高娟 姚翠澤 李盼盼 竇昭敏 程東華 王世強(qiáng)

摘要：以茶園土壤為研究對象，通過添加尿素、有機(jī)肥，探討該兩種肥料對茶園土壤的N素、N素轉(zhuǎn)化微生物及酶活性的影響。結(jié)果表明，茶園土壤施加尿素能促進(jìn)土壤氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌的生長繁殖，施加有機(jī)肥則促進(jìn)霉菌的生長繁殖；茶園土壤施用尿素能使土壤速效氮快速增加，且能維持在一個較高的水平；茶園施用尿素能刺激土壤微生物分泌脲酶，施用有機(jī)肥脲酶活性增加表現(xiàn)出滯后現(xiàn)象。茶園施肥若將兩種肥料混合施用，能促進(jìn)各類微生物生長繁殖和土壤肥力的提高。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥；尿素；茶園土壤；酶活性；微生物

中圖分類號：S571.106.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）08-1768-03

茶樹是人工栽培的經(jīng)濟(jì)灌木，在亞熱帶氣候的地區(qū)被廣泛種植。土壤植茶后，由于茶樹生物物質(zhì)循環(huán)及施肥管理等因素，土壤理化性質(zhì)會發(fā)生一系列明顯的變化，并逐漸在茶園土壤中富集，形成了非常獨特的土壤化學(xué)環(huán)境[1]。茶園土壤的肥力對茶葉品質(zhì)影響很大，土壤肥力與施肥耕作密切相關(guān)，土壤微生物和酶在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)的分解——土壤肥力的形成與演變過程等方面起著重要的作用[2，3]。探討茶園主要施肥種類——尿素和有機(jī)肥對茶園土壤N素、N素轉(zhuǎn)化微生物及酶活性的影響，旨在為茶園土壤肥力轉(zhuǎn)化和演變提供理論依據(jù)和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

茶園土樣于2011年9月采自安徽休寧縣，植茶年限約40年，鏟去表土層4～5 cm，采樣深度5～20 cm。土樣裝入白色無菌大塑料袋中，及時帶回實驗室進(jìn)行處理。

1.2 土樣處理

將土樣充分揉碎，過2 mm篩，混合。取一定量混合土樣測定含水量及其所含的微生物，一部分土樣風(fēng)干留作理化性質(zhì)和酶活性測定用，其余土樣分裝入3個帶蓋的無菌塑料桶中，每桶5 kg。設(shè)計兩個試驗處理，第1處理為尿素處理，尿素施入量為2 g/（kg土）；第2處理為有機(jī)肥處理，有機(jī)肥施入量為5 g/（kg土）；尿素與有機(jī)肥均溶于200 mL無菌水中，以噴霧方式施入土中；對照處理則噴施200 mL無菌水。于室溫下培養(yǎng)，每隔15 d分別取樣，測其含水量、微生物各生理群數(shù)量及風(fēng)干土的理化性質(zhì)。

1.3 土壤理化性質(zhì)和酶活性的測定方法

將土樣風(fēng)干處理后測定其化學(xué)性質(zhì)，其中有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱法測定；速效氮用堿解擴(kuò)散法測定；脲酶用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定[4，5]。

1.4 土壤稀釋液的制備

稱取土壤10 g，加入裝有玻璃珠的100 mL無菌水中，振蕩20 min，制成10-1 g/mL土壤稀釋液，再分別稀釋得到10-2、10-3、10-4、10-5、10-6 g/mL土壤稀釋液，每個稀釋度的稀釋液設(shè)3個重復(fù)。所有操作在超凈工作臺上以無菌操作的方式進(jìn)行。

1.5 土壤微生物區(qū)系及微生物生理群的測定

微生物數(shù)量測定采用稀釋涂布菌落計數(shù)法，其中氨化細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基；霉菌采用馬丁氏孟加拉紅培養(yǎng)基。細(xì)菌在30 ℃培養(yǎng)3 d計數(shù)，真菌在28 ℃培養(yǎng)5 d計數(shù)；亞硝化細(xì)菌采用亞硝酸細(xì)菌分離培養(yǎng)基，反硝化細(xì)菌采用反硝化細(xì)菌分離培養(yǎng)基，該兩類細(xì)菌的數(shù)量采用液體分離法在30 ℃下培養(yǎng)14 d后計數(shù)，結(jié)果以3次重復(fù)數(shù)量指標(biāo)表計算其數(shù)量[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤微生物數(shù)量的影響

2.1.1 不同處理對土壤氨化細(xì)菌數(shù)量的影響 由表1可知，氨化細(xì)菌在培養(yǎng)的前15 d，數(shù)量呈快速上升的趨勢且達(dá)到最大值，其原因是實驗室培養(yǎng)改善了土壤的通氣條件，滿足了好氣性氨化細(xì)菌的生長；在培養(yǎng)的前30 d氨化細(xì)菌數(shù)量尿素處理最多，對照處理次之，有機(jī)肥處理最低；培養(yǎng)30 d后由于養(yǎng)料的消耗各處理菌數(shù)都呈下降趨勢，但有機(jī)肥處理下降較為緩慢且最多。這是因為尿素給土壤微生物提供的是一種速效性氮養(yǎng)料，有機(jī)肥則提供給土壤微生物一種緩釋而持久的營養(yǎng)，

