白漿土施有機肥及石灰對土壤酶活性與大豆產量的影響

2024年4月1日發(作者：旅游計劃方案)

白漿土施有機肥及石灰對土壤酶活性與大豆產量的影響

孟慶英;韓旭東;張春峰;朱寶國;王囡囡;賈會彬;鄒洪濤

【摘 要】白漿土是我國東北地區主要低產土壤之一,土體中白漿層通氣透水能力極

差,生物酶活性很低,導致土壤表旱表澇嚴重,旱田作物根系有效土層一般只有20 cm

左右.為研究白漿土增施有機肥及石灰對大豆土壤酶活性及大豆產量的影響,設置了

4個處理.結果表明3種酶活性均為:常規施肥+有機肥>常規施肥+石灰+有機肥>

常規施肥>常規施肥+石灰,說明有機肥的施用增加了土壤酶活性,石灰的施用降低了

土壤酶活性;有機肥施用增加了土壤有機質,石灰施用增加土壤pH值,與對照相比,常

規施肥+石灰處理大豆增產23.76 %;常規施肥+有機肥處理增產28.32%;常規施肥

+石灰+有機肥處理增產13.07%.說明有機肥及石灰無論是單獨施用或是組合施用

均對大豆增產有效.%Planosol is one of the major low yield upland soils in

the Northeast part of albic horizon beneath the topsoil has low

aeration,water permeability,and soil enzyme activity,this caud the topsoil

suffer alternately excessive water and drought during the growing

ason,and its available layer for upland crops roots is only about 20

objective of this study was to investigate the effects of organic

fertilizer and lime application on soil enzyme and yield of soybean in

treatments,namely the conventional fertilizer application

(CK),the conventional fertilizer application + lime(CK + Lime),the

conventional fertilizer application+ organic fertilizer (CK + OF) and the

conventional fertilizer application+lime+organic fertilizer (CK + Lime +

OF).Soil enzyme activities,including catala,urea,interva,were

investigated at soybean test fields were operated in the 853

farm,Heilongjiang province,and the indicator crop was results

showed that soil enzyme activity was CK + OF> CK + Lime+ OF > CK > CK

+ OF,and the soil organic was incread by organic fertilizer,the pH of soil

was incread by three treatments incread soybean yield by

23.76 %,28.32%,13.07%, organic fertilizer and lime

incread yield of soybean by parate or combination application.

【期刊名稱】《中國土壤與肥料》

【年(卷),期】2017(000)003

【總頁數】5頁(P56-60)

