1 材料與方法
1.1 供試土壤
試驗地位於江西省鷹潭市餘江縣鄧家埠水稻原種場(116°55'E,秸秆28°15′N),配施該地區屬於典型中亞熱帶濕潤季風氣候區,氮肥对水稻土月平均最高氣溫與最低氣溫分別為29.9℃ 和 5.5℃,还田年均溫度 17.6℃,酶活全年有效積溫 6 480℃,影响年均降雨量 1 727 mm,秸秆全年無霜期 289 d。配施當地輪作方式為:早稻–晚稻–冬季休閑。氮肥对水稻土本試驗供試稻田土壤屬於河流衝積物發育而成的还田瀦育型水稻土,供試材料早稻品種為中早 33,酶活晚稻品種為農香 98,影响株行距 20 cm × 20 cm。秸秆2008 年晚稻種植前,配施土壤基
礎養分含量為有機碳19.20 g/kg、氮肥对水稻土全氮 1.64 g/kg、全磷 0.30 g/kg、全鉀 27.26 g/kg、堿解氮 139.04 g/kg、速效磷 5.76 mg/kg、速效鉀 81.60 mg/kg,pH 為 4.94。
1.2 試驗設計
試驗采用兩因素完全隨機區組的裂區設計,主區處理:①冬季還田(WS);②春季還田(SS);副區處理:①秸稈還田,試驗期內全程不添加礦質氮 (N0);②常規施肥,還田時不添加礦質氮(NB);③還田時添加早稻基肥用量的 30% 礦質氮(N30B);④還田時添加早稻基肥用量的 60% 礦質氮 (N60B);⑤秸稈移除(CK); 3 次重複,共 30 個小區,小區麵積為 10 m × 8 m。
秸稈還田處理是將晚稻收獲的全部稻草粉碎至5 ~ 10 cm,均勻分散於田麵,並按主區處理分別在冬季(12 月中旬)或春季犁田(來年 4 月中旬)時將田麵秸稈翻入小區耕層土壤中,秸稈還田量為 7 500 kg/hm2。秸稈移除處理是將晚稻收獲的全部稻草移出小區,秸稈不還田,秸稈處理與移除處理的留茬高度均為 10 cm左右。
早稻施肥量氮肥為 N 180 kg/hm2,磷肥為 P2O5 75 kg/hm2,鉀肥為 K2O 150 kg/hm2,所用的肥料氮肥為尿素,磷肥為鈣鎂磷肥,鉀肥為氯化鉀;磷肥作為基肥一次性施入,鉀肥按基肥︰分蘖肥︰穗肥 = 3︰ 4︰3 施入。常規施肥的 NB 處理按基肥︰分蘖肥︰穗 肥 = 5︰3︰2 施入,其餘不施氮肥以及基肥氮前施的處理其氮肥施用方案具體見表 1。
1.3 取樣與測定
2013 年晚稻收獲後,在水稻冬閑期(11 月至次年4 月)內共取 4 次樣,分別於 1—4 月的 10 號定期進行取樣(冬季秸稈翻耕在 2014 年 1 月 10 日),記作:冬閑Ⅰ、冬閑Ⅱ、冬閑Ⅲ 和冬閑 Ⅳ;在 2014 年早稻生育期(4 月中旬至 7 月中旬)的分蘖期、拔節期、齊穗期和成熟期各取一次。
樣品采集於 0 ~ 15 cm 的耕層土壤,每個小區按“S”形 5 點采樣並混勻。土樣放置於冰桶中,迅速帶回實驗室,揀去土壤中的可見根係、秸稈等雜質後,置於冰箱 –20℃ 冷凍保存,用於土壤酶活性的測定。
1.4 測定項目及方法
蔗糖轉化酶(INV)活性的測定:采用改進的二硝基水楊酸比色法測定蔗糖轉化酶的活性。土壤與蔗糖在 50℃下培養 3 h,測定其還原糖釋放數量,蔗糖轉化酶活性以每克土壤每小時葡萄糖毫克數表示(mg/(g·h),50℃,3 h)。
β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纖維二糖苷酶(CEL)、β-木糖苷酶(BXYL)、多酚氧化酶(PHOX)和過氧化物酶(PEOX)的活性分析采用熒光微型板檢測技術。4-羥甲基-7-香豆素(MUB)在 365 nm 波長處激發,能在
460 nm 處檢測到熒光,它與某些物質(例如 β-D-纖維二糖)結合熒光特性消失,通過酶的水解特性將 MUB釋放出來,通過檢測熒光量來表征酶的活性。
首先對 96 孔微型板按照不同測定的酶進行編號、分區,黑色和白色微型板(其中,黑色微型板測定非氧化還原酶活性,白色微型板測定氧化還原酶活性)分為緩衝液+緩衝液區、緩衝液+標準底物區、緩衝液+熒光底物區、待測液+緩衝液區、待測液+標準底物區、待測液+熒光底物區;其次為製備土壤懸濁液試劑:稱取相當於 1 g 幹土的鮮土,置於 250 ml滅菌白色塑料瓶中,加入緩衝液 125 ml,震蕩製備成土壤懸濁液作為待測液;然後將配置好的緩衝液、待測液用 8 通道移液槍按照順序加入已經編號分區的微型板中,最後將配置好的標準底物加入微型板,迅速加入熒光底物溶液,將微型板放入 25℃ 的培養箱黑暗培養,其中黑板培養 4 h 後上機測定(測定前加10 μl 0.5 mol/L NaOH 溶液結束反應),白板培養 20 h上機測定。
1.5 統計分析
酶活性測定每個樣品設置 8 個平行,利用平行數值求平均值,每個樣品獲得一個測定值,然後利用SPSS19.0 軟件進行處理間的方差分析。
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