控释尿素与尿素配施对杭白菊栽培土壤生物学特性的影响

2015-01-28 07:33祝丽香闫文秀张文静王建华
植物营养与肥料学报 2015年1期
关键词:杭白菊放线菌脲酶

祝丽香, 闫文秀, 李 雪, 张文静, 王建华

(山东农业大学农学院, 山东泰安 271018)

控释尿素与尿素配施对杭白菊栽培土壤生物学特性的影响

祝丽香, 闫文秀, 李 雪, 张文静, 王建华

(山东农业大学农学院, 山东泰安 271018)

【目的】尿素和控释尿素是杭白菊栽培中常用氮肥,其对杭白菊产量和品质的影响已多有研究,但未见尿素与控释尿素配施对杭白菊栽培田土壤特性的影响研究。【方法】采用大田试验,以施氮量为120 kg/hm2、P5O2106 kg/hm2、K2O 189 kg/hm2为基础,设: 对照1不施氮肥(CK1); 适量施氮肥仅施尿素,50%基施,15% 7月15日追施,25% 8月15日追施,10% 10月15日追施(T1);尿素与控释尿素配施,基施为控释尿素(150 d)与尿素等比例混合基施,施用量占总施氮量的50%,追施为控释尿素(90 d)与尿素等比例混合8月15日追施,施用量占总施氮量的50%(R1)。减量施肥施N量为90 kg/hm2、P5O280 kg/hm2、K2O 142 kg/hm2,也设3个处理: 对照不施氮肥(CK2); 减量仅施尿素(T2); 减量尿素与控释尿素配施(R2)。减量施肥方式同适量施肥。【结果】1)适量施肥土壤有效氮含量高于减量施肥,控释尿素与尿素适量配施、减量配施的土壤有效氮含量分别高于仅施尿素的33.55%、120.35%; 2)杭白菊生育期内,适量施肥土壤细菌、真菌数量高于减量施肥。各处理土壤细菌、放线菌数量均呈单峰曲线,细菌最大值出现在7月,放线菌出现在8月。不同适量施氮方式土壤真菌数量呈单峰曲线,减量施肥呈双峰曲线。适量控释尿素与尿素配施土壤细菌、真菌数量比仅施适量尿素分别增加10.39%、39.83%,比减量施肥分别增加46.44%、51.81%;仅施尿素时适量施肥土壤放线菌数量比减量施肥增加127.84%,尿素与控释尿素不同配施量土壤放线菌数量差异不显著; 3)减量施肥控释尿素与尿素配施、仅施尿素土壤过氧化物酶活性比相同施肥方式适量施肥分别增加76.79%,164.14%;相同施肥量仅施尿素土壤多酚氧化酶活性高于控释尿素与尿素配施。仅施尿素时适量施肥土壤磷酸酶活性高于减量施肥,尿素与控释尿素配施则反之;施肥方式相同减量施肥土壤脲酶活性高于适量施肥。【结论】适量施肥有利于提高土壤有效氮含量,增加土壤细菌、放线菌数量,控释尿素与尿素配施效果优于仅施尿素;施适量尿素土壤放线菌数量高于减量施肥,控释尿素与尿素配施对土壤放线菌数量影响不显著;控释尿素与尿素适量配施可降低土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性,因此本实验条件下,适量控释尿素与尿素配施有利于维持土壤良好的生态环境。

杭白菊; 适量施肥; 减量施肥; 微生物; 土壤酶

氮肥是影响杭白菊(Chrysanthemummorifolium‘Hangbaiju’)产量和品质的一个重要因子[1]。由根系-土壤构成的土壤生态系统极其复杂,杭白菊对氮素的吸收利用不仅受遗传因素影响,还取决于土壤供氮特性。氮素利用是土壤微生物和酶对氮转化及杭白菊根系对氮吸收能力相互作用的结果。施氮影响土壤微生物数量和酶活性,调节土壤养分的储存和转化,调控作物生长发育[2]。

