摘 要:以“沃土+養(yǎng)根+壯樹”為指導(dǎo)思想,在西峰區(qū)溫泉鄉(xiāng)蘋果園進行不同根際處理試驗,對土壤土壤纖維素酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶的活性進行分層定量測定。結(jié)果表明:采取挖溝+起壟+覆膜+微生物有機肥的處理措施可以有效的提高果園根際酶的活性。
關(guān)鍵詞:根際處理;土壤酶活性;紅富士;西峰
根際是植物、土壤和微生物及其環(huán)境相互作用的中心,是植物和土壤環(huán)境之間物質(zhì)和能量交換最劇烈的區(qū)域,是各種養(yǎng)分和有害物質(zhì)從無機環(huán)境進入生命系統(tǒng)與食物鏈物質(zhì)循環(huán)的必經(jīng)通道和瓶頸。根際土壤中微生物的活性和各種酶的活性指數(shù)可以作為根際土壤質(zhì)量的評定標準。土壤酶是土壤中具有專一生物化學(xué)反應(yīng)的生物催化劑。土壤酶活性的高低直接影響植物對土壤中N、P、K等元素的吸收利用,它能催化土壤中復(fù)雜的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的無機化合物 ,供植物體再利用。研究資料表明 ,土壤中的酶活性與土壤肥力的關(guān)系密切 ,不同種類土壤的起源、發(fā)生及發(fā)展條件不同 ,土壤中的酶活性狀況就不盡相同。因此 ,研究蘋果園土壤酶活性狀況 ,揭示土壤酶與土壤肥力的關(guān)系 ,實現(xiàn)果園土壤資源可持續(xù)利用有重要的意義。
一、材料與方法
1.試驗地概況
試驗地位于甘肅慶陽市西峰區(qū)。該園于1998年建立,面積約5畝,栽植密度3×4m。南北行向。主栽品種為紅富士。試驗地確保果樹品種、砧木、樹齡一致。
2.試驗果園處理措施及試驗方法
(1)該果園設(shè)計以下五個根際處理方法。
T1常規(guī)管理(當?shù)厥┓始肮芾泶胧籘2挖溝+起壟+覆膜+普通有機肥;
T3挖溝+起壟+覆膜+微生物有機肥;T4挖溝+起壟+覆草+普通有機肥;
T5挖溝+起壟+覆草+微生物有機肥。
普通有機肥:當?shù)厥褂玫霓r(nóng)家肥;生物有機肥:Bio(商品名:爸愛我)
(2)試驗方法。
①土樣采樣方法。采用定區(qū)、不定點(5點法)分層取樣的方法,每個處理分表層(0-20cm)和亞表層(20-40cm)兩個層次采樣,采樣時間為2015年5月中旬。5個處理,每個處理每層取5個樣品,合計50個土樣。土樣風干后過1mm篩,每個處理每層的5個土樣組成一個混合樣品,共計10個混合樣品。
②土壤酶分析項目與測定方法。對土樣分別測定過蛋白酶、脲酶、纖維素酶。蛋白酶用比色法法(1968)以氨基酸 mg/g (37℃,±24h)表示;脲酶用Hoffmann 與 Teicher 法(1961),以氨態(tài)氮 mg/g(37℃,±24h)表示。
3.試驗地管理
(1)試驗地施肥管理。該果園按照4kg/樹施用(表1)。
(2)起壟、挖溝、覆草及地膜覆蓋。起壟與施催花肥同步進行,方法是沿行向樹盤起壟。壟面以樹干為中線,中間高,兩邊低,形成開張的“︵”形,壟面高差10~15厘米,壟寬1.8米。覆草方法是將玉米秸稈鍘碎(長5cm左右)后,均勻地平鋪覆蓋在樹冠下壟形土壤表面上,覆蓋厚度保證10~15厘米,覆好后草上撒壓少許土。在壟面整平并適當拍實的基礎(chǔ)上進行覆膜,采用黑色地膜。覆膜時,樹盤兩側(cè)同時進行,將地膜緊貼壟面拉直、拉平展;壟中央兩側(cè)地膜邊緣以銜接為度,用細土壓實;壟兩側(cè)地膜邊緣應(yīng)埋入土中約5厘米。挖溝方法是順行向或沿灌水方向,緊貼壟面兩側(cè)距離地膜邊緣5厘米處沿行向開挖深、寬30厘米的集雨溝,要求溝底平直,便于集雨在溝底的均勻分布。
二、結(jié)果與分析
1.不同處理對蛋白酶活性的影響
