不同生物肥处理土壤酶活性对温度、水分条件的响应

摘要：通过室内培养试验，研究了不同温度、水分条件下有机肥及3种不同生物肥(“中和牌”、“NST型”及“爸爱我”) 配合有机肥处理在不同培养时间时土壤中脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶的含量。结果表明，不同生物肥处理下不同酶温度、水分的响应具有一定的差异性。

关键词：生物肥；温度；水分；土壤酶特性

中图分类号： S144.9 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.06.009

生物肥能够提高土壤微生物的生物活性，改善作物的营养条件，活化土壤潜在肥力，刺激作物生长发育，抵抗作物病虫危害[1]。相关研究报道，生物肥不仅具有速效、长效、抗病、改良土壤和抗板结作用，而且其中的微生物还可以不断将土壤中难以被作物吸收的无效养分分解转化为易吸收的形态，提高养分供应速率，从而提高农作物产量、改善产品品质[2-4]。土壤酶是土壤的重要组成部分，不仅反映土壤生物活性的高低，而且能表征土壤养分转化速率的快慢，在一定程度上能反映土壤肥力、土壤理化性质、土壤健康状况[5-6]。目前，关于生物肥的研究主要集中在其应用增产效果上[7-9]，关于生物肥施用的温度、水分最适条件的机理性研究较少[10]。本试验通过研究不同温度、水分条件下，有机肥及有机肥与生物肥配施处理对土壤酶活性的影响，旨在找出不同施肥处理最大酶活时的温度、水分条件，为合理施肥、提高生物肥的利用率提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试土壤状况

1.2 供试肥料和作物品种

1.3 试验设计

试验采用裂区设计。分别设主处理4个，其中以单独施用农场有机肥作为对照：CK；另设3种生物肥与有机肥配合施用处理，分别为ZHH,NST和BIO。副处理为2个温度T1,T2 (25 ℃,35 ℃)，4个水分W1,W2,W3,W4(土壤含水量分别占田间持水量的45%,60%,75%,90%)的完全方案，共32个处理，重复3次。

试验前先测定过2 mm筛的鲜土的含水量，然后称取相当于200 g干土的新鲜土样，分别称取不同处理所需的有机肥和生物肥量与土壤充分的混合加入烧杯中，称重法调节土壤含水量至田间饱和持水量的45%,60%,75%,90%，分别置于25 ℃和35 ℃的恒温培养箱中。培养过程中每2 d称重一次以控制土壤水分状况，培养20 d。各处理肥料施用量见表1。

1.4 试验方法

1.4.1 样品采集 培养结束，各处理分别采用四分法取部分新鲜土样过2 mm筛置于冰箱内冷藏(4 ℃，不超过1周)供土壤酶活性分析，剩余部分风干过筛后用于土壤基本理化性质测定。

1.4.2 测定项目及方法 化学指标：土壤pH值 (土水质量比为1∶2.5)、有机质、速效磷、速效钾及碱解氮等按常规方法测定[11]。

生物指标：土壤酸性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法；脲酶用奈氏比色法；过氧化氢酶用0.1 mol·L-1KMnO4滴定法[12]；

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003及SPSS 13.0统计分析软件进行数据处理和差异显著性检验，并用Microsoft Excel 2003软件进行绘图。

2 结果与分析

2.2 温度和水分对不同处理土壤酶活性的影响

温度、水分条件不仅影响影响土壤酶活性。图1~6是不同土壤脲酶含量对25 ℃,35 ℃温度条件和4个水分条件的响应。由图1和图2可以看出，25 ℃培养条件下，CK,BIO处理土壤脲酶含量随水分条件的变化趋势一致，75%时脲酶含量最大；ZHH处理在60%田间持水量时脲酶活性最大；而NST则表现出低水分条件脲酶含量稳定，高水分即90%田间持水量时，脲酶含量极显著减小。35 ℃时，各处理土壤脲酶含量随水分含量增加逐渐增大，且90%含水量较75%水分条件脲酶增加均达极显著水平。而相同水分条件下，各处理土壤脲酶含量在35 ℃培养条件下显著高于25 ℃条件培养。各处理土壤脲酶活性最大时培养条件均为温度35 ℃，水分90%。25 ℃培养条件下各处理最佳水分条件分别为CK75%,ZHH60%,NST60%或75%,BIO75%。

温度和水分条件在影响土壤脲酶、酸性磷酸酶的同时也对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响(图5和图6)。25 ℃培养条件下土壤过氧化氢酶活性随水分的变化趋势与脲酶一致，即75%田间持水量时活性最大，当水分降低或升高时其活性均显著降低；ZHH,NST及BIO处理土壤过氧化氢酶活性则随着水分含量的增加而增大，90%田间持水量时含量最高，且在水分为90%田间持水量时，NST与ZHH处理土壤过氧化氢酶活性极显著高于其他水分条件。35 ℃培养条件时，各处理土壤过氧化氢酶活性均为随着水分条件的增高，活性增强，变化趋势一致。CK处理土壤过氧化氢酶活性在中高水分(75%,90%)培养条件下极显著高于中低(45%,60%)水分条件，而其他3个处理随着水分含量增加过氧化氢酶活性显著增加。当水分条件一致时，各处理土壤过氧化氢酶活性在25 ℃培养条件下大于35 ℃培养，且CK与BIO处理土壤过氧化氢酶活性在60%及75%田间持水量时差异极显著、ZHH处理在45%及90%时差异显著、NST在4种水分条件下过氧化氢酶活性差异均达显著水平。各处理土壤过氧化氢酶活性最大时培养条件为CK25 ℃,水分75%；ZHH,NST及BIO处理均为25 ℃,90%。

3 结论

CK单施土壤有机肥处理最佳培养条件为温度25 ℃,水分条件75%田间饱和持水量。土壤脲酶活性25 ℃培养时75%水分条件下最大，35 ℃培养时，90%水分条件最大；酸性磷酸酶活性两种温度条件下均随水分增加降低；过氧化氢酶活性在两种温度下均为75%水分条件下活性最高； ZHH‘中和牌’生物肥与有机肥配施处理在温度25 ℃,水分条件60%培养时最佳。土壤酸性磷酸酶及土壤速效钾在25 ℃,60%田间持水量培养时最大；NST“NST型”生物肥与有机肥配施处理在25 ℃,

水分条件75%培养时最佳；BIO“Bio爸爱我”生物肥与有机肥配施处理对温度、水分的适宜性较强，其最佳培养条件为温度25 ℃,水分条件60%或75%。

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