不同绿肥翻压量及施肥条件下土壤酸性磷酸酶活性的变化

赵书军，秦兴成，张新然，佀国涵，徐祥玉，袁家富

(1.湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉 430064；2.湖北省烟草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；3.湖北省烟叶公司，武汉 430030)

土壤酶通过催化土壤中一系列生物化学反应而发挥重要作用，其活性是土壤生物学和土壤肥力的重要指标之一[1-2]，对评价土壤肥力水平具有主要意义。其中土壤磷酸酶能够催化土壤中有机磷的降解和有效化[3]，因此对土壤肥力和土壤中有机磷农药的降解具有重要意义。为验证土壤磷酸酶作为土壤肥力评价指标的可行性，开展了大量的影响土壤酶的因子研究，特别是施肥等因素对磷酸酶活性的影响[2-5]。尽管关于施肥对土壤酶活性的影响研究报道较多，但结果却因肥料的种类、用量、土壤类型、气候条件的不同而不同，对于磷酸酶作为土壤肥力指标也存在一些争议[2]。本研究通过田间试验调查了不同化肥和翻压绿肥量对土壤磷酸酶、土壤速效磷以及烟株生长的影响，探讨了磷酸酶作为土壤供肥指标的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验地点

湖北省恩施市望城坡村，土壤类型为黄棕壤。

1.2 试验设计

试验设9个处理（表1），3次重复，随即区组排列，小区面积为27 m2。本试验地2008年9月种植绿肥，2009—2010年连续布置定位试验。2010年绿肥翻压时期为4月27日，烟叶移栽时间为5月 26日。种植作物：绿肥品种为光叶紫花苕子；烤烟为云烟87。

1.3 取样及分析

分别在绿肥翻压前、翻压后20、60、80 d和烟叶采收完成后（140 d）取土壤样品，测定土壤酸性磷酸酶的活性和土壤速效磷的含量。分别在绿肥翻压后60、80 d，选取一组重复每小区取5株烟烘干后测定烟株的叶片和整株生物量。土壤酸性磷酸酶的测定采用磷酸苯二钠比色法[6]；土壤速效磷的测定采用Olsen法[7]。

表1 试验处理Table1 The treatment of the experiment

2 结 果

2.1 不同绿肥翻压量及施肥量对土壤酸性磷酸酶活性的影响

2010年4月27日绿肥翻压前土壤的磷酸酶反映了2009年种植绿肥对土壤的影响，从表2可以看出，与不翻压绿肥的处理（常规施肥）相比，所有翻压绿肥处理土壤酸性磷酸酶均显著增加；70%化肥处理的4个处理土壤磷酸酶活性明显高于85%化肥的4个处理，分析2010年4月27日翻压绿肥后不同时期土壤酸性磷酸酶活性的变化也发现相同的规律，说明降低化肥的用量提高了土壤酸性磷酸酶的活性。

在翻压绿肥前和翻压绿肥后的不同时期，在85%化肥的条件下，土壤磷酸酶活性与绿肥的翻压量没有明显规律性的关系，但在70%化肥的条件下有随绿肥翻压量的增加而增加的趋势，这表明土壤酸性磷酸酶活性与绿肥翻压量有一定的关系。

翻压绿肥后随着时间的延长，土壤磷酸酶活性有增加的趋势，至烟叶采收完毕（翻压绿肥后的140 d左右）土壤磷酸酶的活性达到最大，常规施肥和翻压绿肥处理均表现出相同的趋势。翻压绿肥后不同采样时间，土壤酸性磷酸酶活性均以不翻压绿肥的常规施肥处理最低；翻压绿肥后20 d，85%化肥的 4个处理土壤酸性磷酸酶活性有不同程度的降低，而70%化肥的4个处理均有不同程度的增加，这反映了随着时间的延长不同化肥用量对土壤酸性磷酸酶活性的影响；翻压绿肥后的60～80 d，85%化肥的4个处理土壤酸性磷酸酶活性较前期相比有增加的趋势，而70%化肥的4个处理则基本保持不变，但有随着绿肥翻压量增加而增加的趋势。

在化肥施用量较低（常规施肥的70%）条件下，翻压7 500 kg/hm2的绿肥对烟株生长前期土壤酸性磷酸酶活性提升作用明显，而后期则影响很小，特别是翻压绿肥80 d后基本与常规施肥相当。

表2 土壤酸性磷酸酶活性Table 2 Activity of soil acid phosphatase

2.2 土壤速效磷含量与土壤酸性磷酸酶活性的关系

土壤速效磷含量的变化见表3。翻压绿肥后20d左右，以施用70%化肥的处理稍高于施用85%化肥和常规施肥处理，随着时间的延长土壤速效磷明显增加，3个时期相比以翻压后60 d最高。分析翻压绿肥后60和80 d土壤速效磷的变化，可以发现常规施肥处理的土壤速效磷含量要高于翻压绿肥的处理；而施用不同化肥和翻压不同量绿肥的处理之间则没有明显的变化规律。

