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长期施肥对黄壤稻田和旱地土壤磷酸酶活性的影响

刘彦伶 李渝 张雅蓉 黄兴成 朱华清 杨叶华 张萌 蒋太明 张文安

刘彦伶, 李 渝, 张雅蓉, 黄兴成, 朱华清, 杨叶华, 张 萌, 蒋太明, 张文安. 长期施肥对黄壤稻田和旱地土壤磷酸酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(4): 948 − 955 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092601
引用本文: 刘彦伶, 李 渝, 张雅蓉, 黄兴成, 朱华清, 杨叶华, 张 萌, 蒋太明, 张文安. 长期施肥对黄壤稻田和旱地土壤磷酸酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(4): 948 − 955 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092601
LIU Yan-ling, LI Yu, ZHANG Ya-rong, HUANG Xing-cheng, ZHU Hua-qing, YANG Ye-hua, ZHANG Meng, JIANG Tai-ming, ZHANG Wen-an. Effects of Long-term Fertilization on Phosphatase Activities in Paddy and Dryland of Yellow Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(4): 948 − 955 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092601
Citation: LIU Yan-ling, LI Yu, ZHANG Ya-rong, HUANG Xing-cheng, ZHU Hua-qing, YANG Ye-hua, ZHANG Meng, JIANG Tai-ming, ZHANG Wen-an. Effects of Long-term Fertilization on Phosphatase Activities in Paddy and Dryland of Yellow Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(4): 948 − 955 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092601

长期施肥对黄壤稻田和旱地土壤磷酸酶活性的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021092601
基金项目: 国家自然科学基金(32060302)、黔土肥技术[2022]8号、黔农科院国基后补助[2021]52号和黔农科院青年基金[2021]12号资助
详细信息
    作者简介:

    刘彦伶(1989−),女,贵州安顺人,硕士,副研究员,主要从事耕地保育与土壤肥力演变方向研究。E-mail: lyl890615@163.com

    通讯作者:

    E-mail: jtm532@163.com

  • 中图分类号: S154.2

Effects of Long-term Fertilization on Phosphatase Activities in Paddy and Dryland of Yellow Soil

  • 摘要:   目的  明确施肥对黄壤稻田和旱地磷酸酶活性的影响及其主要影响因子。  方法  依托进行了22年的黄壤长期定位试验,研究长期施用化肥和有机肥对稻田和旱地土壤养分及酸性、中性和碱性磷酸酶活性的影响。  结果  长期不同施肥处理显著改变了稻田和旱地土壤养分含量,且土壤pH、有机质和有效磷含量变化因稻田、旱地不同所受影响差异较大。稻田和旱地土壤酸性磷酸酶(ACP)活性和中性磷酸酶(NEP)活性均高于碱性磷酸酶(ALP)活性。与不施肥处理相比,稻田上除个别处理外,施用化肥对磷酸酶活性无显著影响,施用有机肥处理NEP活性显著提高,增幅达15.8% ~ 27.1%;旱地上,长期施用氮肥的处理(NK、NP、NPK)ACP活性显著提高了14.2% ~ 29.0%,ALP活性显著降低了20.1% ~ 50.7%,施用有机肥处理ACP和ALP活性分别提高了11.7% ~ 17.7%和9.4% ~ 56.9%,NEP活性降低了10.5% ~ 32.3%。与平衡施肥处理相比,稻田上缺素施肥对磷酸酶活性影响不显著,施用有机肥处理ACP、NEP、ALP活性分别提高了9.1% ~ 18.5%、6.9% ~ 17.3% 和8.3% ~ 15.0%;旱地上, NK处理ACP和NEP分别显著提高了12.9%和12.9%,PK处理则分别显著降低了16.7%和18.9%,施用有机肥处理NEP活性降低了5.9% ~ 28.9%,ALP活性显著提高了50.1% ~ 115.3%。相关分析表明,NEP活性与各土壤养分含量显著相关,但在稻田和旱地上相关性相反;ALP活性在旱地和稻田上与有机质和微生物量磷均呈显著正相关。通径分析表明,除旱地上ALP活性受pH直接影响作用较大外,其他磷酸酶活性受土壤磷素的直接影响作用均较大。  结论  黄壤稻田和旱地土壤磷酸酶活性与土壤磷素有效性密切相关,稻田上施用有机肥是提高土壤磷酸酶活性的有效途径,旱地上长期施用化学氮肥尤其是氮钾处理可提高ACP活性,增加土壤磷素供应,施用有机肥可通过提高土壤pH增加ALP活性。
  • 图  1  长期不同施肥处理水田(A)和旱地(B)土壤磷酸酶活性