蛋白酶參與土壤中存在的氨基酸、蛋白質(zhì)以及其他含蛋白質(zhì)氮的有機化合物的轉(zhuǎn)化。在土壤中,蛋白酶由于微生物活動、植物根系分泌和動植物殘體的分解而富集起來,成為土壤中的一個重要胞外酶,該酶具有離體活性,能夠參與土壤的氮素循環(huán)。重金屬、有機污染物和不良土壤pH都可以抑制土壤蛋白酶的活性,因此,蛋白酶活性可以反應(yīng)土壤的環(huán)境質(zhì)量狀況。測定根據(jù)蛋白酶酶促蛋白質(zhì)產(chǎn)物----氨基酸與某些物質(zhì)(如銅鹽藍色絡(luò)合物或茚三酮等)生成帶顏色的絡(luò)合物,依據(jù)溶液顏色深淺程度與氨基酸含量的關(guān)系,求出氨基酸量 mg/g (37℃,±24h),以表示蛋白酶活性(表2)。
由表2數(shù)據(jù)可知,采用覆膜T3和T2處理比覆草T5和T4能夠提高果園根際土壤中蛋白酶的活性,施用微生物有機肥更能提高土壤中蛋白酶的活性。
2.不同處理對脲酶活性的影響
脲酶是一種專性的酰胺酶,它僅能水解尿素,水解的最終產(chǎn)物是二氧化碳、水和氨。土壤脲酶活性與土壤的微生物數(shù)量、有機物質(zhì)含量、全氮和速效磷含量呈正相關(guān)。一般用土壤脲酶活性來表征土壤的氮素狀況。土壤中脲酶活性的測定是以尿素為基質(zhì)經(jīng)酶促反應(yīng)后測定生成的氨量,也可以通過測定未水解的尿素量來求得,本方法是以尿素為基質(zhì),根據(jù)酶促產(chǎn)物氨與苯酚--次氯酸鈉作用生成藍色的靛酚,來分析脲酶活性,其活性以氨態(tài)氮 mg/g(37℃,±24h)表示(表3)。
由表3數(shù)據(jù)可知,在常規(guī)的管理措施T1條件下土壤中脲酶活性較高,而T2、T3、T4、T5四種處理措施不利于土壤酶活性的提高,但是施用微生物肥料和覆膜還是能保證脲酶活性相對穩(wěn)定,說明覆膜可以為果園根際土壤提供穩(wěn)定的溫度和濕度條件,微生物有機肥更提高土壤的肥力。
3.不同處理對纖維素酶活性的影響
植物殘體在纖維素酶的作用下它的最初水解產(chǎn)物是纖維二糖,在纖維二糖酶的作用下進一步分解為葡萄糖。一般情況下,土壤中纖維素酶的含量越高,進入土壤碳素循環(huán)的纖維素就越多,土壤肥力就越好。纖維素酶所分解生成的還原糖與3,5-二硝基水楊酸反應(yīng)而生成橙色的3-氨基-5-硝基水楊酸,顏色深度與還原糖的量呈正相關(guān),因而可用測定還原糖的量來表示土壤中纖維素酶的活性,其活性都以生成葡萄糖mg/g(37℃,±72h)表示(表4)。
由表4中的數(shù)據(jù)可知,T2、T3、T4、T5四種措施都可以明顯提高土壤中纖維素酶的含量,T2和T4采用的覆草措施比T3T和5對土壤中纖維素酶的活性影響??;T2、T4、T5、T3處理方式對土壤中纖維素酶活性的影響依次增高,尤其是T3處理對于土壤亞表層中根際酶活性的提高具有很大的影響,說明采取施用微生物有機肥和覆膜能提高土壤中纖維素酶的活性。
三、小結(jié)與討論
綜合分析T2、T3、T4、T5各酶的活性值說明采取挖溝+起壟+覆膜+微生物有機肥的措施對土壤酶活性有顯著性的影響。所以在以后的果園生產(chǎn)管理中,采取挖溝+起壟+覆膜+微生物有機肥挖的措施是我們廣大果民可以借鑒和學(xué)習的栽培管理措施之一,當然,這也有待于進一步的研究。微生物有機肥可以明顯提高土壤表層和亞表層中酶的活性,從而有利于提高土壤的肥力和質(zhì)量。采取覆蓋地膜處理根際也可以有效地提高土壤酶的活性、改善土壤環(huán)境,特別是覆用黑色的地膜可以有效地吸收太陽光能,增加土壤溫度,防止土壤中水分的蒸發(fā),既有利于土壤中微生物的活動也有利于土壤酶活性的提高,對于提高土壤肥力具有重要作用。
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作者簡介:方彥華(1960-2-),男,籍貫,甘肅隴南,職稱,助理級工程師,單位,甘肅省小隴山林業(yè)實驗局左家林場,研究方向:森林管護以及苗木培育工作。