杭白菊是多年生植物,在山东年生育期长达7个月。由于尿素氮释放速度快,控释尿素氮释放缓慢,尿素或控释尿素基施虽然能提高杭白菊产量和品质,但在杭白菊生育后期仍存在氮素供应不足的现象,控释尿素与尿素混合采用基施与追施结合能提高杭白菊产量和品质[3]。目前,控释尿素与尿素配施对土壤生物学特性影响的研究主要集中在农作物方面[4-5],未见控释尿素与尿素配施对杭白菊栽培土壤生物学特性影响的研究。本文研究控释尿素与尿素配施杭白菊栽培田土壤生物学特性变化规律,揭示氮素施用方式对杭白菊栽培田的生态效应,为优质高产杭白菊栽培制定合理的氮肥施用模式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与供试材料

田间试验于2011年在山东农业大学药用植物栽培基地进行。该试验地点位于东经117.06°,北纬36.20°,海拔高度174.40 m,属于温带大陆性半湿润季风气候区。年平均气温13.4℃,无霜期平均195 d,年平均降水量697.3 mm,夏季降水最多,占年降水量的32.1%。

试验田土壤类型为棕壤。试验前耕层0—30 cm土壤有机质36.24 g/kg、有效氮85.25 mg/kg、速效磷69.6 mg/kg、速效钾89.67 mg/kg。

供试菊花是从杭州引种的杭白菊。控释期150 d、90 d的树脂包膜控释尿素(N 42%)由山东金正大生态工程有限公司生产;尿素(N 46%)由山东农大肥业有限公司生产。磷钾肥均为市售过磷酸钙(P2O512%)、硫酸钾(K2O 50%)。

1.2 试验设计

根据本课题组对杭白菊氮磷钾吸收积累规律的研究结果[6],杭白菊年生长周期内对氮磷钾的吸收比例为N ∶P2O5∶K2O = 1 ∶0.89 ∶1.58。试验设适量施肥和减量施肥两个施肥水平。适量施肥氮素(N)用量120 kg/hm2、磷素(P2O5)106 kg/hm2、钾素(K2O)189 mg/hm2: 1) 对照(CK1)不施氮肥; 2) 适量施氮肥且仅施尿素(T1)50%基施,15%于7月15日追施,25%于8月15日追施,10%于10月15日追施; 3) 尿素与控释尿素配施(R1),控释尿素(150 d)与尿素等比例混合基施,施用量占总施氮量的50%,控释尿素(90 d)与尿素等比例混合8月15日追施,施用量占总施氮量的50%。减量施肥氮素(N)施用量90 kg/hm2、磷素(P2O5)80 kg/hm2、钾素(K2O)142 kg/hm2; 4) 对照(CK2)不施氮肥; 5) 减量施氮肥且仅施尿素(T2); 6) 减量施氮肥且为尿素与控释尿素配施(R2)。减量施肥氮肥施用方式同适量施肥,所有处理磷钾肥全部基施,采用行间开沟方式追施氮肥。采用田间小区试验,小区面积为20 m2,随机区组排列,3次重复。2011年4月15日选株高10 _ 13 cm、茎粗5 _ 7 mm 的分蘖苗,按照株距50 cm,行距45 cm 种植。采用常规管理方法。

1.3 样品采集

5月20日第一次取样,自此以后每隔30 d取样一次。五点取样法取耕层土壤充分混合,部分冷藏用于测定土壤微生物,部分自然风干用于测定土壤酶和有效氮。

1.4 测定项目与方法

1.4.2 土壤微生物 土壤微生物区系采用平板法;细菌用牛肉膏-蛋白胨培养基;真菌用马丁氏培养基;放线菌用改良高氏1号培养基[8]。

1.4.3 土壤有效氮 碱扩散法测定土壤有效氮含量[9]

