楊 靜，張俊鵬，邢 蕾

(1.咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000；2.咸陽(yáng)市土壤肥料工作站，陜西 咸陽(yáng) 712000)

陜西地處中國(guó)內(nèi)陸腹地，是中國(guó)農(nóng)耕文明的重要發(fā)祥地，也是中國(guó)最大的蘋果主產(chǎn)區(qū)，陜西蘋果產(chǎn)量的比重占全國(guó)1/4，渭北的黃土高原地區(qū)具有世界上公認(rèn)的蘋果生產(chǎn)最佳條件，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)部確定的中國(guó)蘋果品牌產(chǎn)業(yè)帶的重點(diǎn)區(qū)域[1,2]。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，蘋果產(chǎn)業(yè)已是陜西省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)[1,3]，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

土壤是果樹生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土壤的質(zhì)量水平關(guān)系著果樹的產(chǎn)量和果園的結(jié)果品質(zhì)。目前，果業(yè)生產(chǎn)中各地很多果園的土壤質(zhì)量不高，很大程度上影響了果業(yè)發(fā)展水平的提升。這是一個(gè)值得高度重視的問(wèn)題。目前，已有不少學(xué)者從土壤的生理生化性質(zhì)方面開展研究[4～6]。殷瑞敬等認(rèn)為采用土壤耕作和覆蓋均能提高果園土壤酶活性且以翻耕+秸稈覆蓋效果最好，可以提高土壤酶活性及改善土壤微環(huán)境[7,8]。我們調(diào)查研究了渭北旱塬長(zhǎng)武地區(qū)果園土壤的酶和肥力之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)果園土壤肥力指標(biāo)的發(fā)展演變規(guī)律，以期對(duì)果園的健康有序發(fā)展提供很好的理論參考和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)區(qū)位于陜西省長(zhǎng)武縣，其位于渭北與隴東高原結(jié)合部的過(guò)渡地帶，年均氣溫10.5℃，無(wú)霜期171 d。年平均降水量為584 mm，季節(jié)性分布不均，7-9月降水占全年降水量的55%。供試土壤為黃蓋粘黑壚土，土壤肥力水平較低，鉀素豐富，氮、磷俱缺[9]。分別采集了果園土壤5～20 cm(25個(gè)土樣)和20～40 cm(25個(gè)土樣)的混合土樣，過(guò)1 mm尼龍篩，測(cè)定所有土樣的肥力指標(biāo)和酶活性。

1.2 測(cè)定方法

土壤理化性質(zhì)參照常規(guī)方法進(jìn)行分析：pH采用電位法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法，速效磷采用Olsen法，全氮和堿解氮采用火焰光度計(jì)法，全鉀和速效鉀采用火焰光度計(jì)法，全量氮磷鉀在測(cè)定前需要用濃硫酸進(jìn)行消煮[10]。

土壤過(guò)氧化氫酶：容量法；脫氫酶：TTC法；磷酸酶：磷酸苯二鈉比色法；轉(zhuǎn)化酶：3，5-二硝基水楊酸比色法；脲酶：靛酚藍(lán)比色法[11]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2007和IBM SPSS Statistics 22統(tǒng)計(jì)軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 土樣理化性質(zhì)分析

土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥力重要的綜合性指標(biāo)之一[12]，土壤中各種元素及理化性質(zhì)都會(huì)受到有機(jī)質(zhì)深刻的影響。由表1可以看出，在5～20 cm土層有機(jī)質(zhì)平均水平為11.59 g·kg-1，變幅為5.43～16.46 g·kg-1。在20～40 cm土層，有機(jī)質(zhì)平均水平為9.58 g·kg-1，變幅5.43～12.86 g·kg-1?？梢钥闯鲩L(zhǎng)武地區(qū)果園土壤有機(jī)質(zhì)處于中等水平。果園土壤表層有機(jī)質(zhì)含量是下層的1.2倍，這是由于土壤表層含有大量的動(dòng)植物及微生物等有機(jī)體。我國(guó)無(wú)公害蘋果技術(shù)規(guī)程要求土壤有機(jī)質(zhì)含量要達(dá)到15g·kg-1以上[13]，因此提高此地區(qū)果園土壤肥力是有必要的。這也與黎青慧、田霄鴻所得結(jié)論一致[14]。5～20 cm土層的全氮含量是20～40 cm土層的1.1倍，這是由于土壤中的氮素絕大部分為有機(jī)結(jié)合態(tài)，無(wú)機(jī)形態(tài)的氮僅占全氮的1%～5%所以一般認(rèn)為土壤全氮與有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)。按照參考標(biāo)準(zhǔn)速效鉀和速效磷都處于高水平。

2.2 土壤酶活性的分析

土壤酶屬于十分敏感的生化指標(biāo)，周圍環(huán)境或管理因素的變化尤其會(huì)影響其活性，除此之外，土壤酶還具有很強(qiáng)的時(shí)效性。土壤酶活性分布特征見(jiàn)表2，除過(guò)氧化氫酶以外，其他四種酶都呈現(xiàn)出20～40 cm土層比5～20 cm土層變異系數(shù)大，且酶活性低于5～10 cm土層，表明在果園土壤中20～40 cm土層酶活性受環(huán)境影響較大。

