长期施肥对土壤微生物量及土壤酶活性的影响分析
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摘 要：随着农业的持续发展，为了能够达到高产、稳产的发展目标，就要做好施肥处理工作。以长期肥料定位试验为基础，深入剖析了不同施肥制度对土壤酶以及生物学特性所产生的影响，希望能为相关研究人员提供借鉴与帮助。
关键词：长期施肥;土壤微生物量;土壤酶活性
文章编号：1004-7026（2020）10-0087-02 中国图书分类号：S154 文献标志码：A
影响土壤质量的因素较多，除了土壤的理化性质外，还有土壤的生物学性质。与土壤的其他理化性状（例如机质、养分等）相比，土壤的生物特性（例如呼吸、微生物生物量、酶活性等）能够更加敏感地反映土壤质量的实际变化情况。而土壤微生物量不仅是土壤养分、土壤有机质持续循环和转化的基础，还是土壤当中用于储存植物有效养分的重要“仓库”，在反映土壤环境因子方面尤为敏感，即便是土壤出现比较小的变动，其活性也会发生变化。无论是在土壤能量流动中，还是在物质循环中，均能发现酶。酶是整个土壤生态系统当中的重要组成部分[1]。而土壤当中的磷酸酶、蔗糖酶等水解酶活性可以反映土壤当中各种养分的循环情况，是反应土壤微生物活性的重要指标。分析不同的施肥制度对土壤生物学特性产生的影响，进而提高土壤质量。
1 资料与方法
1.1 试验点概况
某试验点位于115°13′E，39°12′N，年均气温12 ℃，海拔41.9 m，年降水量550 mm，年蒸发量1 061 mm。各种灾害性天气多发生于春、夏季。试验从2010年开始，土壤母质是典型的黄土性物质，在试验起始阶段，耕层土壤主要有如下理化性质：全氮为0.804 g·kg-1，有机质为12.20 g·kg-1，全钾为14.65 g·kg-1，全磷为0.672 g·kg-1，速效钾为64.7 g·kg-1。
1.2 试验设计
本次研究中，所选长期肥料试验共6个，分别为撂荒（CK0）、氮磷钾+秸秆（NPKS）、氮磷钾（NPK）、对照（CK，种植作物与未施肥）、氮磷钾+种植方式Ⅱ（NPKF）、氮磷钾（NPK）与氮磷钾+有机肥（NPKM）。其中，氮肥就是尿素（施肥量150 kg·hm-2），磷肥所选用的是过磷酸钙（施肥量75 kg·hm-2），钾肥是氯化钾（施肥量45 kg·hm-2），M是有机肥（施肥量22.0 mg·hm-2），养分含量钾78 kg·hm-2、磷63 kg·hm-2、氮146 kg·hm-2。在播种大豆、玉米、小麦等农作物前，需先施肥，另外，在播种小麦前，还需要做好基肥。
基本的种植制度：冬小麦与夏玉米之间进行复种连作，包含NPKS、NPK、CK等处理;而在具体种植时，冬小麦-玉米与冬小麦-大豆之间进行复种轮作[2]。
1.3 测试方法
2010年6月开始试验，在收获夏玉米时，于田间进行取样，各处理均划分为重复取样小区3个，分别取耕层土壤（0～20 cm）;然后在各小区中再取土壤（5个点），充分混匀，当作取样小区的最终样品。所得到的新鲜土样需要先过筛（筛孔为2 mm），然后在特定温度下保存（4 ℃），以便为微生物量碳、氮的分析提供方便;而将另外一部分放于室温下自然风干，然后分别过筛（筛孔为1 mm、0.25 mm），用作测定土壤化学性状以及土壤酶的活性[3]。
而土样微生物量碳与氮则采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法进行测定;浸提液当中的微生物量碳需要选用K2Cr2O7实施加热氧化处理，然后运用FeSO4滴定法进行测定;微生物量氮可选用凯氏定氮法来测定。各土样都需要连续测定3次。而土壤呼吸可选用室内密闭培养法来检测。完成培养后，采用标准酸对NaOH溶液进行滴定。