1.5 数据统计分析

利用Excell 2003进行数据分析和作图。

2 结果与分析

2.1 对土壤有效氮含量的影响

施肥调节土壤养分的储存和转化,影响土壤肥力和土壤生物区系,合理施肥对改善土壤养分状况和维持土壤微生物活性效果显著。由图1可知,杭白菊生育期内施肥量相同时,氮肥为控释尿素与尿素配施的R1、R2处理土壤有效氮含量平均值高于T1、T2处理,且均高于对照。R1、R2处理土壤有效氮含量5 _ 6月上升至最高值,随后下降至7月最低值,7 _ 10月上升,呈上升—下降—上升趋势。杭白菊生育期内适量施肥R1处理土壤有效氮含量平均值比减量施肥R2处理高17.73%。氮肥仅施尿素T1、T2处理土壤有效氮含量5 _ 7月下降至最低值,随后上升,峰值分别在8月、9月,呈“下降—上升—下降”趋势。杭白菊生育期内适量施肥的T1处理土壤有效氮含量平均值比减量施肥的T2处理高32.17%,施肥量相同时,氮肥为控释尿素与尿素配施处理的土壤有效氮含量高于氮肥仅施尿素的处理,R1处理比T1处理高33.55%,R2处理比T2处理高120.35%。说明施肥能提高土壤有效氮含量,氮肥为控释尿素与尿素配施有利于提高菊花生育后期土壤有效氮含量。

2.2 对土壤微生物区系的影响

土壤微生物的数量和活性在在一定程度上反映作物对养分的吸收利用与生长发育状况,是土壤肥力的重要指标。

2.2.1 对土壤细菌数量的影响 由图2A可以看出,施肥量和施肥方式影响细菌的数量和变化趋势。各施肥处理细菌数量均呈单峰曲线,峰值出现在7月。随杭白菊生育期的推进,氮肥为控释尿素与尿素配施的R1、R2处理细菌数量呈先降后升趋势,5 _ 8月,细菌数量为R1处理大于R2处理,8 _ 10月为R2处理大于R1处理;氮肥仅施尿素T1、T2处理为先升后降趋势, 5 _ 8月,细菌数量T1处理大于T2处理,8 _ 10月T1、T2处理差异不显著。杭白菊生育期内,施肥量相同时氮肥为控释尿素与尿素配施细菌数量高于氮肥仅施尿素,且适量施肥高于减量施肥,即R1处理比T1处理高10.39%,R2处理比T2处理高46.44%;R1处理比R2处理高14.05%,T1处理比T2处理高51.29%。可见,适量施肥比减量施肥、氮肥为控释尿素与尿素配比氮肥仅施尿素更有利于细菌生长繁殖。

2.2.2 对土壤真菌数量的影响 施肥量相同时氮肥为控释尿素与尿素配施处理(R1、R2)真菌数量高于氮肥仅施尿素处理(T1、T2),施肥方式相同时适量施肥高于减量施肥(图2B)。对照CK1、CK2真菌数量呈先增后降趋势,峰值出现在8月,且CK1比CK2高43.88%。适量施肥不同施氮处理真菌数量呈先升后降的单峰曲线,峰值出现在9月,R1处理真菌数量比T1处理高42.86%。减量施肥不同施氮处理真菌数量呈双峰曲线,R2处理峰值在7月、9月,谷值在6月、8月;T2处理峰值在6月、9月,谷值在5月、8月。杭白菊生育期内,施肥量相同时氮肥为控释尿素与尿素配施真菌数量高于氮肥仅施尿素,且适量施肥高于减量施肥,即R1处理比T1处理高39.83%,R2处理比T2处理高51.81%;R1处理比R2处理高41.99%,T1处理比T2处理高1.56%。

2.2.3 对土壤放线菌数量的影响 杭白菊生育期内各处理放线菌数量均呈“下降—上升—下降”趋势(图2C)。适量施肥不同施氮处理放线菌数量最大值出现在8月,减量施肥氮肥为控释尿素与尿素配施放线菌数量最大值出现在在8月,氮肥仅施尿素出现在9月。杭白菊生育期内T1处理放线菌数量平均值比R1处理高40.71%,减量施肥的R2处理在杭白菊生育期放线菌数量平均值比T2处理高74.84%。氮肥仅施尿素时,适量施肥T1处理放线菌数量平均值比减量施肥T2处理高127.84%,而控释尿素与尿素配施不同施肥量放线菌平均值差异不显著,表明土壤放线菌对施肥量非常敏感,且对氮肥仅施尿素的敏感度高于对氮肥为控释尿素与尿素配施。

