楊程++劉秋香

摘要：通過盆栽試驗，研究有機肥與不同用量無機肥配施對土壤理化性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)及番茄生長的影響。結(jié)果表明，施肥能提高土壤養(yǎng)分含量。土壤中4種酶（脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和堿性磷酸酶）活性以單施有機肥（T1）最高。3個有機無機肥配施處理中，隨化肥用量的增加，微生物量碳和4種酶活性呈降低趨勢。土壤微生物量碳、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶含量與土壤有機碳、全氮、堿解氮、速效磷含量呈極顯著相關(guān)。本試驗條件下，以T2處理即1 kg土壤中M-N-P2O5-K2O用量為33.333 g-0.133 g-0.071 1 g-0.169 g的番茄產(chǎn)量最高。

關(guān)鍵詞：施肥處理；理化性質(zhì)；微生物量碳；酶活性；番茄產(chǎn)量

中圖分類號： S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0256-03

收稿日期：2015-04-23

基金項目：江蘇省科技支撐（社會發(fā)展）計劃（編號：BE2014722）。

作者簡介：楊程（1983—），男，江蘇淮安人，碩士，工程師，從事土壤污染分析研究。Tel：（025）51816320；E-mail：yc384522@163.com。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥的施用在提高作物產(chǎn)量的同時也會引起土壤質(zhì)量的變化。許多研究表明，土壤生物學(xué)指標(biāo)能夠較早地預(yù)測土壤質(zhì)量的變化，是土壤質(zhì)量變化最敏感的指標(biāo)[1-3]，也是土壤健康的決定性因素。如土壤中的各種酶（蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶）和微生物生物量碳已成為評價土壤肥力和土壤微生物多樣性的重要指標(biāo)之一[3-4]。設(shè)施栽培是一種具有集約化生產(chǎn)程度高、復(fù)種指數(shù)高、肥料施用量大、無雨水淋洗、高溫高濕、高蒸發(fā)量、反季節(jié)栽培等特點的環(huán)境調(diào)控農(nóng)業(yè)[5]。在日光溫室栽培蔬菜生產(chǎn)中盲目施肥，特別是過量施肥現(xiàn)象十分嚴(yán)重[6-7]。番茄是目前蔬菜中栽培面積較大、施肥量較多的蔬菜，施肥對番茄品質(zhì)和質(zhì)量以及農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響已引起廣泛關(guān)注[6-8]，但同時研究施肥用量對土壤生物學(xué)指標(biāo)和番茄生長的影響較少。針對這一問題，按照當(dāng)前設(shè)施栽培施肥方式，本試驗設(shè)計不同施肥水平研究土壤生物學(xué)性質(zhì)的變化及其與土壤肥力的關(guān)系，為尋求作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的土壤生態(tài)化學(xué)環(huán)境，更好地培肥土壤提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

供試番茄為魯粉2號，土壤采自山東泰安郊區(qū)農(nóng)田，土壤類型為棕壤，供試土壤的基本理化性質(zhì)為：有機質(zhì)含量 5.60 g/kg，全氮含量0.59 g/kg，堿解氮含量26.94 mg/kg，速效磷含量44.05 mg/kg，速效鉀含量22.55 mg/kg，pH值為749，電導(dǎo)率0.35 mS/cm。該試驗共設(shè)5個處理：CK，不施肥；T1：只施有機肥M（豬廄肥33.333 g/kg）；T2：有機肥M+化肥1（相當(dāng)于1 kg土壤中施M-N-P2O5-K2O分別為 33.333 g-0.133 g-0.071 1 g-0.169 g）；T3：有機肥M+化肥2（相當(dāng)于1 kg土壤中施M-N-P2O5-K2O分別為33333 g-0.266 g-0.142 g-0.338 g）；T4：有機肥+化肥3（相當(dāng)于1 kg土壤中施M-N-P2O5-K2O分別為33.333 g-0.4 g-0.213 g-0.507 g），每個處理4次重復(fù)?；蕿槟蛩兀ê琋 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、硫酸鉀（含K2O 50%）。豬廄肥養(yǎng)分含量為：有機碳73.7 g/kg，全氮4.61 g/kg，堿解氮360.62 mg/kg，速效磷246.4 mg/kg，速效鉀236.1 mg/kg。將土和肥料充分混勻后，裝入上口直徑 28 cm、下口直徑24 cm、高19 cm的桶中，每個桶裝土12 kg。試驗于2013月4月12日移栽，每桶2株，4月20日定植，每桶為1株。移栽當(dāng)天及隨后的3～4 d每天澆水，以后則視土壤干濕狀況而定。番茄收獲時取樣分析，采樣時間為8月12日。

