不同施肥方式对冬春茬甘蓝根际土壤酶活性、土壤养分及品质的影响

蒲全明， 杨鹏*， 邓榆川， 向承勇， 林邦民， 刘莉莎，施松梅， 何泽民， 雍磊

(1.南充市农业科学院，四川 南充 637000；2.四川省草原工作总站，成都 610016；3.西南大学资源环境学院，重庆 400716)

土壤酶是土壤生态系统中最活跃的组分之一，参与土壤能量流动和物质循环，可促进有机质的矿化分解与土壤养分的循环转化[1]。施肥不仅可直接影响土壤酶活性及土壤养分的利用与积累[2-3]，而且可通过对生态环境的改变[4]，进一步影响农作物的产质量及农业的健康可持续发展[5]。我国西南地区的土壤，以保水保肥能力差、有机质含量低的紫色土壤与黄壤居多；此外，西南地区的降水丰沛，易使土壤养分流失。因此，研究西南紫土地区不同施肥处理下土壤酶活性、土壤养分及蔬菜作物品质的变化，对西南紫色土地区蔬菜的优质栽培及土壤的健康持续利用具有重要意义。

研究表明，有机肥与化肥施用量会显著影响土壤生态环境及土壤生产力[6]，进而影响土壤的可持续利用及农作物的产质量[5-7]。Melero等[8]发现单施大量有机肥能明显提高土壤有机质、全氮与速效磷的含量。叶静宜等[2]研究也表明，相比于常规施肥，单施大量有机肥与有机肥替代部分化肥的土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量均不同程度升高；而且增施有机肥能显著增加土壤微生物量[9]，提高土壤酶活性，改善土壤生态环境。此外，也有很多国内外研究指出，增施有机肥或单施大量有机肥栽培的蔬菜作物具有较高含量的维生素C和更低含量的硝酸盐，其综合品质明显优于只施用化肥的蔬菜作物[10-14]。目前，国内对东南地区夏秋蔬菜栽培中根际土壤及蔬菜品质的研究较多[11-13]，对增施有机肥影响甘蓝品质的研究也有报道[15]，但对西南紫土区冬春茬甘蓝的根际土壤及品质研究，尚不多见。因此，本研究在四川省南充市，采用4种不同化肥有机肥配施处理，系统研究其对露地春甘蓝根际土壤酶活性、土壤养分及品质的影响，以期为西南紫色土地区蔬菜优质栽培及土壤的健康持续利用提供科学依据。

虽然留守儿童在全社会范围内受到了广泛关注。在政府的领导下，很多城市学校尽一切努力帮助留守儿童享受更好、更多的教育资源。然而，他们的父母无力支付高昂的借读费和学费。另外，许多学校以户籍为限制不愿接收留守孩子在此就读［2］。所以，政府应出台相应的制度调节学校行为，对接收留守儿童的学校提供相应的支持，使更多的孩子有学可上。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015—2019年，在四川省南充市高坪区金凤山村的试验基地(E106°26′，N30°75′，海拔292 m)进行。试验地土壤为典型的中性紫色土，于2015年1月开始休耕2年，2017年2月辟为试验地；2017年5月取土样，测定土壤理化性质如下：pH为6.96，有机质含量为6.65 g·kg-1，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为53.24、16.82、61.35 mg·kg-1，全氮、全磷、全钾含量分别为0.68、0.89、12.47 g·kg-1。2017年6月，整个试验地以12 t·hm-2的标准普施有机肥(润百灵有机肥料，内蒙古润百灵肥业有限公司)进行土壤改良。

“天行有常，不为尧存，不为桀亡”，任何事物的产生和发展都有一定规律，电力安全生产也不例外。人身安全事故的发生看似偶然，但深入分析，就一定可以看到发生事故的内因和外因。内外因的存在结合，发生事故就是必然。求“实”，就是以生产实践中存在的问题为导向，求“是”，就是积极探索防人身伤害的客观规律，找出造成人身事故的必然性因素，全面查找造成人身事故的各方面因素，经过由此及彼、由表及里的归纳分析，通过去粗取精、去伪存真的加工制作，把握人身伤害主要制约因素，从而把握主动，防患于未然。