【關鍵詞】白漿土;大豆;土壤酶活性;有機肥;石灰

【作 者】孟慶英;韓旭東;張春峰;朱寶國;王囡囡;賈會彬;鄒洪濤

【作者單位】黑龍江省農業科學院佳木斯分院,黑龍江 佳木斯 154007;沈陽農業大

學土地與環境學院,遼寧 沈陽 110866;黑龍江省農業科學院佳木斯分院,黑龍江 佳

木斯 154007;黑龍江省農業科學院佳木斯分院,黑龍江 佳木斯 154007;黑龍江省農

業科學院佳木斯分院,黑龍江 佳木斯 154007;黑龍江省農業科學院佳木斯分院,黑龍

江 佳木斯 154007;黑龍江省農業科學院佳木斯分院,黑龍江 佳木斯 154007;沈陽農

業大學土地與環境學院,遼寧 沈陽 110866

【正文語種】中 文

【中圖分類】S156.99

白漿土是我國東北地區的主要耕地土壤，主要分布在黑龍江和吉林兩省的東部。在

黑龍江省，白漿土集中分布在三江平原地區，該區白漿土總面積達到2.23×106

hm2。多年調查資料顯示，白漿土地區大田作物產量僅為1 050～1 500 kg·hm-2，

比鄰近的黑土低20%[1]，因而白漿土一直被列為一種區域性低產土壤。

白漿土的低產原因主要表現在兩個方面：一是黑土層薄，養分總儲量低，旱田作物

根系有效土層一般只有20 cm；二是白漿層土壤物理性狀不良，土壤硬度在25

kg·cm-2以上，有時高達50 kg·cm-2(錐角30°，截面積2 cm2)，超過了作物根

系適宜的土壤硬度范圍。由于白漿層硬度過高，土壤上下土層水、氣通透性能受到

阻礙，導致作物扎根困難，土壤有效土層淺，土壤表旱表澇嚴重，作物產量低而不

穩[2-3]。

多年來白漿土改良方式主要有兩個方面，一是以提高土壤有機質為目標的綜合改土

方式，通過培肥耕作層如增施有機肥、秸稈還田、種植綠肥、草碳改土等方式增加

有機質和養分貯量，同時合理使用化肥提高土壤肥力；二是以打破白漿層，提高心

土通透性能為目標的機械改土方式，通過應用深松、超深松等手段改變白漿土不良

的土體構型，并在生產上得到廣泛應用[3-7]。

白漿土黑土層不足20 cm，土壤養分總儲量明顯低于黑土和草甸土，白漿土是一

種弱酸性土壤，土壤pH值一般為5～6，因此，本研究通過增加有機肥及石灰對

土壤酶活性進行探討，以期為改良白漿土，提高作物產量提供土壤酶學依據。

1.1 研究區概況

研究區位于黑龍江省八五三農場三分場試驗站(133°0′15.78″E,46°31′26.13″N)，

該地屬于亞寒帶大陸季風性氣候區，又因受場區東南邊界完達山脈天然屏障的影響，

形成明顯小區特有的氣候。農場處于三江平原與完達山的過渡地帶，地貌復雜，土

壤類型主要有白漿土、草甸土、沼澤土、黑土和暗棕壤。

1.2 田間試驗設計

試驗2012年在黑龍江省八五三農場進行，土壤類型為崗地白漿土，土壤基本理化

性質：有機質40.1 g·kg-1，全氮1.73 g·kg-1，全磷0.88 g·kg-1，全鉀26.8

g·kg-1，堿解氮78.9 mg·kg-1，有效磷93.6 mg·kg-1，速效鉀51.6 mg·kg-1，

pH值6.3。試驗設4個處理：1常規施肥(CK)、2常規施肥+石灰(CK+Lime)、3

常規施肥+有機肥(CK+OF)、4常規施肥+石灰+有機肥(CK+Lime+OF)。供試肥

料：尿素(N 46%)、磷酸二銨(P2O5 46%)、硫酸鉀(K2O 50%)。肥料用量：常規

施肥，尿素60 kg·hm-2，磷酸二銨180 kg·hm-2，硫酸鉀45 kg·hm-2；石灰

150 kg·hm-2；有機肥225 kg·hm-2。小區試驗，每小區面積26 m2(4行×65

cm×10 m)，3次重復，隨機排列。試驗品種：墾豐16大豆。

1.3 樣品采集及測定

于大豆成熟期9月28日在試驗區進行土壤樣品采集，采集耕層(0～20 cm)土壤，

室溫下風干，過1 mm篩，用于土壤酶活性測定。過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定

法(0.1 mol·L -1KMnO4)，脲酶活性采用靛酚藍比色法，蔗糖酶活性采用3,5二硝

基水楊酸比色法[8]測定。土壤養分含量采用常規方法測定[9]。

于大豆成熟期，分別測定各處理區大豆產量。測定方法為每區隨機選擇3個1 m2

的樣方對植株進行株高、主莖節數、單株莢數、單株粒數和產量測定。

1.4 數據統計與結果分析

采用Excel 2003、SPSS 19.0軟件進行數據處理及Duncun單因素方差分析。

2.1 白漿土培肥對土壤酶的影響

2.1.1 土壤過氧化氫酶

土壤過氧化氫酶來自真菌和細菌，也可能來自植物根系，它的最適pH值在中性范

圍內(6.3～7.2)，土壤過氧化氫酶能促進土壤中過氧化氫的分解，有利于防止土壤

中過氧化氫對植物根系的毒害作用。過氧化氫酶是一種廣泛存在于好氧細菌和兼性

細菌的胞內酶，在專性厭氧菌內沒有[10-11]。從圖1可以看出，過氧化氫酶活性

高低依次為CK+OF>CK+Lime+OF>CK>CK+Lime。CK+Lime處理過氧化氫酶

活性值最低，為3.93，說明石灰的施用降低了白漿土耕層的過氧化氫酶活性，在

一定程度上對土壤造成了傷害。CK+OF處理在4個處理中過氧化氫酶活性最高，

說明有機肥的施用可增加土壤過氧化氫酶活性。CK+Lime+OF處理與對照相比也

增加了土壤過氧化氫酶活性，增加幅度比CK+OF處理低。

2.1.2 土壤脲酶

土壤脲酶是一種重要的土壤水解酶,它能夠催化尿素水解生成氨、二氧化碳和水。

脲酶是一種專性酶，施入土壤中的尿素只能在脲酶的參與下才能水解，脲酶的酶促

