四川茶园土壤中脲酶活性研究

摘　要　用苯酚一次氯酸钠比色法，分析了四川几种主要茶园土壤脲酶活性状况。结果表明，在同一时期，不同种类茶园土壤中脲酶活性差异较大；随着季节的不同，土壤中脲酶活性也有较大变化；同时，在不同的土层中，其脲酶活性也表现出不一样。另经相关分析，土壤中脲酶活性与全氮、有机质、速效氮等关系密切。关键词　茶园土壤　脲酶　脲酶活性

　　土壤中的一切生物化学反应，实际上都是在酶的参与下进行的，土壤的酶活性反映了土壤中进行的各种生物化学过程的强度和方向。脲酶是土壤中的主要酶类之一，МиНЕНКО等研究证明，土壤脲酶对土壤中氮的转化，特别是对尿素的利用率等有重要影响作用，而尿素是一种优质氮肥，在当今世界农业中广泛应用，因此，国外如苏联、英国、匈牙利等国科研人员对参与尿素水解的脲酶研究极为重视，对脲酶的活性以及利用其活性提高尿素的利用率等进行了较多研究；我国关松荫等对一些耕作土壤和森林土壤脲酶有一定研究，而茶园土壤作为一种较为特殊的耕作土壤，对其脲酶活性研究，国内尚属空白。因此，作者为了探明四川茶区各种土壤中的脲酶活性状况、分布规律及其与土壤肥力关系等，特展开研究，旨在为今后深入研究并利用茶园土壤脲酶活性潜能提供依据。 1　材料与方法1.1　供试土壤

　　供试土壤为四川茶区茶园土壤，主要为砂岩黄壤、灰岩黄壤、老冲积黄壤和酸性紫色土，分别采自永川市(四川省农科院茶研所试验茶场)、涪陵市枳城区(个体茶园)、成都郫县(四川省茶研所郫县试验场)和乐山市(个体茶园)。各土壤基本性状见表1。表1　供试土壤基本性状土壤类型 pH 有机质(%) 全氮(%) 速效氮(mg/kg) 速效磷(P)(mg/kg) 速效钾(K)(mg/kg) 砂岩黄壤 5.4 1.39 0.82 29.36 38.92 56.74 灰岩黄壤 5.7 1.21 0.76 24.24 38.04 50.28 老冲积黄壤 5.6 1.06 0.64 20.37 30.28 42.39 酸性紫色土 5.8 1.17 0.73 27.34 39.26 109.56 1.2　试验方法

　　根据研究内容，在各茶区选取有代表性的壮年茶园，随机设点挖取剖面，分层取样，每种土样按试验设计(见结果与讨论各部分)取土，土样风干后，分析其脲酶活性及其它指标。1.3　分析测定方法

　　土壤脲酶活性用茶酚一次氯酸钠比色法。取5g风干土样于50ml三角瓶中，加1ml甲苯，15min后加10ml 10%尿素和20ml pH6.6柠檬酸盐缓冲液，摇匀后在37℃恒温箱中培养24h，过滤后取3ml滤液注入50ml容量瓶中，再加蒸馏水17ml、苯酚钠液4ml和次氯酸钠液3ml，随加随摇，20min后显色、定容，1h内在分光光度计上于波长578nm处比色测定。同时做标准曲线和空白试验、无基质对照试验。土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾和pH值均按常规方法测定。 2　结果与讨论2.1　四川茶园土壤脲酶活性状况