1.2 试验材料

供试春甘蓝品种为江苏省农业科学院蔬菜研究所选育的‘春丰’与‘博春’，分别于2017年与2018年10月中旬，穴盘育苗，同年11月下旬移栽大田，次年(即2018年与2019年)4月上旬一次性采收。

采用双因素随机区组设计，两个因素分别为施肥方式和春甘蓝品种，试验设置4个施肥处理。据农业农村部推荐春甘蓝化肥施用量(N含量为150 kg·hm-2，P2O5含量为60 kg·hm-2，K2O含量为180 kg·hm-2)，换算出化肥用量为833.4 kg·hm-2， 以此作为对照(CK)；以总氮量相等为原则，增加有机肥施用量30%(化肥施用量占比70%，T1)、50%(化肥施用量占比50%，T2)、100%(完全不施用化肥，T3)。有机肥以固体堆肥作底肥、有机液肥作追肥的形式施入，具体施用量见表1。每个处理重复3次，共设12个小区，小区面积为7.2 m×25 m，四周各设一个保护行(宽度为0.5 m)，小区间设置4 m宽的机耕道作为缓冲带，每个小区开厢6个(1 m×25 m)。各处理随机区组安排后，于每年11月下旬，每个小区定植春丰和博春甘蓝幼苗各3厢(株行距0.35 m×0.40 m)。在春甘蓝莲座叶形成期与莲座叶生长盛期，各追肥一次，追肥用量见表1。定位种植两年后取样。

1.3 试验设计

化肥采用鄂中复合肥(湖北鄂中生态工程股份有限公司)，有效含量≥50%，纯N含量为18%，P2O5含量为7%，K2O含量为25%。固体有机肥采用润百灵有机肥料(内蒙古润百灵肥业有限公司)，含有机质≥45%，总养分(N-P2O5-K2O)≥5%。将油饼、秸秆、稻壳及猪牛粪肥混合后，堆置发酵获得堆肥；参照NY525—2012《有机肥料》[16]标准，经发酵腐熟形成的有机肥重金属和病原菌等均未超标，具体指标如下：pH为7.1，有机质含量68.7%，总氮含量15.6 g·kg-1，总磷含量 16.3 g·kg-1，总钾含量12.9 g·kg-1，钙含量6.12 g·kg-1，镁含量4.52 g·kg-1，砷含量3.08 mg·kg-1，汞含量0.03 mg·kg-1，铅含量16.9 mg·kg-1，铬含量35.5 mg·kg-1， 镉含量0.5 mg·kg-1。液肥采用有机水溶肥料(腐植酸水溶肥，广州生升农业有限公司)，总氮含量67.5 g·L-1，磷含量56.5 g·L-1，钾含量65 g·L-1。病虫害管理如常。

对于女性的上述角色定位及德性要求与儒家所建构的秩序体系是内在一体的。在儒家而言，“男女之别”只是人伦之起点，其目的在于建立“父子亲”“君臣义”的等差性社会秩序。因而尽管人们认为女性通常被限定于“内”和“私”的领域之中而无缘于公共事务，但实际上，儒家女性是被裹挟于家族与政治的“公”之中并为“公”服务的。从公私观上考察，可以清晰地看出其逻辑线索。

表1 田间试验的肥料施用方案Table 1 Scheme and dosage of fertilizers in field experiment (kg·hm-2)

