花生的不同耕作方式对土壤养分及酶活性的影响

李丽娜，熊英杰，刘衍琛，丰娟，汪剑鸣，孔祥丽



花生的不同耕作方式对土壤养分及酶活性的影响

李丽娜，熊英杰，刘衍琛，丰娟，汪剑鸣，孔祥丽

（宜春学院 生命科学与资源环境学院，江西 宜春 336000）

研究了江西红壤区花生4种不同耕作方式对土壤养分与酶活性的影响. 结果表明：1）轮作有利于调节土壤酸性，该模式下种植年限长或轮作作物多能改善土壤酸性；2）不同的耕作方式对土壤有效养分的影响比较显著，西瓜、花生轮作方式下土壤有效养分含量较稳定； 3）花生连作会明显降低土壤酶活性，轮作有利于提高土壤酶活性.

耕作方式；土壤酶活性；土壤养分；花生种植

花生是重要的油料作物和经济作物，其耕作方式多样，有连作、轮作和套种等，不同的耕作方式会改变土壤的温度、水分、空气和光照等环境条件，从而影响土壤的物理、化学和生物性质. 不少学者对花生不同种植模式进行了研究，结果表明：花生连作会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差等后果[1]，也会使土壤酶活性降低[2-3]、有效养分失衡[4-5]；花生轮作和套种能改善土壤结构，提高土壤酶活性，调节土壤养分的均衡性[6-8]. 花生轮作易于实现，种植过程比较省时省力，已被大多数农民采用. 因此，研究不同轮作方式下土壤养分和酶活性对花生种植的影响具有重要意义. 针对江西红壤区土壤有机质含量低、透气性差，花生连作障碍严重、单产水平不高的情况[9]，本文于2011年选取江西省具有代表性花生产区——樟树市芦塘村的大田地作为试验田，开展不同耕作模式对土壤质量的影响研究，旨在找出适宜江西红壤区花生种植的高效耕作模式.

1 样品采集与处理

1.1 试验设计及土样采集

2011年开始红壤定位试验，定位试验田设在江西省樟树市芦塘村，选取往年耕作方式不同的4块土地：1号地，2007年以前连作花生7年，现西瓜与油菜轮作；2号地，花生连作10年；3号地，花生、西瓜、地瓜轮作10年；4号地，西瓜、花生轮作5年，原为荒地.

采集0～20 cm的耕作层土壤，每块样地采取梅花形布点取样，先用小土铲铲掉表层约3 dm的土壤，然后倾斜向下切取一片片的土壤，将各采样点土样集中一起混合均匀组成一个混合样，并按需要量装入袋中密封带回. 土样自然风干后，分别过2.000 mm和0.149 mm筛，保存土样用于测定土壤基本理化性质和酶活性.

1.2 测定项目与方法

1.2.1 土壤pH值及养分[10]

1.2.2 土壤酶活性

蔗糖酶采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定；脱氢酶采用比色法测定；脲酶采用苯酚钠—次氯酸钠比色法测定；酸性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定；过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法测定.

2 结果与讨论

2.1 耕作方式对土壤pH值和有效养分的影响

数据分析采用Excel 2003和SPSS 16.0. 4块样地风干土和鲜土的含水量分别在4.17%～6.00% 和22.50%～27.00%之间，变化不大，基本不能解释花生产量产生变异的原因. 4块样地的土壤pH值和养分含量见表1. 从表1数据看，不同耕作方式对土壤pH值、有机质及有效养分（氮、磷）含量有较大影响. 具体分析如下：

表1 不同耕作方式土样pH值和养分含量

注：①为2000—2006年的产量

1）土壤pH值 不同耕作方式下土壤pH值差异性极显著. 又对不同地块间的pH值进行两两比较：1号地同3号地差异显著（＜0.05），2号地同3号地差异极显著（＜0.01），2号地同4号地差异不显著（＞0.05），1号地同其他地块差异均显著. 1号地土壤酸性较明显，在2005～2007年连作花生期间，花生生长期有烂根现象，产量也很低，究其原因，可能与土壤酸化有关. 4号轮作地土壤酸化不明显.

2）土壤有机质含量 有机质含量具有极显著性差异：1号地同2号地差异显著（＜0.05），同3号地差异极显著（＜0.01）；1、4号地差异无显著性（＞0.05）；2号地和3号地有显著性差异（＜0.05）；3号地同其他几块地均有显著性差异. 由于花生生长过程中人工施肥因素的差异可排除（因施肥、喷药等统一），所以有机质并不是影响这4块地花生生长的主要因素.

3）速效磷及全磷含量 4块地速效磷含量差异都具显著性：1号地同2号地差异极显著（＜0.01），同3号地差异显著（＜0.05）；2号地同4号地差异极显著（＜0.01）. 从表1数据看，速效磷含量高的地块，花生产量也高，如4号地速效磷含量比2号地、3号地高，相应的花生产量也比2号地、3号地高，可见轮作下的4号地有利于速效磷的保持. 全磷在各地块间差异也很显著，1号地和2号地全磷含量较高.

4）全氮含量及碱解氮 全氮含量差异无显著性，而碱解氮含量差异呈极显著性. 1号地和2号地碱解氮无显著性差异（＞0.05），1号地同4号地差异显著（＜0.05），3号地和4号地间呈极显著差异（＜0.01）. 3号地碱解氮远高于其他地块，说明3号地花生、西瓜、地瓜的轮作模式有利于碱解氮的保持；2号地的花生连作模式不利于碱解氮的保持，导致土壤肥力下降.

