土壤酶活性與有機(jī)碳投入量及養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性

表 2 中各處理土壤酶活性的相關(guān)性分析結(jié)果表明：PHOX 除與 CEL 和 INV 之間無顯著相關(guān)關(guān)系外(P>0.05)，與 BG 和 BXYL 呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與 PEOX 呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；其他酶活性兩兩之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。由此可見，催化秸稈分解、促進(jìn)土壤碳周轉(zhuǎn)的 6 種酶之間是相互緊密聯(lián)系的，共同調(diào)控土壤的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。

各處理土壤酶活性與其有機(jī)碳投入量及部分養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性分析表明(表 2)：除 PHOX 外，其他5 種酶與其有機(jī)碳投入量呈顯著正相關(guān)；這表明與碳周轉(zhuǎn)相關(guān)的 6 種酶在促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中，不僅具有專有特性，同時(shí)也存在著共性關(guān)系。但由于土壤酶參與土壤物質(zhì)循環(huán)的同時(shí)會(huì)受到土壤環(huán)境的綜合影響，因此參與土壤碳周轉(zhuǎn)的 6 種酶僅與部分土壤養(yǎng)分指標(biāo)具有一定的相關(guān)性。從表 2 結(jié)果可見：PHOX與全磷、有效磷和速效鉀這 3 個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)之間存在正相關(guān)關(guān)系，且達(dá)到顯著水平(P<0.05)；PEOX 與速效鉀之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；INV 與堿解氮之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3 討論

利用冬閑期秸稈翻耕還田，能增加秸稈的腐解時(shí)間，提高冬閑期土壤碳周轉(zhuǎn)相關(guān)酶的活性，促進(jìn)
土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國南方稻區(qū)約有冬閑田2 000 萬 hm2，土地、溫度、光照、水分、肥力等自然資源豐富，若能充分利用南方稻田冬、春自然資源，在冬閑期合理進(jìn)行水稻秸稈還田，不僅可以減少稻草焚燒產(chǎn)生的環(huán)境危害，而且可能替代綠肥，在低溫和非淹水條件下實(shí)現(xiàn)“固碳保氮”。本研究的田間試驗(yàn)位于江西鷹潭，該區(qū)冬季 ≥0℃積溫為 1 737.0 ~ 2 003.2℃，平均氣溫 7.6 ~ 10.5℃，最冷月平均氣溫 3.1 ~ 5.7℃，太陽輻射 1 219.9 ~ 1 669.5 MJ/m2。該區(qū)冬季太陽輻射較豐富，利于秸稈的腐解。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，冬季還田處理在冬閑期碳周轉(zhuǎn)相關(guān) 6種酶活性均高于春季還田處理，但在生育期僅 BG與 PEOX 酶的全部處理以及其他 4 種酶的大部分處理在冬季秸稈還田處理高于春季還田。這進(jìn)一步說明本試驗(yàn)稻區(qū)適合推廣冬閑期秸稈翻耕還田的農(nóng)田管理措施。