2.3 土壤酶活性與理化性質(zhì)相關(guān)性分析

土壤酶參與著土壤生態(tài)系統(tǒng)中一切生物化學(xué)過(guò)程[15]，在土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)和能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要作用,酶活性具有相對(duì)的穩(wěn)定性[16,17]，其活性可以反映土壤生物化學(xué)過(guò)程的強(qiáng)度和方向。

如表3所示，在5～20 cm土層過(guò)氧化氫酶活性與土壤全鉀含量、土壤pH呈顯著或極顯著正相關(guān)；脫氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶活性都與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；脲酶與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明土壤的酸堿度對(duì)土壤酶的活性可以產(chǎn)生不小的影響，所以說(shuō)我們采用的非緩沖液法比緩沖液法更能體現(xiàn)土壤中各種酶活性的真實(shí)水平。

表1 供試土樣養(yǎng)分分布情況

表2 供試土樣的酶活性分布特征

表3 土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)相關(guān)分析(5～20 cm)

注： *p<0.05;**p<0.01。

由表4可知，在20～40 cm土層過(guò)氧化氫酶活性與土壤速效磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)；脫氫酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)；磷酸酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤堿解氮、全鉀含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；脲酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮、全鉀、全氮、速效磷、全磷呈顯著或極顯著正相關(guān)，與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)。這表明土壤酶對(duì)土壤肥力的形成非常重要，不僅提供了植物所需要的養(yǎng)分，還可積累有機(jī)物質(zhì)。這一結(jié)果與樊軍，郝明德等[18]研究該地區(qū)得出的結(jié)論是一致的。過(guò)氧化氫酶與土壤肥力因子沒(méi)有很好的關(guān)系是因?yàn)槭┤敕柿现嘘庪x子對(duì)過(guò)氧化氫酶的輔基的封阻[19]。這方面的解釋有待進(jìn)一步詳盡的研究。從土壤酶與肥力因子的相關(guān)性分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，脫氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶可以反映黃土旱塬黑壚土肥力水平的差異。

2.4 酶活性之間的相關(guān)性分析

土壤酶活性之間相關(guān)性分析如表5、表6所示，在0～20 cm土層，過(guò)氧化氫酶、脫氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶之間都達(dá)到顯著或極顯著正相關(guān)；脲酶與轉(zhuǎn)化酶有顯著的相關(guān)性。在20～40 cm土層，脫氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶相互呈顯著或極顯著正相關(guān)；脲酶與磷酸酶呈極顯著正相關(guān)；而過(guò)氧化氫酶與其它四種酶均沒(méi)有很好的相關(guān)性。磷酸酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶之間很好的相互關(guān)系也與土壤酶酶促土壤中含氮有機(jī)物、糖類等物質(zhì)分解產(chǎn)生速效氮和有機(jī)質(zhì)是相吻合的。這與前人的研究是一致的[17,20～22]。

表4 土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)相關(guān)分析(20～40 cm)

注： *p<0.05;**p<0.01。

表5 果園土壤酶活性之間相關(guān)分析(5～20 cm)

注： *p<0.05;**p<0.01。

表6 果園土壤酶活性之間相關(guān)分析(20～40cm)

注： *p<0.05;**p<0.01。

3 結(jié)論

(1)筆者研究中酶活性的測(cè)定，我們采取了非緩沖液法，此法能更好的反映了土壤酶的實(shí)際情況。

(2)通過(guò)有機(jī)質(zhì)的分級(jí)可以看出長(zhǎng)武地區(qū)果園土壤有機(jī)質(zhì)處于中等水平，因此提高此地區(qū)果園土壤肥力是有必要的。

(3)從酶活性的分頻圖上，可以看出酶活性在土壤剖面的分布確實(shí)存在一定的差異性。隨土層加深磷酸酶、脲酶活性下降表現(xiàn)比較明顯；脫氫酶和轉(zhuǎn)化酶活性隨剖面變化相比磷酸酶和脲酶較差，只達(dá)到52%、60%；而過(guò)氧化氫酶活性沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)。

(4)該地區(qū)果園土壤中除蔗糖酶以外，其他四種酶活性的變異系數(shù)都表現(xiàn)出表層土大于下層土。表明果園20～40 cm土層中土壤酶對(duì)肥力變化尤為敏感。另一方面也說(shuō)明在探討和研究果園土壤酶和土壤肥力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加深研究的土層。五種酶變異系數(shù)大小為：脲酶>脫氫酶>蔗糖酶>磷酸酶>過(guò)氧化氫酶。說(shuō)明在長(zhǎng)期的管理措施下不同果園脲酶、脫氫酶、磷酸酶、蔗糖酶這四種酶活性變化較大，表明這四種酶比過(guò)氧化氫酶對(duì)田間土壤肥力變化更為敏感。

(5)在5～20 cm土層，脫氫酶、轉(zhuǎn)化酶、磷酸酶與有機(jī)質(zhì)、全氮之間均達(dá)到顯著甚至極顯著相關(guān)；在20～40 cm土層中，磷酸酶、脫氫酶、脲酶轉(zhuǎn)、化酶與有機(jī)質(zhì)、堿解氮之間達(dá)到顯著甚至極顯著相關(guān)。這表明脫氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶可以反映黃土旱塬黑壚土肥力水平的差異。