1.2測定項目與方法

土壤有機碳含量用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；全氮含量用半微量開氏法測定；速效磷含量用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量用1 mol/L NH4Ac浸提，火焰光度法測定；pH值（水土比2.5 ∶ 1）用pH計測定，電導(dǎo)率（水土比5 ∶ 1）用DDS-307電導(dǎo)率儀測定[9]；土壤微生物量碳（MBC）含量采用三氯甲烷熏蒸浸提方法測定[10]；土壤蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶活性依次采用3，5-二硝基水楊酸比色法、高錳酸鉀滴定法、靛酚藍(lán)比色法和磷酸苯二鈉比色法測定[4]。

1.3分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel和SAS System 9.1軟件進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1有機無機肥混施對土壤理化指標(biāo)的影響

不同施肥處理使土壤理化性質(zhì)發(fā)生顯著變化（表1）。與CK（pH值8.26）相比，氮肥施用降低土壤pH值，且隨施肥量增加，pH值下降更明顯。施用尿素會很快水解轉(zhuǎn)化為NH4+，而后氧化為NO3-，釋放H+[7， 11-12]。有機肥施用也會引起土壤pH值降低，是因為有機氮發(fā)生礦化產(chǎn)生NH4+隨后硝化而使土壤pH值降低[6， 12]。不同施肥處理土壤電導(dǎo)率（EC）差異顯著，T4處理最大（2.07 mS/cm），CK最?。?.43 mS/cm）。一般認(rèn)為，EC值超過1 mS/cm，表明土壤鹽漬化程度很高，會顯著影響作物生長。由表1可知，T3和T4處理土壤EC值均超過1 mS/cm，表明這2種施肥量可能不利于番茄生長。施肥顯著提高了土壤硝態(tài)氮含量，與CK（5.78 mg/kg）相比，T1、T2、T3、T4處理土壤中的硝態(tài)氮含量分別提高了166.3%、93.3%、540.0%、824.4%。相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤硝態(tài)氮含量與施肥量呈顯著的正相關(guān)（P<005）。與CK相比，施肥也提高了土壤銨態(tài)氮含量，但與硝態(tài)氮相比，銨態(tài)氮提高程度不大，主要原因在于土壤較高的pH值利于銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮[7]，因而施肥處理土壤無機氮以硝態(tài)氮為主。5個處理土壤全氮含量依次為T4 （1.31 g/kg）>T1 （1.19 g/kg） ≈T3 （1.18 g/kg）>T2（1.01 g/kg）>CK（0.46 g/kg），與CK相比，其他4個施肥處理均達(dá)到顯著水平，表明有機肥和有機無機肥混施能夠提高土壤全氮含量。土壤中的堿解氮、速效磷、有效鉀含量與全氮含量有相似的趨勢，均表現(xiàn)為隨有機無機肥施肥量的增加，土壤中的堿解氮、速效磷、速效鉀含量增加，與CK相比，達(dá)到顯著水平。

土壤中微生物量碳含量占土壤總有機碳（SOC）含量的1%～5%[13]，但土壤微生物碳被認(rèn)為是土壤變化前最敏感的指標(biāo)，同時被用來預(yù)測土壤質(zhì)量的長期趨勢[14-15]。由表1可知，施肥能夠提高土壤中微生物量碳的含量。與CK相比，T1、T2、T3、T4處理中MBC含量分別提高了2.73、3.67、2.74、1.97倍。所有處理中以T2處理MBC含量最高，這與姜培坤等研究結(jié)果[16]一致。隨化肥用量的增加，MBC有降低的趨勢。這是由于化肥的施用對土壤微生物量碳含量的影響較為復(fù)雜。有研究認(rèn)為，化肥的使用能夠增加促進(jìn)植物的生長，刺激植物根系產(chǎn)生更多的分泌物，提高土壤中MBC含量[17]；但也有研究認(rèn)為，化肥的施用會降低土壤中MBC含量[16，18]。