2.2 土壤酶活性分析

酶在土壤的形成过程中起着重要作用，定点试验研究主要选取与碳、氮、磷循环紧密相关的酶进行分析. 由表2可知，不同耕作方式下不同酶活性的变化很大，呈现极显著性差异.

表2 不同耕作方式土壤酶活性情况

1）蔗糖酶 蔗糖酶催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，为土壤微生物的生长和发育提供碳源和能源，是土壤中碳水化合物代谢中的关键酶. 不同耕作方式下4块地蔗糖酶活性差异极显著. 2号地同3号地差异极显著（＜0.01），3号地同1号地差异显著（＜0.05），1号地同4号地差异显著（＜0.05）. 花生长期连作的2号地蔗糖酶活性较差；西瓜花生轮作的4号地蔗糖酶表现很活跃；1号地蔗糖酶活性较好，很可能是近5年西瓜、油菜轮作对土壤的改善.

2）脲酶 脲酶表征土壤中氮素的转化情况，不同种植模式下的脲酶活性差异极显著. 1号地同4号地差异显著（＜0.01），2号地同4号地差异显著（＜0.01），2号地同3号地差异显著（＜0.05）. 西瓜、地瓜、花生轮作的3号地块脲酶活性最高.

3）过氧化氢酶 过氧化氢酶表征土壤抗氧化的强度，其值越低，说明土壤抗氧化的强度越弱. 1、2、3号地无显著性差异，这三块地同4号地有显著性差异（＜0.01）. 4号地过氧化氢酶活性好.

4）酸性磷酸酶 磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向与强度的指标. 1号地同4号地酸性磷酸酶活性无显著性差异（＞0.05），2号地同4号地间差异显著（＜0.01），1号地同3号地间差异显著（＜0.01）. 轮作的另外三块地磷酸酶活性都较好，但连作的2号地其活性较低，不利于磷肥的吸收及保持.

3 结论

花生不同耕作方式下土壤pH值、有效养分及酶活性变化比较明显：江西红壤区轮作作物种类多、年限长，可对土壤的酸性起到改善作用；全量养分受不同耕作方式影响不明显，但有效养分受到的影响明显；花生连作同轮作相比，会降低大部分酶活性，轮作方式与单一连作方式相比，有利于改善土壤的通气性、透水性，增加土壤酶活性，提升土壤中有机质含量，提高土壤肥力，并且轮作的时间越长越明显：因此，在江西红壤区花生种植易采用轮作方式.

致谢 感谢陈纪鹏博士和李生强博士在论文写作过程中给予的无私帮助.

[1] 郑亚萍，王才斌，黄顺之，等. 花生连作障碍及其缓解措施研究进展[J]. 中国油料作物学报，2008, 30(3): 384-388.

[2] 陈志才，邹晓芬，宋来强，等. 江西花生生产发展的障碍因素及其对策[J]. 江西农业学报，2008, 20(4): 165-166.

[3] 吴正峰，成波，王才斌，等. 连作对花生幼苗生理特性及荚果产量的影响[J]. 花生学报，2006, 35(1): 29-33.

[4] 封海胜，万书波，左学青，等. 花生连作土壤及根际主要微生物类群的变化及产量的相关[J]. 花生科技，1999（增刊）：277-283.

[5] 徐瑞富，王小龙. 花生连作田土壤微生物群落动态与土壤养分关系研究[J]. 花生学报，2003, 32(3): 19-24.

[6] 陈先茂，彭春瑞，关贤交，等. 红壤旱地不同轮作模式的效益及对土壤质量的影响[J]. 江西农业学报，2009, 21(6): 75-77.

[7] 谢慧，王兴祥，戴传超，等. 花生与药材套种对土壤微生物区系的影响[J]. 应用生态学报，2007, 18(3): 693-696.

[8] 王明珠，陈学南. 低丘红壤区花生连续高产的障碍及对策[J]. 花生学报，2005, 34(2): 17-32.

[9] 曾希柏，李菊梅，徐明岗，等. 红壤旱地的肥力现状及施肥和利用方式的影响[J]. 土壤通报，2006, 37(3): 434-437.

[10] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2005.

[责任编辑：熊玉涛]

Effect of Soil Nutrients and Enzyme Activity on Peanut Planting by Different Cropping Patterns

LI Li-na, XIONG Ying-jie, LIU Yan-chen, FENG Juan, WANG Jian-ming, KONG Xiang-li

(College of life science and environment resources, Yichun University, Yichun 336000, China)

The nutrients and enzyme activity in soil are investigated in the four red soil fields with different cropping patterns of peanut in Jiangxi. The results indicate that: 1) rotating cropping pattern is advantage to improve the acidity of red soil, especially in long rotating cropping period and diversity planting; 2) advantages of different cropping patterns are obvious, watermelon and peanut rotating cropping pattern is benefit of keeping soil nutrients steadily; 3) the enzyme activity would be decreased with peanut cropping continuously, whereas be increased with crop rotation.

cropping pattern; soil enzyme activity; soil nutrients; planting of peanut

1006-7302（2013）01-0075-04

S15

A

2012-11-05

江西省教育厅青年科学基金资助项目（GJJ11230）

李丽娜（1979—），女，河南周口人，讲师，硕士，主要从事生态环境评价、环境监测的应用研究.