    ACP代表酸性磷酸酶;NEP代表中性磷酸酶;ALP代表碱性磷酸酶。

    Figure  1.  Phosphatase activity of soil in paddy and dryland under different long-term fertilizations

    表  1  不同施肥处理施肥量

    Table  1.   Nutrient application rates under different fertilization treatments

    处理
    Treatment
    鲜牛厩肥(t hm−2)
    Cow manure
    N
    (kg hm−2)
    P2O5
    (kg hm−2)
    K2O
    (kg hm−2)
    CK 0.0 0.0 0.0 0.0
    NK 0.0 165.0 0.0 82.5
    NP 0.0 165.0 82.5 0.0
    PK 0.0 0.0 82.5 82.5
    NPK 0.0 165.0 82.5 82.5
    M 61.1 165.0 79.4 366.6
    0.5MNP 30.6 165.0 81.0 183.3
    MNPK 61.1 330.0 161.9 449.1
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    表  2  长期不同施肥处理土壤养分含量

    Table  2.   Soil nutrient contents under different long-term fertilizations

    土地利用方式
    Land use mode
    处理
    Treatment
    pH有机质(g kg−1)
    OM
    全磷(g kg−1)
    Total phosphorus
    有效磷(mg kg−1)
    Available phosphorus
    微生物量磷(mg kg−1)
    Microbial biomass phosphorus
    稻田 CK 7.13 a 47.8 c 0.85 c 12.2 d 4.1 cd
    NK 6.95 bc 48.7 c 0.84 c 7.4 e 3.2 d
    NP 6.95 bc 47.6 c 1.07 b 14.7 cd 4.5 cd
    PK 6.79 c 49.7 c 1.10 b 18.0 c 4.9 c
    NPK 7.03 ab 47.6 c 1.12 b 14.9 cd 3.5 cd
    M 6.90 bc 67.3 a 1.08 b 24.3 b 14.9 a
    0.5 MNP 6.95 bc 54.7 bc 1.09 b 22.7 b 10.7 b
    MNPK 6.78 c 61.1 ab 1.48 a 32.8 a 14.8 a
    旱地 CK 6.74 ab 46.0 abc 0.71 d 9.9 c 3.0 e
    NK 5.86 c 35.8 c 0.75 cd 9.4 c 4.5 d
    NP 5.86 c 36.5 c 1.01 b 27.8 b 4.8 d
    PK 6.39 bc 41.0 bc 0.96 b 31.3 b 5.7 cd
    NPK 6.45 bc 37.1 c 0.86 bcd 31.6 b 6.3 c
    M 7.18 a 57.0 a 0.92 bc 31.3 b 11.6 b
    0.5 MNP 6.88 ab 49.5 ab 1.01 b 33.8 b 6.6 c
    MNPK 7.01 ab 52.9 a 1.35 a 51.0 a 21.4 a
      注:同列不同字母表示差异达5%为显著水平。
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    表  3  土壤磷酸酶活性与土壤养分含量相关系数

    Table  3.   Correlation coefficients among soil phosphatase activity and soil nutrients

    土地利用方式
    Land use mode
    磷酸酶
    Phosphatase activity
    pH有机质
    Soil organic matter
    全磷
    Total phosphorus
    有效磷
    Available phosphorus
    微生物量磷
    Microbial biomass phosphorus
    稻田 ACP 0.061 0.513* 0.172 0.462* 0.509*
    NEP −0.537** 0.556** 0.639** 0.639** 0.591**
    ALP −0.195 0.581** 0.220 0.454* 0.481*
    旱地 ACP −0.283 −0.228 0.042 −0.045 0.222
    NEP −0.655** −0.713** −0.575** −0.725** −0.731**
    ALP 0.774** 0.685** 0.199 0.313 0.407*
      注:*表示P < 0.05;**表示P < 0.01;
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    表  4  土壤磷酸酶活性与土壤养分含量等性状间直接通径系数

    Table  4.   Direct path coefficient between soil phosphatase activity and soil nutrient contents

    指标
    Index
    稻田
    Paddy
    旱地
    Dryland
    酸性磷酸酶ACP中性磷酸酶NEP碱性磷酸酶ALP酸性磷酸酶ACP中性磷酸酶NEP碱性磷酸酶ALP
    pH 0.354 −0.201 0.018 −0.410 −0.042 0.572*
    有机质 0.422 0.342 0.861 −0.210 −0.407* 0.268
    全磷 −0.883* 0.462 −0.783 −0.199 0.312 −0.238
    有效磷 1.696* −0.126 1.544* −0.407 −0.553* 0.045
    微生物量磷 −0.637 0.008 −1.133 1.029** −0.300 0.113
      注:* P < 0.05.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-09
  • 录用日期:  2022-03-24
  • 修回日期:  2022-03-24
  • 刊出日期:  2022-06-17

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