秸稈還田時(shí)配施氮肥在一定程度上影響土壤酶活性。在秸稈腐熟過程中，大量微生物的繁殖與對(duì)秸稈的分解會(huì)消耗土壤中大量的氮素，引起與作物生長對(duì)氮素的競爭，造成土壤對(duì)作物的氮素供應(yīng)不足，從而影響作物生長，需要配施一定量的氮肥調(diào)節(jié)C/N 比，以滿足微生物分解秸稈過程中要吸收土壤速效氮。因此秸稈還田配施氮肥逐漸成為普遍的農(nóng)田施肥管理措施。錢海燕等研究了秸稈還田配施化肥及微生物菌劑對(duì)水田土壤酶活性和微生物數(shù)量的影響，結(jié)果表明:與單施秸稈相比，秸稈還田配施氮磷鉀及微生物菌劑后，土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性分別提高37.5% ~ 68.8%、32.3% ~ 61.5% 和 48.8% ~ 102%。與秸稈不還田處理相比，秸稈還田處理顯著提高了土壤脲酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性，這與矯麗娜等研究高量秸稈不同深度還田對(duì)黑土酶活性的影響結(jié)果相同。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，冬閑期秸稈還田時(shí)配施氮肥處理的 CEL 活性高于秸稈還田但不施氮肥的處理，生育期內(nèi)秸稈還田配施氮肥處理的 BG 和 CEL 酶活性也高于秸稈還田但不施氮肥的處理，而不論是冬季還田還是春季還田，秸稈還田時(shí)配施的礦質(zhì)氮肥比例并未造成 3 個(gè)氮肥處理間酶活性的顯著差異。這說明盡管配施氮肥影響水稻土碳周轉(zhuǎn)相關(guān)酶的活性，但由于后期基肥、分蘗肥和穗肥追施對(duì)氮素的補(bǔ)充，秸稈還田時(shí)氮肥前移處理，對(duì)土壤酶活性并未造成顯著影響。因此，秸稈還田配施氮肥尤其是還田時(shí)配施氮肥的量對(duì)調(diào)控土壤碳周轉(zhuǎn)的酶活性及其動(dòng)力學(xué)機(jī)理仍有必要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1) 利用冬閑期秸稈翻耕還田能增加冬閑期土壤與碳周轉(zhuǎn)相關(guān)酶的活性，但對(duì)早稻生育期內(nèi)這 6 種土壤酶活性的影響不一致。冬閑期冬季還田條件下各處理酶活性高于春季還田，但生育期內(nèi)冬季秸稈翻耕還田措施僅對(duì)土壤 β-葡糖苷酶和過氧化物酶有增加作用，其他酶個(gè)別處理表現(xiàn)不一致。

2) 秸稈還田配施氮肥在一定程度上影響土壤酶活性，但秸稈還田時(shí)配施氮肥的比例對(duì)土壤酶活性影響并不顯著。秸稈還田時(shí)配施氮肥措施顯著地增加冬閑期 β-纖維二糖苷酶活性，而對(duì)生育期內(nèi) β-葡糖苷酶活性和 β-纖維二糖苷酶有一定的增加作用，但秸稈還田時(shí)配施氮肥的 3 個(gè)比例間土壤酶活性并無顯著差異。

3) 在秸稈還田并配施氮肥處理中，土壤酶活性之間關(guān)系密切。除多酚氧化酶與 β-纖維二糖苷酶和蔗糖酶之間無顯著相關(guān)外，其他酶活性兩兩之間均呈顯著正相關(guān)。對(duì)與碳周轉(zhuǎn)相關(guān)的土壤酶活性影響最大的是各處理的有機(jī)碳投入量，除多酚氧化酶外，其他5 種酶與其有機(jī)碳投入量呈顯著正相關(guān)。而與碳周轉(zhuǎn)相關(guān)的土壤酶活性與大多土壤養(yǎng)分指標(biāo)間并無顯著相關(guān)。多酚氧化酶與全磷、有效磷和速效鉀之間存在正相關(guān)，過氧化物酶與速效鉀間、蔗糖酶與堿解氮間存在正相關(guān)。

綜上所述，在南方稻區(qū)尤其是江西雙季稻產(chǎn)區(qū)，秸稈還田時(shí)間的提前能有效利用冬季積溫及太陽輻射，增加秸稈的腐解時(shí)間，因此，在該區(qū)推廣冬閑期秸稈翻耕還田措施能增加稻田土壤碳周轉(zhuǎn)相關(guān)的酶活性，影響土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響土壤的綜合肥力水平，對(duì)土壤有機(jī)培肥的機(jī)理研究有重要意義。秸稈還田時(shí)配施氮肥能在一定程度上調(diào)控與碳周轉(zhuǎn)相關(guān)的土壤酶活性，緩解秸稈分解的耗氮過程與作物生長需氮的競爭，對(duì)保障作物的生產(chǎn)具有重要的農(nóng)學(xué)指導(dǎo)意義。

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