2.1.2 不同處理對土壤霉菌數(shù)量的影響 由表2可知，3個處理霉菌數(shù)量在0～75 d培養(yǎng)時間內(nèi)增長變化趨勢基本相同，在前15 d呈快速上升的趨勢，與霉菌好氣性有關(guān)；在15～75 d霉菌的數(shù)量均穩(wěn)定在一個高位水平上，且有機(jī)肥處理的霉菌數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他兩處理。

2.1.3 不同處理對土壤亞硝化細(xì)菌數(shù)量的影響 由表3可知，在0～15 d時，菌落數(shù)都呈增長趨勢，尿素處理亞硝化細(xì)菌數(shù)增長幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)肥處理和對照處理，這是由于尿素被土壤脲酶分解大大增加土壤中氨的含量，為亞硝化細(xì)菌提供了大量的營養(yǎng)底物；由于在第15天左右各類微生物數(shù)量均快速上升，快速消耗土壤中氨，15 d后亞硝化細(xì)菌由于營養(yǎng)底物的不足，其數(shù)量呈快速下降趨勢。

2.1.4 不同處理對土壤反硝化細(xì)菌數(shù)量的影響 反硝化細(xì)菌是一類兼性厭氧微生物，在通氣良好的試驗條件下，該類菌能快速增殖。由表4可知，土壤經(jīng)粉碎，改善了通氣性，故在前15 d尿素處理、前30 d對照處理反硝化細(xì)菌數(shù)量有所上升，但隨各類菌體總量的增加，營養(yǎng)的消耗使反硝化細(xì)菌呈下降趨勢；有機(jī)肥處理與其他兩處理恰恰相反，在前30 d反硝化細(xì)菌數(shù)量一直呈下降趨勢，可能與有機(jī)肥處理在前30 d霉菌數(shù)量較大導(dǎo)致某些營養(yǎng)急劇下降有關(guān)。

2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分的影響

2.2.1 不同處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量高低是衡量土壤肥力高低的重要指標(biāo)[7]。由表5可知，各處理不同時間土壤中有機(jī)質(zhì)的含量總體呈緩慢的上升趨勢并穩(wěn)定在一個較高水平，與土壤微生物（特別是霉菌）生物量的增加密切有關(guān)；有機(jī)肥處理的有機(jī)質(zhì)含量略高于其他兩處理，是外源添加的結(jié)果。

2.2.2 不同處理對土壤速效氮含量的影響 由表6可知，在培養(yǎng)時間內(nèi)土壤速效氮總體呈上升趨勢，與微生物總量上升對土壤有機(jī)質(zhì)的分解有關(guān)；三處理土壤速效氮含量為尿素處理>有機(jī)肥處理>對照處理，其中尿素處理土壤速效氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)肥處理和對照處理，與外源添加氮密切相關(guān)。微生物快速繁殖，土壤速效氮就降低；死亡的微生物通過其他微生物的分解，土壤速效氮又會增高；土壤速效N的增高又會引起微生物的新一輪增殖。土壤中速效氮的含量隨培養(yǎng)時間基本呈波浪式變化，這種變化與微生物數(shù)量呈波浪式變化相關(guān)。

2.3 不同肥料對土壤脲酶活性的影響

土壤酶主要來自微生物和植物根系的分泌作用，它是土壤肥力的一個重要標(biāo)志，也是土壤有機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的一個重要因素[8，9]。脲酶是一種酰胺酶，直接參與尿素形態(tài)轉(zhuǎn)化，能酶促有機(jī)質(zhì)分子中肽鍵的水解，其活性通常與微生物數(shù)量、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效氮相關(guān)[10]。脲酶可以促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)中的氮轉(zhuǎn)化為氨，同時尿素的水解與脲酶密切相關(guān)[11]。由圖1可知，對照處理脲酶的活性總體呈下降趨勢；尿素處理脲酶活性在前15 d呈上升趨勢，是由于尿素的施入刺激微生物脲酶的分泌，與速效氮增加結(jié)果吻合；有機(jī)肥處理在前30 d脲酶活性變化與對照處理相似，但在30～45 d時有機(jī)肥處理的脲酶活性呈上升趨勢且高于尿素處理，可能與有機(jī)肥的緩慢分解造成土壤微生物脲酶分泌的滯后有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

1）茶園土壤施加尿素不僅給茶樹提供豐富的氮素，同時能促進(jìn)土壤氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌的生長繁殖，有利于土壤氮素轉(zhuǎn)化和利用；施加有機(jī)肥則有利于霉菌的生長和繁殖，霉菌是茶園每年修剪落下枯枝落葉的主要分解者。

2）茶園土壤施用尿素能使土壤速效氮快速增加，在沒有茶樹吸收的情況下，在試驗的兩個多月時間內(nèi)均維持在一個較高的水平；施用有機(jī)肥同時提高了茶園土壤中的有機(jī)質(zhì)和速效氮的含量，改善土壤肥力的作用明顯。

3）茶園土壤酶主要來源于茶樹和微生物的分沁作用，試驗施用尿素土壤脲酶的活性提高，與尿素能刺激土壤微生物分泌脲酶有關(guān)；茶園土壤施用有機(jī)肥，在有機(jī)肥分解的后期脲酶活性增加。說明該酶活性反映了土壤有機(jī)質(zhì)的分解狀況。

4）茶園施肥若將尿素和有機(jī)肥兩種肥料混合施用能促進(jìn)各類微生物生長繁殖和土壤肥力的提高。

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