长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响

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1、王俊华等：长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响195长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响王俊华，尹睿，张华勇，林先贵*，陈瑞蕊，钦绳武中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室//中国科学院南京土壤研究所-香港浸会大学土壤与环境联合开放实验室，江苏南京210008摘要：利用中国科学院封丘农业生态国家实验站潮土农田生态系统养分平衡长期定位试验地，研究不同施肥处理对土壤酶活性的影响及其年际变化，以及对土壤养分和微生物生物量的影响。结果发现，土壤脱氢酶、转化酶、脲酶及磷酸酶的活性在长期不同施肥处理之后

2、均产生较大的差异，总体上是施肥高于不施肥，施肥处理间从高到低依次是OM（有机肥）、1/2OM+1/2NPK、NPK、NP、PK、NK。同时，土壤脱氢酶活性随着年限的增加逐渐下降，转化酶与磷酸酶的活性趋于增高，而脲酶活性的年际变化规律在不同施肥处理间互不相同。另外，OM与1/2OM+1/2NPK处理的土壤微生物生物量C、N最高，而施化肥处理中只有NPK处理的微生物生物量N显著高于不施肥对照，其它处理与对照没有显著差异。结果表明，长期施用有机肥更有利于保育土壤生物化学环境质量。关键词：长期定位施肥；土壤酶活性；微生物生物量；土壤养分；

3、土壤质量中图分类号：S154.36文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）01-0191-06王俊华等：长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响195随着农业生产的发展，土地的高强度利用导致土营养元素缺乏、土壤肥力下降，制约了作物的产量、品质以及农业经济效益[1]，施肥已经成为保障作物产量和粮食安全的必由途径，然而长期施肥又会对土壤性质产生深远的影响。国外已有长达150多年历史的长期定位试验，在这方面积累了宝贵的研究资料，并解决了许多实际问题。但建立我国自己的长期定位试验点，对于研究我国自然条件下长期施肥对土壤

4、肥力、作物产量和生态环境的影响尤为重要[2]。本文采用的长期试验地已有16a的定位施肥历史，如此布置完整、保留完全的长期试验在国内外均不为多见。土壤是微生物的栖息地，微生物的活动对土壤中碳、氮、磷、硫等元素的循环和土壤矿物的分解有密切关系，特别是对土壤团粒结构的形成及稳定起着决定作用，但同时也影响植物根系对养分的吸收[3]。国内外学者愈来愈认识到微生物在整个生态系统中的重要功能，并把注意力从用土壤理化性质作为持续性指标来评价土壤肥力及其对作物产量的影响的研究中，逐步转移到用土壤微生物参数来评估土壤的健康和质量，包括土壤微生物生物量

5、、各种酶活性以及微生物的多样性等[4]。土壤酶是土壤的一个重要组分，主要来自微生物、植物和动物的活体或残体，参与包括土壤生物化学过程在内的自然界物质循环，在土壤的发生发育以及土壤肥力的形成过程中起有重要作用。近些年来，土壤酶活性作为表征土壤性质的生物活性指标，已被广泛应用于评价土壤营养物质的循环转化情况，以及评价各种农业措施和肥料施用的效果[5]。孙瑞莲等研究发现[6]，在褐潮土上，土壤酶活性的增强与土壤养分含量的提高有密切关系，再次表明土壤酶活性的高低可作为评价土壤肥力的重要指标[7]。土壤微生物生物量是指土壤中个体体积小于50

6、00μm3的活微生物总量，既是土壤有机质和土壤养分转化与循环的动力，又可作为土壤中植物有效养分的储备库[8]，在土壤肥力和植物营养中具有重要作用。研究表明，微生物生物量库的任何变化都会影响土壤养分的循环和有效性[9]，并能够较早地指示整个农田生态系统功能的变化。本研究以河南封丘农业生态国家实验站的潮土为研究对象，通过采集农田生态系统养分平衡长期试验地不同施肥处理小区土壤，探讨长期不同施肥处理条件下土壤酶活性的年际演变及其影响因素，包括对土壤微生物生物量的影响，旨在为改善土壤生物化学环境质量和合理制定施肥策略提供科学依据。1材料与方

7、法1.1试验区概况中国科学院封丘农业生态国家实验站（35°04′N，113°10′E）位于河南省封丘县，属半干旱半湿润的暖温带季风气候，年均降水量605mm，主要集中于7—9月。潮土农田生态系统养分平衡长期王俊华等：长期定位施肥对农田土壤酶活性及其相关因素的影响195定位施肥试验始于1989年秋季，采用小麦－玉米一年两熟轮作制度，品种系当地大面积推广品种。试验灌水视当年降水情况而定，一般小麦灌水2~3次，玉米灌水1~2次，每次灌水量900~1200m3·hm-2。供试土壤为轻质黄潮土，试验初始时土壤有机质5.83g·kg-1、全N

8、0.445g·kg-1、全P0.50g·kg-1、全K18.6g·kg-1、速效N9.51mg·kg-1、速效P（以P2O5计）1.93mg·kg-1、速效K（以K2O计）78.8mg·kg-1和pH8.65，土壤肥力呈缺NP和富K。1.2试验设置