2.3 对土壤主要酶活性的影响

杭白菊生育期内减量施肥氮肥为控释尿素与尿素配施处理过氧化物酶活性呈“上升—下降—上升”趋势,其他处理均为先降后升趋势(图3A)。各处理过氧化物酶活性7月最低,彼此差异不显著,7 _ 10月先缓慢上升,后快速增强至最高值。杭白菊生育期内减量施肥各处理过氧化物酶活性平均值显著高于适量施肥,即T2处理比T1处理高164.14%,R2处理比R1处理高76.79%。适量施肥氮肥仅施尿素过氧化物酶活性平均值高于氮肥为控释尿素与尿素配施,减量施肥反之,即T1处理比R1处理高12.56%,R2处理比T2处理高13.98%,表明土壤过氧化物酶活性受施肥量和施肥方式的影响,且施肥量影响大于施肥方式。

由图3B可知,各处理多酚氧化酶活性变化趋势相似,呈不对称的“W”形。多酚氧化酶活性5月份最高,峰值依次出现在8月、10月,谷值在7月和9月,9月最低。5 _ 8月,适量施肥氮肥仅施尿素T1处理多酚氧化酶活性高于氮肥为控释尿素与尿素配施R1处理,9 _ 10月反之; 5 _ 10月减量施肥不同氮肥处理多酚氧化酶活性变化没有规律性。杭白菊生育期内氮肥仅施尿素T1、T2处理多酚氧化酶活性平均值高于氮肥为控释尿素与尿素配施R1、R2处理,且T1处理比T2处理高1.53%, R2处理比R1处理高3.14%。

过氧化氢酶能降解过氧化氢,防止过氧化氢在土壤中积累破坏土壤微生态环境。不同处理过氧化氢酶活性呈“下降—上升—下降”趋势,谷值出现在6月。此时,适量施肥氮肥仅施尿素T1处理过氧化氢酶活性比减量施肥T2处理高25%,差异显著;而氮肥为控释尿素与尿素配施则减量施肥R2处理比适量施肥R1处理高78%。各处理过氧化氢酶活性峰值均出现在7月,T1处理最高,R1处理最低。7 _ 10月各处理过氧化氢酶活性呈下降趋势,且施肥量相同氮肥仅施尿素T1、T2处理过氧化氢酶活性高于氮肥为控释尿素与尿素配施R1、R2处理,说明氮肥仅施尿素比氮肥为控释尿素与尿素配施更有利于提高过氧化氢酶活性。

从图4A可以看出,适量施肥和减量施肥磷酸酶活性呈“M”形双峰型变化趋势,不施氮对照磷酸酶活性呈单峰曲线,最大值出现在9月,且CK1>CK2。随生育进程的推进,磷酸酶活性迅速上升,6月出现第一个峰值,R2处理最高,其他各处理差异不显著,第二个峰值T1、T2处理出现在8月,R1、R2处理出现在9月。各处理谷值出现在7月,彼此差异不显著。杭白菊生育期内R2处理磷酸酶活性平均值比R1处理高20.59%,而适量施肥T1处理比减量施肥T2处理高9.85%。

脲酶是决定土壤中氮转化的关键酶,对尿素氮的转化和肥效发挥起着关键作用。由图4B可知,不施氮对照CK1、CK2和氮肥仅施尿素T1、T2处理脲酶活性呈“上升—下降—上升”趋势,对照峰值出现在7月, 且CK1比CK2高6.14%。氮肥仅施尿素T1、T2处理峰值在8月,T2处理比T1处理高3.09%。氮肥为控释尿素与尿素配施R1、R2处理脲酶活性呈“下降—上升—下降—上升”趋势,峰值分别出现在8月、7月,谷值在6月、9月。杭白菊生育期内脲酶活性平均值减量施肥T2、R2处理高于适量施肥T1、R1处理,可见,减量施肥有利于提高土壤脲酶活性。