1.4 取样及指标测定

由图5可看出，同一春甘蓝品种，不同处理的土壤有机质、速效磷、速效钾含量均表现为T3>T2>T1>CK。同种施肥处理下，不同甘蓝品种栽植地块的土壤养分含量无明显差异。综合两个品种的数据分析发现，相比于CK处理，T1、T2、T3处理的土壤有机质含量均显著增加，分别上升8.47%、11.38%、17.27%。T3处理的土壤有机质含量达到32.67 g·kg-1。处理T3的土壤速效磷含量为92.63 mg·kg-1，比CK处理显著上升了15.64%。与对照相比，处理T1、T2、T3的土壤速效钾含量分别较CK处理显著上升了12.33%、15.89%、19.23%，T1、T2、T3三个处理间无显著差异。不同处理的土壤速效氮含量表现为CK>T1 >T2 >T3，与土壤有机质、速效磷、速效钾含量趋势相反，但各处理间的差异并不显著，这可能与有机肥比重增大、氮素释放缓慢有关。因此，有机肥与化肥配比对土壤养分含量有一定的影响，处理T3的土壤有机质、速效磷、速效钾含量均最高，CK处理最低。

1.5 数据统计与处理

从表3可以看出，施肥对春甘蓝的品质具有明显影响。同一春甘蓝品种，处理T3的春甘蓝紧实度、可溶性糖、氨基酸、VC、可溶性固形物含量均高于其他处理；紧实度与可溶性糖含量在T2、T1、CK三种施肥处理间差异均不显著；处理T2的可溶性固形物显著高于CK。相比CK处理，T1、T2、T3处理的春甘蓝硝酸盐含量均显著下降，以处理T3的硝酸盐含量最低。总体来看，处理T3的春甘蓝综合品质最高，T2与T1处理次之。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对冬春茬甘蓝根际土壤酶活性的影响

2.1.4与O循环有关的土壤酶活性 过氧化氢酶的活性与微生物活动息息相关，能够反映土壤呼吸强度及氧化过程强弱[25]。由图4可知，同种施肥处理下，不同春甘蓝品种的根际土壤过氧化氢酶活性无明显差异。同一春甘蓝品种，不同施肥处理的根际土壤过氧化氢酶活性表现为T3>T2>T1>CK。T2、T3处理的春甘蓝根际土壤过氧化氢酶活性显著高于CK处理，综合两个春甘蓝品种数据，处理T2、T3的土壤过氧化氢酶活性分别较CK处理提高了51.16%、95.90%。但是，处理T1与CK的春甘蓝根际土壤过氧化氢酶活性无显著差异。因此，减少化肥用量、增施有机肥的处理T2、T3可以明显提高春甘蓝的根际土壤过氧化氢酶活性。

注：不同小写字母表示不同处理不同品种间差异在P<0.05水平具有统计学意义。Note：Different small letters indicate significant differences at P<0.05 level between different treatments and different cultivars.图1 不同处理的转化酶和β-葡萄糖苷酶活性Fig.1 Effects of different treatments on activities of invertase and β-glucosidase

注：不同小写字母表示不同处理不同品种间差异在P<0.05水平具有统计学意义。Note：Different small letters indicate significant differences at P<0.05 level between different treatments and different cultivars.图2 不同处理的脲酶和蛋白酶活性Fig.2 Effects of different treatments on activities of urease and protease

另外，课堂导入必须紧扣课程标准和教材。老师应对课标和教材进行深层次的研究、挖掘，构建知识框架，并据此设计出有利于突破知识框架体系的课堂导入。如果导入的设计不符合课标要求，或者会将学生拉离教学内容，那就应该坚决放弃。课堂导入必须符合学生需求。课程标准指出教学过程的设计与实施应有利于学生的学习方式的转变，充分发挥学生的主体作用，调动学生参与的积极性，轻松愉快的学习。