　　Skujins、Delaune等人研究证明，土壤酶活性的强弱，受土壤物理性状、气温等多种因素影响，因此，该试验于1995～1997年每年气温较高的7月中旬进行取样测定，研究茶园土壤脲酶在较高的气温(土温)下的活性状况；另外由于茶树根系大部分集中在0～40cm土层内，因此，每种土样均取自0～40cm土层，充分混和，风干测定。表2结果表明，砂岩黄壤茶园中脲酶活性最高，在NH3－N 0.82～1.17mg/g.37℃.24h(以下各酶活性数据单位表示方法均同)之间，平均为0.96；其次为灰岩黄壤，其活性在0.85～0.98之间，均值为0.90；而老冲积黄壤的脲酶活性最低，均值为0.51；酸性紫色土的脲酶活性居中。分析以上脲酶活性状况，笔者认为是由以下因素综合作用所致：第一是由于土壤中有机质含量的影响，据笔者研究，茶园土壤中脲酶活性与土壤有机质含量呈正相关(见表4)，从表1可以看出，砂岩黄壤有机质量最高，灰岩黄壤其次，而老冲积黄壤最低；第二是由于土壤物理状况的影响。由于老冲积黄壤板结、质地粘重，致使土壤透气性差，直接影响到酶活性的强弱；第三是由气温状况所致。从表2中可看出，砂岩黄壤和灰岩黄壤(试验点)均地处川东地区，而老冲积黄壤和酸性紫色土则位于川西或川西南，两地同一时期气温差异较大，因此气温的大小直接影响到土温差异，所以在土温相对较高的土壤中，其脲酶活性则强些(表3数据可进一步证明)。表2　四川茶园土壤脲酶活性状况土壤类型地区脲酶活性均值砂岩黄壤永川市(川东) 0.82～1.17 0.96 灰岩黄壤涪陵市(川东) 0.85～0.98 0.90 老冲积黄壤成都郫县(川西) 0.48～0.65 0.51 酸性紫色土乐山市(川东南) 0.55～0.68 0.62 注：脲酶活性表示单位：NH3－N mg/g.37℃.24h，以下各表均同。样本数均为12个。表3　土壤脲酶活性的季节性变化及剖面分布规律土类土层(cm) 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月砂岩黄壤 0～25 0.498 0.282 0.313 0.317 0.322 1.128 1.144 1.128 1.140 1.108 1.140 0.584 25～40 0.421 0.201 0.278 0.280 0.297 1.116 1.072 1.096 1.096 0.940 0.956 0.572 40以下 0.394 0.174 0.225 0.225 0.226 1.028 1.056 1.052 1.088 0.908 0.960 0.510 灰岩黄壤 0～25 0.407 0.267 0.293 0.304 0.578 0.974 0.993 0.995 0.990 0.904 0.821 0.466 25～40 0.400 0.172 0.242 0.230 0.472 0.968 0.967 0.982 0.972 0.932 0.778 0.444 40以下 0.378 0.113 0.179 10.152 0.449 0.943 0.952 0.950 0.965 0.800 0.754 0.321 老冲积黄壤 0～25 0.295 0.274 0.280 0.310 0.345 0.461 0.479 0.503 0.500 0.473 0.466 0.324 25～40 0.199 0.197 0.223 0.276 0.284 0.325 0.334 0.421 0.405 0.384 0.380 0.276 40以下 0.142 0.110 0.107 0.203 0.232 0.279 0.279 0.334 0.344 0.324 0.304 0.211 酸性紫色土 0～25 0.288 0.249 0.334 0.334 0.476 0.526 0.568 0.593 0.588 0.574 0.521 0.379 25～40 0.279 0.230 0.243 0.249 0.397 0.487 0.503 0.512 0.513 0.488 0.476 0.334 40以下 0.203 0.102 0.112 0.117 0.285 0.444 0.446 0.457 0.460 0.464 0.429 0.313 表4　茶园土壤脲酶活性与土壤肥力相关性土壤类型有机质全氮速效氮砂岩黄壤 0.839** 0.821** 0.887** 灰岩黄壤 0.827** 0.835** 0.895** 老冲积黄壤 0.687* 0.645* 0.568 酸性紫色土 0.794** 0.779* 0.692 注：N=12　r=0.576*　r=0.708** 2.2　土壤脲酶活性的季节性变化及其在土层中的分析

　　该试验于1996年1～12月进行，每月中旬，在各种土壤剖面中分层取样，分析其脲酶活性。从表3中数据分析，总体来说，随着年度季节的变化，土壤中脲酶活性亦相应有较大波动。具体表现在：第一，每种土壤在6、7、8、9、10月份，土壤中脲酶活性较强，在7、8月活性最强；第二，随着气温下降，土壤脲酶受土温影响，到2月份，其活性降至最低水平；第三，每种土壤，从0～25cm至40cm以下，其脲酶活性均表现出大致相同的变化规律，由此说明，在茶园土壤中，脲酶活性受气温影响非常明显；第四，就表中几种土壤比较，在气温较低的2月份，各种土壤中脲酶活性相差不大，如0～25cm脲酶活性在0.249～0.282之间，而在气温较高的7月份，其活性则在0.479～1.147之间，由此说明，砂岩黄壤脲酶活性随季节变化最显著，其变幅最大，而老冲积黄壤变化则最小。另外，不论哪种供试土壤，在同一时期，从表土到底土，其脲酶活性均呈明显下降趋势，即上层土壤脲酶活性大于下层活性值，这可能与土壤温度、含氧量、有机质含量和物理结构等有关，其次，在相同时期、相同土层土壤脲酶活性值比较，其活性强弱为砂岩黄壤＞灰岩黄壤＞酸性紫色土＞老冲积黄壤。2.3　茶园土壤脲酶活性与土壤肥力的关系

　　用土壤酶活性作为土壤肥力的指标，从一开始研究土壤酶活性便引起了人们的注意，随着不断的深入研究，这一观点引起了许多争议，但有一点很明确，即大多数土壤酶活性与土壤肥力有密切关系。因此，笔者主要就脲酶活性与茶园土壤中有机质、全氮、速效氮等进行了相关分析。试验取每种土壤0～40cm土层土样，风干后测定其脲酶活性和有机质、全氮、速效氮等含量，并分析其相关性。

　　从表4中可以看出，砂岩黄壤、灰岩黄壤中脲酶活性与有机质、全氮、速效氮等均呈极显著正相关，老冲积黄壤脲酶活性与有机质含量呈显著正相关，而酸性紫色土脲酶活性与有机质、全氮则呈显著正相关。酸性紫色土和老冲积黄壤中脲酶活性与速效氮的相关性则不明显。因此，总体来说，茶园土壤中脲酶活性与土壤有机质、全氮、速效氮等均有较密切的关系。 3　小结3.1　研究表明，茶园土壤中脲酶活性随着季节性变化而变化，并在同种土壤剖面中，上层脲酶活性大于下层。3.2　四川茶区土壤脲酶活性在NH3－N 0.102～1.144mg/g.37℃.24h范围内，并且在同一时期，土壤中脲酶活性值比较表现为：砂岩黄壤＞灰岩黄壤＞酸性紫色土＞老冲积黄壤。3.3　茶园土壤中脲酶活性与土壤中有机质、全氮等有显著相关性。资助项目：四川省科委应用基础专项经费资助项目部分内容作者单位：重庆市茶叶研究所　402160茶叶研究所简介：重庆市茶叶研究所为原四川省农科院茶叶研究所