2.2不同施肥處理對土壤中酶活性的影響

從表2可以看出，土壤脲酶活性為0.49～2.00 mg/g（NH3-N，24 h）。與CK相比，T1、T2、T3、T4處理土壤脲酶活性達(dá)到顯著性差異，分別提高了3.08、2.76、2.49、2.37倍。蔗糖酶以蔗糖為底物，對增加土壤中易溶性碳含量有重要的意義，與土壤有機質(zhì)、N、P含量和微生物數(shù)量、土壤呼吸作用有關(guān)[4]。研究結(jié)果表明，各施肥處理蔗糖酶活性均高于CK，T1、T2、T3、T4處理土壤中蔗糖酶活性分別提高了150%、121%、103%、19%。與CK相比，只有T1、T2處理土壤中的過氧化氫酶活性提高，分別提高了10.2%、6.4%；T3、T4處理土壤中過氧化氫酶活性分別為5.74、5.13 mL/g（0.1 mol/L KMnO4），低于CK（5.80 mL/g，0.1 mol/L KMnO4），這表明土壤中施入過多的化肥會抑制過氧化氫酶活性，這與孫瑞蓮等的研究結(jié)果[19-20]相似。土壤中堿性磷酸酶活性以CK最低，為0.39 mg/g（PhOH， 24 h），T1處理最大，為1.25 mg/g（PhOH， 24 h）。有機肥的施用能提高土壤酶活性，可能是由兩方面原因引起的：一方面有機物料本身含有某些酶[21]，同時有機化合物中的活性分子分解產(chǎn)生的物質(zhì)為土壤水解酶提供更多的酶促基質(zhì)[21]；另一方面，有機物料施入土壤后，使土壤中的微生物得到足夠的碳源與氮源，利于微生物生長，而微生物細(xì)胞的增殖和裂解可釋放某些酶，使土壤酶活性提高[4]。而化肥用量的增加使土壤酶活性降低，這是因為化肥的施用在某種程度上會加快土壤有機質(zhì)的礦化，使土壤碳源減少，微生物的生長受到影響。此外，土壤鹽分含量的提高也會抑制微生物活性，而使土壤酶活性降低[16]。

2.3土壤4種酶活性與理化性質(zhì)的相關(guān)性

由表3可以看出，土壤微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性和堿性磷酸酶活性與土壤有機碳含量、全氮含量、堿解氮含量、速效磷含量程極顯著正相關(guān)，而與速效鉀含量、銨態(tài)氮含量、硝態(tài)氮含量、pH值、電導(dǎo)率之間無相關(guān)性。土壤中過氧化氫酶活性與土壤理化性質(zhì)無相關(guān)性，這與孫瑞蓮等研究結(jié)果[19]相似。這說明本試驗條件下過氧化氫酶并不能有效表征肥料對土壤肥力的影響。

2.4不同施肥處理對番茄產(chǎn)量的影響

番茄產(chǎn)量統(tǒng)計分析結(jié)果（表4）顯示，與CK相比，T1、T2、T3處理的番茄產(chǎn)量分別增產(chǎn)30.11%、35.80%、5.11%，以T2最高（239 g/盆），隨施肥量的增大，產(chǎn)量降低，T4最低（0 g/盆）。所有處理中，T4處理土壤中全氮、速效磷、硝態(tài)氮、速效鉀含量最高（表1），但過高的養(yǎng)分不一定能促進(jìn)番茄的經(jīng)濟產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的提高[22]。吳建繁等報道，在高肥力土壤上大量施用有機肥和化學(xué)氮肥，若土壤和有機肥中的氮素供應(yīng)能充分滿足番茄生長的氮素需求，則化肥氮對番茄產(chǎn)量形成影響很?。ㄔ霎a(chǎn)幅度低于10%），甚至在氮肥用量超過一定臨界值時番茄產(chǎn)量出現(xiàn)負(fù)增長[23]。

3結(jié)論

化肥和有機肥施用能夠顯著提高土壤中養(yǎng)分因子的含量，并且隨化肥的施用，有增加的趨勢（有機碳除外）。表明肥料的施用一定程度上有利于土壤養(yǎng)分的積累。所有處理中，土壤微生物量碳以T2處理最大，4種酶（脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和堿性磷酸酶）活性以單施有機肥最高。隨化肥用量的提高，微生物量碳含量和酶活性呈降低趨勢。微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性與土壤有機碳、全氮、堿解氮、速效磷含量具有極顯著相關(guān)性。表明微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性可以作為評價土壤肥力的指標(biāo)。與CK相比，有機肥和化肥的施用在一定條件下能促進(jìn)番茄產(chǎn)量的提高，以T2處理最高。隨化肥的增加，產(chǎn)量降低，T4處理使番茄絕產(chǎn)。因此，在本試驗條件下，盆栽番茄1 kg土壤中M-N-P2O5-K2O的適宜用量為33.333 g-0.133 g-0.071 1 g-0.169 g。

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