2.1.3与P循环相关的土壤酶活性 酸性磷酸酶能够将有机磷矿化为无机磷后被植物利用，是一种重要的水解酶，与根际有机磷的耗竭显著相关[24]。由图3可知，同一春甘蓝品种，不同处理的根际土壤磷酸酶活性表现为T3>T2>T1>CK。相比于CK处理，春丰在T1、T2、T3处理的根际土壤酸性磷酸酶活性分别提高了15.69%、29.74%、53.63%，博春在T1、T2、T3处理的根际土壤酸性磷酸酶活性分别提高了16.12%、25.93%、36.17%。两个品种中，处理T3、T2的酸性磷酸酶活性均显著高于CK，但处理T3与T2差异不显著，处理T2与T1也无显著差异，说明施用有机肥可在一定程度上提高春甘蓝的根际土壤酸性磷酸酶活性。

注：不同小写字母表示不同处理不同品种间差异在P<0.05水平具有统计学意义。Note：Different small letters indicate significant differences at P<0.05 level between different treatments and different cultivars.图3 不同处理的酸性磷酸酶活性Fig.3 Effects of different treatments on activity of acid phosphatase

2.1.1与C循环相关的土壤酶活性 土壤转化酶作为评价土壤熟化程度与肥力水平的重要指标之一，主要参与土壤有机碳循环过程，对提高土壤中易溶性营养物质水平具有重要作用，可以表征土壤的生物活性强度[22]。从图1可看出，同种施肥方式下，不同春甘蓝品种的根际土壤转化酶活性差异不明显。同一春甘蓝品种，根际土壤转化酶活性均表现为T3>T2>T1>CK；与CK相比，T1、T2、T3处理下春丰的根际土壤转化酶活性分别显著提高15.60%、37.67%、64.63%，博春的根际土壤转化酶活性分别显著提高25.65%、35.03%、60.33%，不同施肥处理间差异显著。β-葡萄糖苷酶参与土壤碳水化合物的水解过程，与土壤有机质的转化关系极其密切[23]。由图1可知，同种施肥处理中，不同春甘蓝品种的根际土壤β-葡萄糖苷酶活性差异不显著。同一春甘蓝品种根际土壤β-葡萄糖苷酶活性均表现为T3>T2>T1>CK，变化趋势一致；与CK处理相比，T1、T2、T3处理下春丰的根际土壤β-葡萄糖苷酶活性分别提高了20.54%、63.39%、140.18%，博春的根际β-葡萄糖苷酶活性分别提高了8.55%、63.25%、136.75%；除T1与CK处理间的β-葡萄糖苷酶活性差异不显著外，其他施肥处理间均差异显著。这说明施肥对春甘蓝根际土壤转化酶活性与β-葡萄糖苷酶活性具有明显影响，减少化肥投入、增施有机肥可显著提高春甘蓝根际土壤转化酶与β-葡萄糖苷酶的活性；而不同甘蓝品种间的土壤转化酶与β-葡萄糖苷酶活性则无明显差异。

注：不同小写字母表示不同处理不同品种间差异在P<0.05水平具有统计学意义。Note：Different small letters indicate significant differences at P<0.05 level between different treatments and different cultivars.图4 不同处理的过氧化氢酶活性Fig.4 Effects of different treatments on catalase activity

2.2 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

在春甘蓝收获期(2019年4月9日)，采集甘蓝根际土壤用于酶活性及养分测定。土壤酶活性检测参照关松荫等[17]，转化酶活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法，β-葡糖苷酶活性采用硝基酚比色法，脲酶活性采用靛酚蓝比色法，过氧化氢酶活性采用0.1 mol·L-1KMnO4滴定法，酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定；蛋白酶活性采用改良茚三酮比色法[18]测定。土壤养分测定参照鲍士旦[19]方法，有机质采用重铬酸钾容量法，速效氮采用碱解扩散硼酸吸收法，速效磷采用钼锑抗比色法，速效钾采用火焰光度法。参考张恩惠等[20]测量甘蓝叶球紧实度。可溶性糖含量采用蒽酮比色法[21]，氨基酸含量采用水合茚三酮法[21]，维生素C含量采用2,6-二氯靛酚法[21]，可溶性固形物用阿贝折射仪(BM-2WAJ)[21]测定，硝酸盐采用水杨酸硝化法测定[21]。

