土壤-蔬菜系统对氮镉互作的调控模式及响应

1.镉污染条件下不同种类氮肥对苋菜土壤酶活性的影响

在试验浓度范围内，在镉污染条件下，不同氮肥对苋菜土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、酸性磷酸酶活性及蛋白酶活性的影响（见表1.58）。施用尿素时蔗糖酶活性最高，其次是氯化铵，这2个处理都极显著高于对照，分别高出5.47%和4.24%，而碳酸氢铵处理极显著低于对照。说明在镉污染的蔬菜土壤上施用尿素和氯化铵能极显著地激活蔗糖酶的活性，而施用碳酸氢铵则极显著抑制蔗糖酶的活性。从前面表述可知，蔬菜生物量与蔗糖酶活性呈正相关，这是因为土壤蔗糖酶是由植物根系分泌所产生的（孙波等，1997），植株越大其根系越多，分泌物越多，这与米国权等（2005）的研究结果一致。与对照相比，无论施用哪种氮肥都极显著增加脲酶的活性，各种氮肥的效果顺序为：碳酸氢铵＞氯化铵＞硫酸铵＞尿素，且各处理间都达极显著差异，分别高出对照109.64%、89.16%、65.06%、40.96%，表明脲酶对氮肥都很敏感，这可能与NH4-N 在土壤中的转化速度有关。施用碳酸氢铵对酸性磷酸酶活性较好，高于对照3.15%，但与对照差异不显著，其他几个处理都表现为对酸性磷酸酶的活性起抑制作用。总体来看，不同种类的氮肥对酸性磷酸酶活性的影响幅度不大，这是因为酸性磷酸酶比较稳定，其活性主要依赖于有效磷的含量，土壤有效磷含量越高磷酸酶活性越强，氮素对其影响相对较小；镉污染促进磷被固定。只有尿素对蛋白酶活性表现出显著的激活作用，高出对照3.18%，其他几个处理都是极显著抑制蛋白酶活性，可能是因为这几种肥料在土壤中转化形成较高硝态氮含量，土壤中硝态氮含量过高会抑制蛋白酶的活性（米国权等，2005；孟亚利等，2005；蒋智林等，2008）。

表1.58　镉污染条件下不同品种氮肥对苋菜土壤酶活性的影响

注：1.表中数据为3次重复的平均值，不同大、小写字母表示处理差异显著（P＜0.05）
2.以1kg土壤中葡萄糖的毫克数表示蔗糖酶活性，1g土壤（干基）中含NH3-N的毫克数表示脲酶活性，1g土壤（干基）中产生酚的毫克数表示酸性磷酸酶活性，1g土壤中含氨基酸的毫克数表示蛋白酶活性。

综合上述分析，在镉污染的条件下，施氮能够显著或极显著地影响4种酶的活性，脲酶对氮肥最敏感，这与郭天财等（2008）研究结果一致，其次是蔗糖酶和蛋白酶，酸性磷酸酶对氮肥敏感性较低。

2.镉污染条件下不同种类氮肥对小白菜土壤酶活性的影响

如表1.59种氮肥品种中，施用尿素、硫酸铵、碳酸氢铵和氯化铵导致土壤蔗糖酶活性显著降低，分别比对照低13.56%、10.74%、30.28%和47.03%，抑制了蔗糖酶的活性。在试验条件下，所有氮肥处理都能够促进脲酶活性，不同氮肥种类差异显著，先后顺序为尿素、硫酸铵＞碳酸氢铵、氯化铵＞对照，说明施氮肥能够激发土壤脲酶的活性。在试验范围内的4种氮肥中，除氯化铵处理显著低于对照外，其余3种氮肥都不同程度地提高土壤酸性磷酸酶的活性，其中尿素处理效果较好，其次硫酸铵和碳酸氢铵处理（二者之间差异不显著）。氯化铵能有效提高土壤蛋白酶的活性，尿素、硫酸铵、碳酸氢铵表现出对蛋白酶活性的抑制作用。综合考虑对土壤酶活性的影响，小白菜施用尿素、碳酸氢铵比较好。

