 cm中，以T4最高，活性高低依次為T4＞T5＞T3＞T2＞T1，T4與 T3、T2、T1差異顯著，T5、T3、T2與T1差異顯著。說明:不同的栽培模式對(duì)土壤表層脲酶活性影響不大，對(duì)土壤深層脲酶活性有一定影響。

圖2 不同土層不同處理脲酶活性

圖3表明，5個(gè)處理的NH3－N的含量均在0.30～0.45 mg/g之間，T4處理平均脲酶活性最高，T1處理脲酶活性最低，T4與T2，T2與T1，T4與T1，T5與T1，T3與T1之間差異顯著，其中T4與T1處理下的脲酶活性差異達(dá)到了極顯著，其脲酶活性高低的順序?yàn)?T4＞T3＞T5＞T2＞T1。0～5 cm、5～15 cm、15～25 cm的脲酶活性分別為0.525 mg/g、0.294 mg/g、0.311 mg/g(為 3 個(gè)土層各處理均值)，0～15 cm隨土層深度增加，脲酶活性降低，但是到了15～25 cm，脲酶活性有所上升，說明土層深度在0～15 cm之間時(shí)脲酶活性隨土壤深度增加而降低，但是到了一定深度活性將維持在一個(gè)水平。

圖3 不同栽培模式脲酶活性

2.3 堿解氮與脲酶活性的相關(guān)性分析

分析結(jié)果表明，土壤0～5 cm土層的脲酶活性和堿解氮含量相關(guān)系數(shù)為0.5272，呈顯著正相關(guān);5～15 cm土層的為0.5589，呈極顯著正相關(guān)，這與前人研究結(jié)果一致［13～15］。15～25 cm脲酶活性與堿解氮含量相關(guān)性不明顯。

3 討論

3.1 不同栽培模式土壤堿解氮含量差異

不同栽培模式同層土壤的堿解氮含量雖然差異不明顯，但可以看出超高產(chǎn)栽培模式各層堿解氮含量高于常規(guī)模式，說明在基礎(chǔ)地力相同的地塊，采用不同的栽培模式對(duì)土壤特性有影響，采取超高產(chǎn)栽培模式不僅可以獲得當(dāng)年高產(chǎn)，還可以增加土壤堿解氮含量，為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期高產(chǎn)提供基礎(chǔ)條件。這與譚周進(jìn)等人的研究結(jié)果一致［16］。

3.2 不同栽培模式土壤脲酶活性的差異

不同栽培模式處理間脲酶活性差異顯著，且處理間土壤脲酶活性隨著施氮水平升高而增強(qiáng)，高氮水平處理的脲酶活性最高，氮空白對(duì)照的脲酶活性最低，處理間土壤脲酶活性高低依為:T4(超高產(chǎn)栽培)＞T3(高產(chǎn)高效栽培)＞T5(高效超高產(chǎn)栽培)＞T2(當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培)＞T1(氮空白)。有研究表明，單施尿素或有機(jī)肥與兩者混施相比，混施對(duì)土壤脲酶活性有更強(qiáng)的促進(jìn)作用，并且高脲酶活性能保持較長(zhǎng)時(shí)間［17］。張東升等人也指出，不同耕作方式對(duì)土壤團(tuán)聚體中脲酶活性影響明顯［18］;黃碧芳等［19］也指出超高產(chǎn)栽培模式有利于改善土壤通氣性，增強(qiáng)微生物數(shù)量及提高微生物活性。說明超高產(chǎn)栽培模式可促進(jìn)深層土壤脲酶保持較高活性，可間接提高氮肥利用率［4］。

3.3 不同土層堿解氮含量與脲酶活性

試驗(yàn)結(jié)果表明隨著土層深度的增加堿解氮含量逐漸減少，這與劉淑英［20］的研究結(jié)果一致。脲酶活性在一定土層深度范圍內(nèi)隨深度增加而降低，降至一定深度便不再降低。而劉淑英的研究結(jié)果為:土壤脲酶活性存在空間差異，脲酶活性隨土層深度增加而降低。這可能是本研究所取的值是所有栽培方式的平均值，超高產(chǎn)栽培深層土壤脲酶活性高，導(dǎo)致研究結(jié)果有差異。

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