注：不同小写字母表示不同处理不同品种间差异在P<0.05水平具有统计学意义。Note：Different small letters indicate significant differences at P<0.05 level between different treatments and different cultivars.图5 不同处理的土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量Fig.5 Effects of different treatments on contents of organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium

2.3 冬春茬甘蓝根际土壤酶与土壤养分的相关性分析

据表2可知，两个春甘蓝品种的土壤酶活性与土壤有机质含量、速效磷含量、速效钾含量等养分指标间均存在显著相关关系，说明土壤酶活性可作为衡量土壤肥力及土壤微生物活性的指标，这与已有研究结果相符[26-27]。春丰除了土壤速效氮含量与土壤脲酶、酸性磷酸酶活性无显著相关性外，与转化酶、β-葡萄糖苷酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性均呈显著负相关(P<0.05)； 土壤有机质、速效磷、速效钾含量与各土壤酶活性均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。博春的土壤速效氮与土壤转化酶、酸性磷酸酶活性无显著相关性，与β-葡萄糖苷酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性呈显著负相关(P<0.05)；土壤有机质、速效磷、速效钾含量与各土壤酶活性均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。

独立学院师资队伍建设探析——以广西师范大学漓江学院为例……………………………………………………………………………熊志灵（2.77）

2.1.2与N循环相关的土壤酶活性 从图2可看出，同种施肥处理下，脲酶和蛋白酶在不同春甘蓝品种根际土壤中的活性差异均不显著，说明春甘蓝品种对其根际土壤的脲酶和蛋白酶活性影响不大。同一春甘蓝品种，不同处理的根际土壤脲酶与蛋白酶活性均表现为T3>T2>T1>CK，处理T1与CK差异不显著。综合两个春甘蓝品种数据，处理T2、T3的春甘蓝根际土壤脲酶活性比CK分别增高了52.88%、92.45%；处理T2、T3的春甘蓝根际土壤蛋白酶活性比CK分别增高了63.18%、127.13%。可见，T2、T3处理的脲酶与蛋白酶活性均显著高于CK处理，T3处理显著高于T2处理。因此，减少化肥用量、增施有机肥的处理能显著提升春甘蓝根际土壤脲酶和蛋白酶活性，单施大量有机肥的处理提升效果最为显著。

2.4 不同施肥处理对露地春甘蓝品质指标的影响

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计分析，利用软件SPSS 13.0进行方差分析及多重比较。

同一施肥处理下，博春的可溶性糖、氨基酸、可溶性固形物、硝酸盐含量与春丰无显著差异，博春的紧实度、VC含量均明显优于春丰。这说明博春的综合品质稍优于春丰，更适于作为冬春茬甘蓝进行西南紫色土地区的露地栽培。

3 讨论

3.1 施用有机肥对土壤养分的影响

施肥是影响耕地土壤养分含量的重要因素之一。众多研究发现，长期大量施用有机肥和绿肥不仅可以直接提供易于分解释放的有机磷，也可通过提高土壤微生物活性促进结合态钾的释放及有机磷的转化，这也使得单施大量有机肥条件下的土壤有机质、速效磷、速效钾含量明显高于只施用化肥或有机肥替代部分化肥的土壤[2,13,28]。本研究中，在西南紫色土地区，单施大量有机肥处理的土壤有机质、速效磷、速效钾含量明显高于对照处理，与和文龙等[29]研究结果一致。此外，有机肥替代50%化肥的施肥处理的土壤有机质、速效磷、速效钾含量明显高于对照处理。关于土壤速效氮含量与施肥的研究较多，但研究结果因气候条件、土壤种类、耕作方式、作物种类、施肥种类及时间等而有差异[2,13,29]。有机肥的氮素矿化率显著低于无机化肥，导致有机肥氮素释放缓慢[30]。因此，本研究中单施大量有机肥处理的土壤速效氮含量略低于其他施肥处理，但差异并不显著，这可能与有机肥所含有机氮素转化为速效氮需要较长时间有关。