反應產物氮是植物氮源之一，它的活性可以用來表征土壤氮素狀況。脲酶作為土壤

中最活躍的水解酶類之一，因其對土壤有機物質中碳-氮鍵的水解作用而在土壤氮

素循環中具有重要的地位，其活性的提高有利于穩定性較高的土壤有機氮向有效氮

的轉化[12-13]。如圖2所示，4個處理的脲酶活性依次為

CK+OF>CK+Lime+OF>CK>CK+Lime。CK+Lime與CK相比降低了土壤脲酶

的活性，CK+OF處理、CK+Lime+OF處理與CK相比均增加了土壤脲酶的活性。

2.1.3 土壤蔗糖酶

土壤蔗糖酶廣泛存在于土壤中，直接參與土壤有機質的代謝過程。一般情況下土壤

肥力越高，蔗糖酶活性越強。蔗糖酶活性不僅能夠表征土壤生物學活性強度，也可

以作為評價土壤熟化程度和土壤肥力的指標。如圖3所示，土壤蔗糖酶活性從高

到低依次為CK+OF>CK+Lime+OF>CK>CK+Lime。CK+Lime處理與CK相比

降低了土壤蔗糖酶的活性，CK+OF處理、CK+Lime+OF與CK相比均增加了土

壤蔗糖酶活性。

2.2 白漿土培肥對土壤有機質、養分含量及pH值的影響

表1表明，通過對白漿土增施有機肥和石灰，對土壤堿解氮、有效磷、速效鉀增

加作用較小；對土壤有機質影響較為顯著，與對照相比，有機肥的施用對土壤有機

質增加明顯，處理3、4與對照相比均增加了土壤有機質含量；處理2降低了土壤

堿解氮、速效鉀、有機質含量。土壤pH值變化為：處理2，由于石灰的施入，與

對照相比提高了土壤pH值。有機肥的施用也在一定程度上增加了土壤的pH值，

原因是有機肥的堿度差異較大，堿度范圍58.1～372.8 cmol·kg-1,碳酸鈣當量為

29.0～186.4 g·kg-1[14]。

2.3 白漿土培肥對作物產量及產量相關性狀的影響

大豆產量性狀及產量調查結果(表2)說明，3個處理在大豆株高、主莖節數、單株

莢數、單株粒數及公頃產量上均高于對照，與對照相比CK+Lime處理增產

23.76%，CK+OF處理增產28.32%，CK+Lime+OF處理增產13.07%。說明有

機肥及石灰無論是單獨施用或是組合施用均對大豆增產有效。石灰與有機肥配施大

豆產量低于單獨施用，筆者認為原因可能是二者產生拮抗作用，如曾黎明等[15]的

研究表明，石灰的施用可以降低土壤有機質、速效氮、速效鉀含量，還可抑制土壤

轉化酶活性;該研究結果與本研究結果類似；還有研究表明石灰的施用對土壤中微

生物數目影響較大[16-20]，因此石灰與有機肥的同時施用對大豆產量影響沒有單

獨施用效果好，但此結果還有待繼續驗證。CK+Lime、CK+OF兩處理大豆產量在

0.05水平上差異不顯著，CK+Lime、CK+OF、CK+Lime+OF處理與對照相比分

別增加投入35.00、120.00、155.00元·hm-2。按照大豆3.6元·kg-1計算，

CK+Lime、CK+OF、CK+Lime+OF處理與對照相比分別增加純收入1 520.20、

1 733.28、700.36元。在作物產量提高的同時應考慮對土壤狀況的影響，CK+OF

處理在土壤酶活性上優于CK+Lime，因此建議在生產中采用CK+OF。

土壤酶是土壤生態系統的核心[21]，土壤酶主要來源于土壤微生物活動分泌、植物

根系分泌和植物殘體以及土壤動物區系分解。土壤酶活性是土壤生物學活性的表現

和維持土壤肥力的一個潛在指標，其影響因素包括土壤養分、土壤微生物、植物、

施肥、耕作方式、農藥與重金屬等[15-18]。本研究從白漿土影響作物生長的重要

因素出發，向白漿土耕層施入有機肥提高土壤有機質的同時，施入石灰改善其不良

的pH值。

土壤過氧化氫酶是土壤酶系中的重要組分，廣泛存在于土壤中，能夠促進對生物體

有毒害作用的過氧化物的分解，能有效防止土壤及生物體在新陳代謝過程中產生的

過氧化氫對生物體的危害[22-25]。白漿土耕層土壤過氧化氫酶活性測定結果表明，

CK+OF、CK+Lime+OF處理與CK相比增加了土壤過氧化氫酶活性，說明土壤狀

況得以改善；CK+Lime處理與CK相比降低了過氧化氫酶活性。

土壤脲酶活性是土壤生物學活性的表現，也是衡量土壤肥力水平的重要指標。脲酶

是將酰胺態有機氮化物水解轉化為植物可以直接吸收利用的無機氮化物的酶，它的

活性在一定程度上可以反映土壤的供氮水平與能力[26]。土壤蔗糖酶廣泛存在于土

壤里，參與碳水化合物的轉化，分解成為植物和微生物能利用的營養物質，是表征

土壤碳素循環和土壤生物化學活性的重要酶[27]。白漿土耕層土壤脲酶、蔗糖酶活

性測定結果表明，有機肥的施用增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性，有機肥含有大量腐

殖化的有機質，通過微生物降解，可以活化土壤酶活性，有機肥是土壤酶的良好基

質，施入土壤后引起土壤酶活性的變化，有機肥對進入土壤的多種有機質和有機殘

體產生的生命化學轉化使土壤生態系統的各組分間有了功能上的聯系，從而保持了

土壤生物化學的相對穩定性，進一步促進作物產量的提高；有機肥和石灰的施用對

土壤速效養分影響較小，有機肥的施用與對照相比能顯著提高土壤有機質的含量；

石灰提高了土壤不良的pH值，大豆適宜生長pH值為6.2～6.5，施入石灰后能改

善白漿土偏酸性的狀況，進而可以促進大豆產量的增加。綜上，有機肥及石灰無論

是單獨施用或是組合施用均對大豆增產有效，與對照相比CK+Lime處理增產

23.76%，CK+OF處理增產28.32%，CK+Lime+OF處理增產13.07%。

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