还需说明的是，采用硫代硫酸钠滴定法测定土壤转化酶活性，用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性，再用靛酚蓝比色法测定磷酸酶活性。而对于土壤的基本理化性状来讲，则选用传统分析法进行测定。用重铬酸钾容量法测定有机质，半微量凯氏法测定全氮。此外，采用高氯酸-硫酸-钼锑抗比色法对全磷进行测定。
1.4 统计学处理
采用SPSS 19.0处理数据，用LSD法进行多因素之间的多重比较。
2 结果与分析
2.1 各施肥制度下土壤的理化性状分析
与长期不施肥的土壤相比，施肥能够使土壤当中的速效磷、全氮、有机质等明显增加，与此同时，还能使土壤容重、pH值降低。而在各种施肥处理操作当中，无论是有机肥配施处理的土壤，还是长期使用化肥的土壤，其中的速效磷、全氮、有机质等物质含量均最高。
还需要指出的是，长期施化肥，且采取玉米-小麦复种连作的种植方式，尽管有助于提升各种养分含量，但是在各种施肥制度当中，其养分含量反而处于最低状态，但容重、pH值却比较高。
而对于长期施化肥，而且采用大豆-小麦与玉米-小麦复种轮作的种植方式，与长期复种连作相比，可使养分含量得到大幅提高，并且还有助于容重、pH值的降低。
2.2 各种施肥制度对土壤微生物量氮、碳所产生的影响
长期采用不同施肥方式，会影响土壤微生物量碳氮，尤其是長期撂荒的土壤，其中所含的微生物量碳氮与其他各农田土壤处理相比，要明显偏高。而农田土壤不同，与长期不施肥处理相比较，各种施肥处理的微生物量碳氮均明显偏高。其中，不管是有机肥配施处理，还是长期化肥处理，均能使土壤微生物量碳氮含量得到提升，长期复种轮作处理后的微生物量碳氮明显偏高。
2.3 不同施肥制度对土壤酶活性产生的影响
转化酶又被称为蔗糖酶，有报道指出，施肥处理所得到的蔗糖酶活性，相比于长期不施肥作物的转化酶明显偏高;但与长期撂荒处理相比，却明显偏低。从种植方式来分析，与长期复种连作相比，长期复种轮作在提高转化酶活性方面的效能更为突出。
还需要指出的是，在尿素转化过程中，脲酶发挥着关键作用。经过分析可知，与长期不施肥土壤相比，长期合理施肥有助于提高土壤脲酶活性。其中脲酶活性最高的是有机肥配施处理与长期化肥处理，而长期秸秆还田次之。增施秸秆、厩肥等有机物质，有利于提高土壤脲酶活性。此外，长期复种轮作有助于增加土壤脲酶活性。
3 结束语
在长期撂荒的土地施肥有助于提高土壤有机质、全氮含量，降低土壤容重值，但不会影响土壤中的磷含量。在农田土壤当中，长期施化肥和增施有机肥，会提高速效磷的含量，全氮、全磷均最高。而长期秸秆还田与复种轮作有助于提高土壤养分，还能达到降低容重、pH值的目的。
土壤酶多来自土壤微生物代谢，同时从土壤中动物、植物分解中也能得到，土壤中酶活性的高低可以反映土壤生物活性和土壤生化反应强度。长期施肥对土壤微生物量和土壤酶活性均能产生一定影响。
参考文献：
[1]李娟，赵秉强，李秀英，等.长期不同施肥条件下土壤微生物量及土壤酶活性的季节变化特征[J].植物营养与肥料学报，2019（5）：113-119.
[2]王桂跃，苏婷，韩海亮，等.长期施肥对水田和旱地土壤微生物群落结构、活性碳氮及酶活性的影响[J].浙江农业学报，2018（5）：142-149.
[3]郑勇，高勇生，张丽梅，等.长期施肥对旱地红壤微生物和酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报，2018，1（2）：316-321.
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