不同質(zhì)地農(nóng)田土壤酶活性差異分析

趙自超 夏振堯 祝順波 趙冰琴 楊可 許文年

摘要：通過對(duì)3種質(zhì)地（沙壤、中壤和重壤）農(nóng)田的土壤酶分析，得出沙壤土的酶活性低于中壤土和重壤土，重壤土的脲酶活性最高，沙壤土的轉(zhuǎn)化酶活性最低，中壤土的磷酸酶活性最高。土壤酶活性隨著農(nóng)田土層深度（0～30 cm）的增加而降低。

關(guān)鍵詞：質(zhì)地；土壤酶活性；差異分析

中圖分類號(hào)：S154.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）08-1777-02

土壤酶是土壤的組成成分之一，是一種具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的高分子生物催化劑，參與土壤中有機(jī)物和動(dòng)植物及微生物殘?bào)w的水解與轉(zhuǎn)化、土壤中各種氧化還原反應(yīng)，促進(jìn)土壤中各種有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量交換，使土壤具有同生物體相似的活組織代謝能力[1]。人們常把土壤酶活性作為評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[2-4]，其活性的增強(qiáng)能促進(jìn)土壤的代謝作用，使土壤養(yǎng)分、形態(tài)發(fā)生變化，提高土壤肥力，改善土壤性質(zhì)[5]。土壤質(zhì)地對(duì)土壤酶活性有很大的影響[6，7]，因而研究不同質(zhì)地農(nóng)田土壤酶的差異性，可以為農(nóng)田科學(xué)管理提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于魯西地區(qū)農(nóng)田，研究區(qū)從東到西的土壤質(zhì)地依次是沙壤土、中壤土和重壤土， 長期小麥、玉米輪作。該區(qū)屬暖溫帶亞濕潤季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，雨熱同期，溫度適宜，光照充足。年平均日照時(shí)間為2 420.5 h，日照率為55%。多年平均氣溫13.2 ℃，1月份平均氣溫-6.6 ℃，極端最低氣溫-22.7 ℃。年平均無霜期為119 d，年平均降水量551.5 mm，多集中在6、7、8月份，對(duì)農(nóng)作物生長非常有利。

1.2 土壤樣品的采集

2011年1月下旬在研究區(qū)域內(nèi)按照土壤質(zhì)地以數(shù)字方式標(biāo)記樣地，即樣地1為沙壤，樣地2為中壤，樣地3為重壤。土壤樣品分上下兩層采集，上層為0～15 cm，下層為15～30 cm。土壤樣品為混合土樣， 即用直徑為4 cm的土鉆在每個(gè)層面上采集， 每個(gè)土樣由5～8個(gè)采樣點(diǎn)的土壤混合， 用四分法取適量用土袋帶回實(shí)驗(yàn)室， 立即風(fēng)干， 除去植物根系、雜物等， 研磨、過篩、裝瓶， 用于土壤酶活性測定。

1.3 土壤酶活性測定及數(shù)據(jù)分析

脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶均采用比色法測定[6]。數(shù)據(jù)經(jīng)WPS 2010表格統(tǒng)計(jì)處理，用Orgin 8.1畫圖，用SPSS 17.0進(jìn)行ANOVA分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)地農(nóng)田土壤脲酶分析

脲酶是一種專性酶，可以加速土壤中潛在養(yǎng)分的有效化，因而土壤中脲酶活性可以作為衡量土壤肥力的指標(biāo)之一，它的活性可以用來表示土壤的氮素狀況。土壤脲酶是由簡單蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物催化劑，一般認(rèn)為是由土壤中的微生物產(chǎn)生的，是存在于土壤中能催化尿素分解、具有氨化作用的高度專一性的一類好氣性水解酶[8]。脲酶能分解有機(jī)物質(zhì)，促其水解生成NH3和CO2，其中的氨是高等植物氮素營養(yǎng)的直接來源。從圖1可以看出，各樣地上層的脲酶活性均比下層高，樣地上層的脲酶活性重壤土的最高，沙壤土的最低，可能是沙壤土的保肥能力差所引起。樣地下層的脲酶活性也是沙壤土的最低，中壤土和重壤土差別不大。差異顯著性分析表明，上層土壤的脲酶活性樣地1與樣地2、樣地3具有極顯著差異，樣地2與樣地3具有極顯著差異。也就是說在上層土壤中，沙壤土、中壤土、重壤土3種土壤之間脲酶活性均有極顯著差異。下層土壤的脲酶活性樣地1與樣地2和樣地3均有極顯著差異，樣地2和樣地3之間沒有顯著差異，也就是說在15 cm以下，沙壤土的脲酶活性極顯著低于中壤土和重壤土，這與其性質(zhì)有關(guān)。

