快捷

土壤酶活性与有机碳投入量及养分指标的秸秆相关性

表 2 中各处理土壤酶活性的相关性分析结果表明：PHOX 除与 CEL 和 INV 之间无显著相关关系外(P>0.05)，与 BG 和 BXYL 呈显著正相关(P<0.05)，配施与 PEOX 呈极显著正相关(P<0.01)；其他酶活性两两之间均呈极显著正相关(P<0.01)。氮肥对水稻土由此可见，还田催化秸秆分解、酶活促进土壤碳周转的影响 6 种酶之间是相互紧密联系的，共同调控土壤的秸秆物质循环和能量流动。

各处理土壤酶活性与其有机碳投入量及部分养分指标的相关性分析表明(表 2)：除 PHOX 外，其他5 种酶与其有机碳投入量呈显著正相关；这表明与碳周转相关的还田 6 种酶在促进土壤有机质转化过程中，不仅具有专有特性，酶活同时也存在着共性关系。影响但由于土壤酶参与土壤物质循环的秸秆同时会受到土壤环境的综合影响，因此参与土壤碳周转的配施 6 种酶仅与部分土壤养分指标具有一定的相关性。从表 2 结果可见：PHOX与全磷、氮肥对水稻土有效磷和速效钾这 3 个养分指标之间存在正相关关系，且达到显著水平(P<0.05)；PEOX 与速效钾之间存在显著的正相关关系；INV 与碱解氮之间存在显著的正相关关系。

3 讨论

利用冬闲期秸秆翻耕还田，能增加秸秆的腐解时间，提高冬闲期土壤碳周转相关酶的活性，促进
土壤有机质转化。据统计，我国南方稻区约有冬闲田2 000 万 hm2，土地、温度、光照、水分、肥力等自然资源丰富，若能充分利用南方稻田冬、春自然资源，在冬闲期合理进行水稻秸秆还田，不仅可以减少稻草焚烧产生的环境危害，而且可能替代绿肥，在低温和非淹水条件下实现“固碳保氮”。本研究的田间试验位于江西鹰潭，该区冬季 ≥0℃积温为 1 737.0 ~ 2 003.2℃，平均气温 7.6 ~ 10.5℃，最冷月平均气温 3.1 ~ 5.7℃，太阳辐射 1 219.9 ~ 1 669.5 MJ/m2。该区冬季太阳辐射较丰富，利于秸秆的腐解。本试验研究结果显示，冬季还田处理在冬闲期碳周转相关 6种酶活性均高于春季还田处理，但在生育期仅 BG与 PEOX 酶的全部处理以及其他 4 种酶的大部分处理在冬季秸秆还田处理高于春季还田。这进一步说明本试验稻区适合推广冬闲期秸秆翻耕还田的农田管理措施。

秸秆还田时配施氮肥在一定程度上影响土壤酶活性。在秸秆腐熟过程中，大量微生物的繁殖与对秸秆的分解会消耗土壤中大量的氮素，引起与作物生长对氮素的竞争，造成土壤对作物的氮素供应不足，从而影响作物生长，需要配施一定量的氮肥调节C/N 比，以满足微生物分解秸秆过程中要吸收土壤速效氮。因此秸秆还田配施氮肥逐渐成为普遍的农田施肥管理措施。钱海燕等研究了秸秆还田配施化肥及微生物菌剂对水田土壤酶活性和微生物数量的影响，结果表明:与单施秸秆相比，秸秆还田配施氮磷钾及微生物菌剂后，土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性分别提高37.5% ~ 68.8%、32.3% ~ 61.5% 和 48.8% ~ 102%。与秸秆不还田处理相比，秸秆还田处理显著提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性，这与矫丽娜等研究高量秸秆不同深度还田对黑土酶活性的影响结果相同。本试验研究结果显示，冬闲期秸秆还田时配施氮肥处理的 CEL 活性高于秸秆还田但不施氮肥的处理，生育期内秸秆还田配施氮肥处理的 BG 和 CEL 酶活性也高于秸秆还田但不施氮肥的处理，而不论是冬季还田还是春季还田，秸秆还田时配施的矿质氮肥比例并未造成 3 个氮肥处理间酶活性的显著差异。这说明尽管配施氮肥影响水稻土碳周转相关酶的活性，但由于后期基肥、分蘖肥和穗肥追施对氮素的补充，秸秆还田时氮肥前移处理，对土壤酶活性并未造成显著影响。因此，秸秆还田配施氮肥尤其是还田时配施氮肥的量对调控土壤碳周转的酶活性及其动力学机理仍有必要进一步研究。

4 结论

1) 利用冬闲期秸秆翻耕还田能增加冬闲期土壤与碳周转相关酶的活性，但对早稻生育期内这 6 种土壤酶活性的影响不一致。冬闲期冬季还田条件下各处理酶活性高于春季还田，但生育期内冬季秸秆翻耕还田措施仅对土壤 β-葡糖苷酶和过氧化物酶有增加作用，其他酶个别处理表现不一致。

2) 秸秆还田配施氮肥在一定程度上影响土壤酶活性，但秸秆还田时配施氮肥的比例对土壤酶活性影响并不显著。秸秆还田时配施氮肥措施显著地增加冬闲期 β-纤维二糖苷酶活性，而对生育期内 β-葡糖苷酶活性和 β-纤维二糖苷酶有一定的增加作用，但秸秆还田时配施氮肥的 3 个比例间土壤酶活性并无显著差异。

3) 在秸秆还田并配施氮肥处理中，土壤酶活性之间关系密切。除多酚氧化酶与 β-纤维二糖苷酶和蔗糖酶之间无显著相关外，其他酶活性两两之间均呈显著正相关。对与碳周转相关的土壤酶活性影响最大的是各处理的有机碳投入量，除多酚氧化酶外，其他5 种酶与其有机碳投入量呈显著正相关。而与碳周转相关的土壤酶活性与大多土壤养分指标间并无显著相关。多酚氧化酶与全磷、有效磷和速效钾之间存在正相关，过氧化物酶与速效钾间、蔗糖酶与碱解氮间存在正相关。

综上所述，在南方稻区尤其是江西双季稻产区，秸秆还田时间的提前能有效利用冬季积温及太阳辐射，增加秸秆的腐解时间，因此，在该区推广冬闲期秸秆翻耕还田措施能增加稻田土壤碳周转相关的酶活性，影响土壤有机质的周转，进而影响土壤的综合肥力水平，对土壤有机培肥的机理研究有重要意义。秸秆还田时配施氮肥能在一定程度上调控与碳周转相关的土壤酶活性，缓解秸秆分解的耗氮过程与作物生长需氮的竞争，对保障作物的生产具有重要的农学指导意义。

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