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表2 土壤酶活性与土壤养分含量的相关性分析Table 2 Correlation analysis of soil enzyme activities and soil nutrient contents

表3 不同施肥处理对冬春茬甘蓝品质的影响Table 3 Effects of different treatments on quality characteristics of cabbage

3.2 施用有机肥对根际土壤酶活性的影响

关于土壤酶与施肥的研究，多集中于番茄、黄瓜、菜豆、萝卜等夏秋蔬菜[2,5,12]，但研究结果并不一致。施用有机肥对土壤酶活性的影响，因土壤理化性状、土壤养分状况及蔬菜种类不同而表现出不同的变化规律[13]。从本研究结果看，在西南紫色土地区，施用有机肥对不同品种春甘蓝的根际土壤酶活性影响趋势大致相同；不同处理的土壤转化酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶的活性均表现为T3>T2>T1>CK。说明有机肥的不同施用量可明显影响春甘蓝的根际土壤酶活性，增施有机肥能显著提升春甘蓝根际土壤酶的活性，以施用有机肥量最大的处理T3提升效果最为显著。这与吴彬[13]在南方潴育型水稻土地区对不同有机肥化肥配施对土壤酶活性的研究结果、沈茂华[12]和周东兴等[3]有关土壤酶活性的研究结果一致。

已有研究表明，红壤、黑土、暗棕壤等不同类型土壤的酶活性与有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量等肥力指标呈现出显著或极显著正相关关系，土壤酶活性可较好反映土壤肥力水平[31-33]。本试验进一步研究发现，在西南紫土地区，冬春茬甘蓝菜地土壤酶活性与有机质、速效磷、速效钾呈显著正相关；而土壤酶活性与速效氮的相关性因甘蓝品种而有差异，这可能是春甘蓝生长需要大量速效氮的原因导致。土壤酶可催化土壤中生物及化学反应的进行，是土壤生态系统的重要组成部分[28]。研究表明，土壤酶很大程度上来源于土壤微生物(少量来源于植物与土壤动物)[34]，故土壤酶活性高低能在一定程度上反映土壤生物活性、生化反应强度及微生物参与土壤物质循环、转化的能力[35]。本研究显示，单施大量有机肥处理T3及有机肥替代50%化肥处理T2的土壤酶活性均显著高于对照，这说明施用有机肥可能会通过影响土壤微生物活动，进而影响土壤酶活性的高低，说明相对于只施用化肥的对照，大量施用有机肥的处理T3及T2可能更有利于提高西南紫土地区的菜地土壤质量，也预示着减少化肥投入量、增施有机肥更利于紫土区土壤质量的提高及土壤生态系统的改善。

3.3 增施有机肥对春甘蓝品质的影响

增施有机肥通过对土壤养分、酶及土壤微生物的影响，改变作物的代谢途径及生长条件，进而影响农产品的品质[30,36]。众多研究表明，大量增施有机肥的栽培条件下，农产品硝酸盐、亚硝酸盐含量更低，而维生素C、磷素与钾素营养更高，综合品质更好[5,13]。本研究结果也显示，在西南紫土地区，有机肥替代50%化肥处理T2的可溶性固形物显著高于对照CK，单施大量有机肥处理T3的春甘蓝紧实度、可溶性糖、氨基酸、VC、可溶性固形物含量均显著高于其他施肥处理，这说明增施有机肥可明显提高西南紫土地区的冬春茬甘蓝综合品质。蔬菜品质受水肥管理、地理环境、气候及品种等多种因素的影响。本研究中，博春的综合品质在不同施肥处理下均优于春丰，说明博春更适合西南紫土区的冬春茬甘蓝种植。