饼肥与化肥配施对植烟土壤无机氮供应及相关酶活性的影响

陈乐等

摘要： 以烤烟品种NC55为材料，研究了豆饼与化肥配施对植烟土壤无机氮素供应及相关酶活性的影响。结果表明：土壤中无机氮素含量在烤烟移栽后第50天达到最大值，此期70%化肥+30%饼肥处理土壤中无机氮素含量高于其他处理；单施化肥处理其土壤蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶低于化肥与豆饼配施的处理；70%饼肥+30%化肥处理的蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶活性均在烟草需肥关键时期高于其他处理。

关键词：植烟土壤；豆饼；无机氮；酶活性

中图分类号：S153文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）03-0052-04

Effect of Combined Application of Soybean Cake and Inorganic Fertilizer on

Inorganic Nitrogen Supply and Soil Enzymes Activity in Tobacco Planting Soil

Chen Le1， Ma Xinghua1， Xing Yao1， Wang Junyan2， Jiang Pengchao2， Song Xuming2，

Li Wei2， Wang Dawei2， Liang Xiaofang1*，Gong Litong3，Liu Shuwei3

（1.Tobacco Insistute of Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Tobacco Biology and Processing，

Qingdao 266101， China；2. Anqiu Branch Company，Shandong Weifang Tobacco Company， Anqiu 262100，China；

3. China Tobacco Shandong Industrial Limited Liability Company，Jinan 250014，China）

AbstractTaking tobacco cultivar NC55 as material， the effects of combined application of soybean cake fertilizer and inorganic fertilizer on inorganic nitrogen supplication and related enzyme activity in tobacco planting soil were studied. The results indicated that the soil inorganic nitrogen content reached the maximum at 50th day after tobacco transplanted， and the treatment of 30% soybean cake and 70% inorganic fertilizer had higher content than the others. The soil sucrase， urease and nitrate reductase activity of the treatment of only inorganic fertilizer were always below than other treatments. Combined application of 70% soybean cake and 30% inorganic fertilizer had higher sucrase， urease and nitratase activity than the others in the tobacco growing critical period.

Key wordsTobacco planting soil；Soybean cake；Inorganic nitrogen；Enzyme activity

饼肥在土壤中腐解过程中会释放大量的有机酸、氨基酸以及高级脂肪酸[1]，从而提高土壤的有机营养成分，改善土壤的理化性质。大量研究表明，饼肥与化肥配施可以提高烟叶的产质量[2～6]，改善土壤理化性质。韩锦锋、杨雨萍等[7，8]研究表明，饼肥与化肥配施处理下的烟叶香气成分含量较单施化肥处理高。武雪萍等[9]研究表明，饼肥与化肥配施提高了烟叶内部饱和脂肪酸的含量，而不饱和脂肪酸及亚麻酸、亚油酸含量降低，烟碱比适宜，化学成分协调，品质提高。土壤酶是土壤中具有催化活性的物质，其活性是土壤肥力的重要指标[10]。现有研究成果及生产实践表明，饼肥对于土壤理化性质及烟叶的品质都有促进作用。然而，饼肥与化肥配施影响土壤氮素供应的机理研究较少。为此本试验研究了饼肥与化肥配施对不同时期土壤无机氮含量以及土壤中与氮素变化相关的硝酸还原酶、脲酶及蔗糖酶活性变化的影响，探讨饼肥与化肥配施影响土壤氮素供应的机理。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2013年在山东省安丘市景芝镇逄家庄烟叶农场进行。供试土壤为潮土，0～20 cm土层基本理化性状：土壤pH 5.4，有机质1.21%，碱解氮64.0 mg/kg，速效磷66.0 mg/kg，速效钾129 mg/kg。供试烤烟品种为NC55。豆饼的氮磷钾含量分别为：N 5.3%、P2O5 1.7%、K2O 1.5%。化肥分别为：太阳岛牌烟草专用复合肥（N 10%、P2O5 10%、K2O 20%），过磷酸钙（P2O5 12%），硫酸钾（K2O 50%）。

1.2试验设计endprint

采用随机区组设计，共设5个处理，分别为：100%化肥（T1）、70%化肥+30%饼肥（T2）、 50%化肥+50%饼肥（T3）、30%化肥+70%饼肥（T4）、100%饼肥（T5），重复3次。每小区4行，行长15.0 m，行距1.2 m，株距0.5 m，小区面积为72 m2。各处理氮磷钾总用量分别为：N 90 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 225 kg/hm2 。

1.3样品的采集及项目测定

分别于烤烟移栽后第30、50、70、90、120天取0～20 cm耕层土样，用于测定土壤无机氮和土壤酶活性。

土壤NH+4-N、NO-3-N含量测定分别参照靛酚蓝比色法 、紫外分光光度法[11]。

土壤蔗糖酶测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法；脲酶测定采用靛酚比色法；硝酸还原酶测定采用苯二磺酸比色法[12]。

1.4数据分析

试验数据采用SPSS（V19.0）软件Duncan法进行差异显著性检验。

2结果与分析

2.1饼肥与化肥不同配比对土壤无机氮供应的影响

2.1.1对土壤NO-3-N含量的影响由图1看出，各施肥处理土壤中NO-3-N含量随烟草移栽天数增加呈现增高-降低-平稳-略微增高的趋势。土壤NO-3-N含量在移栽后30天迅速增长并于移栽后50天达到峰值；移栽后50～70天，NO-3-N含量迅速降低；移栽后70～90天烟草开始成熟采收，饼肥降解以及土壤硝化作用与烟草对肥料吸收达到平衡，NO-3-N含量趋于稳定；移栽90～120天土壤硝态氮的含量略微增高。烟草移栽后第50天，各处理间NO-3-N含量差异明显，其中T2、T4处理含量最高，T3处理含量最低，且差异显著。烟草生长主要吸收NO-3-N，烟草移栽后50天，开始进入旺长阶段，对氮素吸收量增大。因此，适宜的有机无机肥料配比（T2、T4处理）可以为烟草的旺长提供更多的NO-3-N。