表1.59　镉污染条件下不同品种氮肥对小白菜土壤酶活性的影响

注：1.表中数据为3次重复的平均值，不同大、小写字母表示处理差异显著（P＜0.05）
2.以1kg土壤中葡萄糖的毫克数表示蔗糖酶活性，1g土壤（干基）中含NH3-N的毫克数表示脲酶活性，1g土壤（干基）中产生酚的毫克数表示酸性磷酸酶活性，1g土壤中含氨基酸的毫克数表示蛋白酶活性。

讨论：

在镉污染条件下，比较不同品种的4种氮肥对苋菜和小白菜的品质、生长量、酶活性及其在土壤中的转化等各种因素发现，施用硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、尿素对苋菜和小白菜的品质效果较好，碳酸氢铵、硫酸铵、尿素、氯化铵对苋菜和小白菜的生长较好，氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、尿素对于苋菜和小白菜对镉与硝酸盐的吸收量较低，氯化铵、尿素对于镉转化为有效镉、氮转化为硝酸盐的量较低，尿素、硫酸铵、碳酸氢铵对苋菜土壤酶活性效果较好，尿素、碳酸氢铵对小白菜的土壤酶活性影响效果较好。

小结：

通过综合分析比较，笔者认为，在镉污染的条件下施用氮肥，应充分考虑通过施用氮肥来缓解或抑制蔬菜对镉和硝酸盐的吸收和累积，由此，建议菜农在镉污染的土壤上施用氮肥的优先顺序为硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、尿素。(www.xing528.com)

参考文献：

［1］张旭，魏成熙.土壤中镉对小白菜硝酸盐累积量的影响［J］.山地农业生物学报，2004，23（1）：54-57.

［2］杨倩，付庆灵，胡红青，等.黄棕壤中铅镉复合污染对莴苣生长和品质的影响［J］. 华中农业大学学报，2006，4（25）：389-392.

［3］谢勇，乐素菊. 不同配方营养液对小白菜产量及品质的影响［J］. 中国农学通报，2007，5（23）：278-280.

［4］胡克玲，陶鸿，汪季涛，等.不同氮素水平对苋菜硝酸盐累积和营养品质的影响［J］. 中国农学通报，2006，11（22）：275-278.

［5］赵勇，李红娟，孙志强.土壤、蔬菜Cd污染相关性分析与土壤污染阀限值研究［J］. 农业工程学报，2006，7（22）：149-153.

［6］周加倍，董英，王利群，等.蔬菜及土壤硝酸盐污染状况研究［J］. 江苏农业科学，2004，（2）：89-91.

［7］杨竹青，胡一凡，宋世文.NH4Cl对苋菜产量和品质的影响［J］. 土壤肥料，1989，3：34-36.

［8］沈明珠.蔬菜硝酸盐积累的研究：不同蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量评价［J］.园艺学报，1984，9（4）：11-18.

［9］孙波，赵其国，张桃林，等.土壤质量与持续环境Ⅲ：土壤质量评价的生物学指标［J］. 土壤，1997，5：225-234.

［10］米国权，袁丽萍，龚元石.不同水氮比供应对日光温室番茄土壤酶活性及生物环境影响的研究［J］. 农业工程学报，2005，21（7）：124-127.

［11］孟亚利，王立国，周治国，等.套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化［J］. 应用生态学报，2005，16（11）：2076-2080.

［12］蒋智林，刘万学，万方浩，等. 紫茎泽兰与非洲狗尾草单、混种群落土壤酶活性和土壤养分的比较［J］. 植物生态学报，2008，32（4）：900-907.

［13］郭天财，宋晓，马冬云，等.施氮量对冬小麦根际土壤酶活性的影响［J］.应用生态学报，2008，19（1）：110-114.