2.2 不同質(zhì)地農(nóng)田土壤轉(zhuǎn)化酶分析

土壤轉(zhuǎn)化酶廣泛存在于土壤中，直接參與土壤有機(jī)質(zhì)的代謝過程[4]。轉(zhuǎn)化酶的酶促作用產(chǎn)物葡萄糖是土壤生物體的營養(yǎng)源，其活性反映了土壤有機(jī)碳累積與分解轉(zhuǎn)化的規(guī)律，左右著土壤的碳循環(huán)。一般情況下土壤肥力越高，蔗糖酶活性越強(qiáng)[6]。蔗糖酶活性不僅能夠表征土壤生物學(xué)活性強(qiáng)度，也可以作為評(píng)價(jià)土壤熟化程度和土壤肥力的指標(biāo)[9]。由圖2可知，上層土壤轉(zhuǎn)化酶活性樣地1最低，樣地2和樣地3差別不大。下層土壤轉(zhuǎn)化酶活性樣地1與樣地3差別不大，樣地2最低。差異顯著性分析表明，上層土壤轉(zhuǎn)化酶活性樣地1與樣地2、樣地3之間均具有極顯著差異，樣地2與樣地3之間差異不顯著。說明沙壤土的轉(zhuǎn)化酶活性遠(yuǎn)低于中壤土和重壤土。下層土壤的轉(zhuǎn)化酶活性樣地1與樣地2和樣地3之間差異不顯著，樣地2與樣地3之間差異顯著。表明在下層土壤中，重壤土的轉(zhuǎn)化酶活性顯著高于中壤土。

2.3 不同質(zhì)地農(nóng)田土壤磷酸酶分析

土壤磷酸酶是一類催化土壤有機(jī)磷化合物礦化的酶，可催化磷酸脂類或磷酸酐的水解，其活性高低直接影響著土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及生物有效性[10]。很多植物對(duì)磷的需求能通過有機(jī)磷化合物中的磷循環(huán)得到滿足[11]，但有機(jī)磷必須被來源于植物根系、真菌和土壤微生物的磷酸酶水解后才能被植物利用[12]。由圖3可以看出，樣地1上、下層土壤的磷酸酶活性均低于樣地2、樣地3，樣地2上、下層土壤的磷酸酶活性又均高于樣地3。差異顯著性分析表明，樣地上、下層土壤的磷酸酶活性三樣地之間均具有極顯著差異，這與各種土質(zhì)的特性有關(guān)。

2.4 樣地上、下層之間土壤酶活性差異分析

樣地上、下層土壤酶活性差異分析表明，上、下層脲酶活性之間具有顯著差異，轉(zhuǎn)化酶活性具有極顯著差異，磷酸酶活性沒有差異?？梢缘贸鲭S著農(nóng)田土層深度（0～30 cm）的增加，脲酶活性顯著降低，轉(zhuǎn)化酶活性極顯著降低，磷酸酶活性也降低，但不是很明顯。

3 結(jié)論

沙壤土的農(nóng)田土壤酶活性最低，可以說明沙壤土的保肥能力比較差。重壤土的脲酶活性較高，說明重壤土農(nóng)田中尿素分解得較快；中壤土的磷酸酶活性最高，說明中壤土磷素提供較充分。土壤酶活性上層（0～15 cm）高于下層（15～30 cm），可以說明農(nóng)田的耕作層主要在15 cm內(nèi)。

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