2.1.2对土壤NH+4-N含量的影响由图2看出，各施肥处理土壤中NH+4-N含量变化呈单一波峰曲线。NH+4-N含量在移栽后30～50天不断上升并达到峰值；T2处理NH+4-N含量最高；T3处理含量最低且二者差异显著；在第50～70天，烟草进入旺长期，NH+4-N含量降低，与烟草进入旺长期对肥料的吸收增强有关；移栽后70～120天NH+4-N含量平稳，且各处理无明显差异。试验结果表明，适宜的饼肥与化肥配比，可以在烟

草旺长前期供应更多NH+4-N。

2.2饼肥与化肥不同配比对土壤酶活性的影响

2.2.1对土壤蔗糖酶活性的影响土壤蔗糖酶是通过参与碳水化合物的转化，把土壤中高分子量的糖分子逐渐分解成能够被植物和土壤微生物吸收利用的葡萄糖和果糖的水解酶，是表征土壤生化活性的重要酶类[13]。

不同肥料配比在相同时期和相同肥料配比在不同时期蔗糖酶活性不同（表1）。不同处理的蔗糖酶活性随着移栽天数的增加，总体呈下降趋势。T1处理土壤蔗糖酶活性在烟草生长的大部分时间里，都比其他4个处理低，表明单施有机肥和有机无机肥料配施都可以提高土壤中蔗糖酶活性。各个处理随烟草移栽天数的增加，蔗糖酶活性降低的结果表明，土壤中有机质含量影响蔗糖酶活性；T4处理在移栽后30～70天，蔗糖酶活性始终比其他4个处理高，且差异显著，表明在施用氮素总量一定的情况下，土壤中蔗糖酶活性与施用的有机肥料比例不存在正相关关系，土壤中蔗糖酶活性还受到其他因素的影响。

2.2.2对土壤脲酶活性的影响脲酶的酶促产物氨是烟草吸收的主要氮素来源之一。孙瑞莲等[14]研究表明，化肥与有机肥长期配施或增施C/N适宜的有机肥均可明显提高土壤中脲酶活性。由表2看出，随着烟草的生育进程，T2、T3、T4处理的脲酶活性都呈现先增长后降低的趋势。在移栽后50天脲酶活性达到最大值，之后脲酶活性降低；T1、T5处理的脲酶活性则呈现与其他3个处理不同的变化规律。T1处理呈波浪形变化，移栽后50～70天，脲酶活性不断增强，移栽后70～90天，脲酶活性降低，移栽后90～120天脲酶活性又一次增强；T5处理的脲酶活性在移栽后30～50天降低，移栽后50～90天脲酶活性一直增加达到最大值，而在移栽后90～120天脲酶活性再次降低。因此，以T1、T5处理的脲酶变化趋势分析，两个处理不符合烟草的需肥规律。T1处理脲酶活性在烟草生长需肥阶段始终比其他4个处理低，表明有机肥料的施入可以提高土壤中脲酶活性。T4处理在烟草需肥的旺长前期、旺长期，土壤脲酶活性较其他处理高，推测在施用氮素总量一定的情况下，土壤中脲酶活性与施用的有机肥料比例不存在正相关关系，土壤中脲酶活性还受到其他因素的影响。

2.2.3对土壤硝酸还原酶活性的影响土壤中硝酸还原酶将土壤中的硝态氮还原为亚硝态氮，是土壤中硝态氮向铵态氮转化过程中的关键酶类。由表3看出，各处理土壤中硝酸还原酶活性随移栽天数的增加均大体呈现“M”形，即增强

减弱-增强-减弱的变化趋势。T1处理硝酸还原酶活性始终比其他处理酶活性低。T4处理硝酸还原酶活性在烟草的旺长期（移栽后50～90天）比其他处理高，且差异显著。

3结论与讨论

试验结果表明，不同饼肥与化肥配施处理的土壤NH+4-N、NO-3-N含量在移栽后第50天均达到最大值，是因为烟草自伸根期开始进入旺长期根系分泌物增多，土壤内各种酶活性增大，微生物活性增加，对饼肥的降解增强，使得NH+4-N、NO-3-N含量增加。T2处理50天时的NH+4-N、NO-3-N含量都为最高，为烟草进入旺长期对氮素大量吸收提供了必要的物质基础。移栽后50～70天各施肥处理土壤中NH+4-N、NO-3-N含量均急剧下降，因为进入旺长期，烟草对土壤无机氮素的吸收量增多，使得土壤中的含量降低。移栽70～90天，烟草开始进入成熟期，此时肥料的降解与作物的吸收达到平衡。移栽90～120天，土壤NO-3-N含量略有增长，这可能因为烟草根系等大都老化，使得土壤中的有机物质含量增加，从而使得土壤中硝化作用增强。endprint

有机肥的施入可以提高土壤中蔗糖酶、脲酶和硝酸还原酶的活性，本试验结果显示，适宜的饼肥与化肥配比可以提高土壤中蔗糖酶、脲酶和硝酸还原酶的活性，T4处理对土壤中3种酶类的活性增长效果最为显著。

T4处理硝酸还原酶活性较其他处理高，表明NO-3-N流失最严重；脲酶活性比其他4个处理高，表明T4处理对NH+4-N含量的影响最显著。这与土壤NH+4-N、NO-3-N含量变化矛盾，表明土壤中无机氮素供应的变化不只受到蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶活性的影响，可能还受其他因素影响，需要进一步探究。

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