在翻压绿肥后的20 d左右（烟叶移栽之前），土壤速效磷与酸性磷酸酶为正相关关系(R=0.435)，但没有达到显著性相关水平；在翻压绿肥后的 60（烟株生长的团棵期）和80 d（烟株生长的旺长期），土壤速效磷与酸性磷酸酶为负相关关系（R分别-0.767*和-0.470），这表明在烟株生长的不同时期土壤速效磷与酸性磷酸酶的相关性有较大的差别。

表3 翻压绿肥后不同时期土壤速效磷与酸性磷酸酶活性的关系Table 3 Relation of the activity of soil acid phosphatase and soil available phosphorus in different periods after burying green manure

2.3 烟株干物质累积量与土壤酸性磷酸酶活性的关系

烟株生物量是烟株吸收土壤养分的综合反应，因此分析烟株干物质累积量与土壤酸性磷酸酶活性的关系就可以进一步探讨土壤酸性磷酸酶活性作为土壤肥力指标的可行性。

分析表4显示，翻压绿肥60和80 d后，烟株生物量和烟叶生物量均以常规施肥处理最低，这说明翻压绿肥促进了烟株对养分的吸收，增加了烟株的生物量。在翻压绿肥60 d左右，翻压绿肥处理中以“70%化肥＋绿 2”处理烟株生物量和烟叶生物量最高；施用85%化肥的4个处理之间烟株生物量和烟叶生物量差异较小，而在施用70%化肥的4个处理中以翻压7 500 kg/hm2处理的烟株生物量和烟叶生物量最低，这说明翻压7 500 kg/hm2的绿肥量偏低。

在翻压绿肥后 80 d左右，翻压绿肥处理中以“70%化肥＋绿 4”处理烟株生物量和烟叶生物量最高，以“70%化肥＋绿 1”处理烟株生物量和烟叶生物量最低，基本与常规施肥处理相当。施用85%化肥的4个处理之间烟株生物量和烟叶生物量差异较小，而在施用70%化肥的4个处理有随着翻压绿肥量增加而增加的趋势。

分析表明，在翻压绿肥后60 d左右，烟叶生物量和烟株生物量与土壤酸性磷酸酶活性相关系数分别为0.682和0.680，统计分析表明，相关性达到显著水平（R0.05=0.666，n=9，下同）；在翻压绿肥后80 d左右，烟叶生物量和烟株生物量与土壤酸性磷酸酶活性的相关性进一步提高，分别达到 0.718和0.722，同样达到了显著性相关水平。

表4 不同翻压绿肥量和化肥施用量对烟株生物量的影响 g/株Table 4 Effect of different manuring amount of green manure and chemical fertilizer on tobacco biomass

3 讨 论

本试验在 2010年翻压绿肥前测定了不同处理的土壤磷酸酶活性，所有上一年翻压绿肥处理土壤磷酸酶活性均显著高于常规施肥处理；这表明翻压绿肥对土壤酸性磷酸酶活性的影响是有后效的，这反映了翻压绿肥改良土壤的效果。

在翻压绿肥的基础上不同化肥用量对土壤酸性磷酸酶活性的影响不同，在本研究条件下，减少30%的化肥土壤酸性磷酸酶活性较减少15%的化肥土壤酸性磷酸酶活性高，这说明减少化肥的用量提高了土壤酸性磷酸酶活性。

本研究表明，在85%化肥的条件下，土壤磷酸酶活性与绿肥的翻压量没有明显规律性的关系；但在 70%化肥的条件下土壤磷酸酶活性有随绿肥翻压量的增加而增加的趋势，这表明土壤酸性磷酸酶活性与翻压绿肥量有一定的正相关性。

在烟叶移栽之前，土壤速效磷与酸性磷酸酶呈一定的正相关关系，但没有达到显著性相关水平；但在烟株生长的团棵期和旺长期，土壤速效磷与酸性磷酸酶呈负相关关系，这表明在烟株生长的不同时期土壤速效磷与酸性磷酸酶的相关性有较大的差别。

本研究表明，在烟株生长的团棵期和旺长期，烟叶生物量和烟株生物量与土壤酸性磷酸酶活性均呈显著的正相关关系。由于植株生物量是土壤肥力状况的最直接反映，因此用土壤酸性磷酸酶活性作为土壤肥力状况的评价指标是可信的。虽然土壤速效磷在一定程度上反应了土壤中供磷的容量，但在栽植作物后，土壤速效磷是植株吸收磷、土壤活化磷和施肥的综合反应，因此用土壤速效磷含量作为土壤肥力状况的评价指标有一定的局限性。因此用土壤酸性磷酸酶活性作为土壤供磷能力的指标较土壤速效磷更具科学性。

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