3 讨论

3.1 施氮与土壤酶活性变化

以往研究表明,土壤有效氮含量高于植物对氮的吸收能力易造成氮挥发或淋溶损失[10]。5月20日_ 6月20日(杭白菊移栽后30 _ 60 d)氮肥仅施尿素土壤脲酶活性高于相同施肥量氮肥为控释尿素与尿素配施,而土壤中有效氮含量却低于氮肥为控释尿素与尿素配施,这与尿素、控释尿素氮的释放特性和杭白菊对氮的吸收特性有关[1]。候彦林等研究发现,脲酶活性与作用底物有关[11],脲酶活性变化规律与肥料氮释放规律一致。尿素施入土壤后氮迅速释放并在30 d内达到最大值[12],控释尿素氮释放缓慢持久,造成控释尿素与尿素配施土壤脲酶活性低于仅施尿素,这是土壤有效氮含量低于仅施尿素是脲酶活性低于仅施尿素的主要原因。孙克君研究认为,土壤脲酶活性强弱直接影响土壤氨挥发损失[13]。氮肥仅施尿素的T1、T2处理连续三次追肥使脲酶活性从8月_10月高于施肥量相同氮肥为控释尿素与尿素配施R1、R2处理,而有效氮含量却低于相同施肥量氮肥为控释尿素与尿素配施处理,表明氮肥仅施尿素脲酶活性升高增加氨挥发和淋失是土壤有效氮含量低的主要原因。土壤脲酶活性是影响土壤有效氮的重要因素,土壤有效氮含量还受施氮量、土壤水分、温度等多种因素影响[15]。夏雪等研究认为中低量氮肥有利于提高土壤脲酶活性[14],本研究也发现施肥方式相同时减量施肥土壤脲酶活性高于适量施肥,与上述研究结论一致。

过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶能够分解土壤中酚酸类物质和有毒物质,改善土壤环境,其活性高低与土壤中有毒物质含量密切相关。7月各处理过氧化氢酶活性最高,说明7月过氧化氢酶解毒作用强,有利于维持土壤微生态平衡。7月至10月过氧化氢酶活性下降,土壤中过氧化氢积累,破坏土壤微生态平衡,杭白菊病害多发生在此期间也证明在此期间土壤微生态失衡[16-17]。多酚氧化酶和过氧化物酶与土壤有机质形成有关,关松荫[7]在对贵州黄壤研究发现,土壤养分越低,多酚氧化酶活性越高。在杭白菊生育后期,减量施肥T2、R2处理土壤多酚氧化酶、过氧化物酶活性显著高于适量施肥T1、R1,也说明这一点。

3.2 施肥对土壤微生物区系的影响

无机肥料深刻影响土壤微生物的生存环境,微生物群体变化与化肥用量有关[18]。本研究证明施肥增加土壤微生物数量,适量施肥土壤细菌、真菌数量显著高于减量施肥,这与施肥促进了杭白菊根系生长发育,提高根系活力有关[19]。肖新等研究施氮对滁菊土壤生物学特性的影响,认为在一定范围内施氮量增加有利于增加土壤微生物数量[20]。施肥量相同氮肥为控释尿素与尿素配施土壤细菌、真菌数量高于氮肥仅施尿素,与罗兰芳等[21]对水稻的研究结果相符,说明控释尿素氮素缓慢释放和持续供应能补充土壤中消耗的氮,是土壤微生物数量增加的主要原因。

根系分泌糖类、氨基酸、维生素等物质为微生物生长提供丰富的碳源[22]。土壤微生物数量随杭白菊生长发育而发生变化,可能与杭白菊不同生育时期根系分泌物差异有关。5 _ 6月杭白菊根系分泌物量少,土壤微生物所能利用的碳源有限。随生育进程的推进,根系分泌物增多,为微生物提供了丰富的碳源,促进其数量增加。土壤细菌、放线菌、真菌数量迅速增加并依次于7月、8月和9月达到最大值。土壤细菌、放线菌、真菌数量最大值出现时间的差异与细菌、真菌、放线菌对根系分泌物的依赖程度和对环境的适宜能力有关。细菌对根系分泌物依赖性高于真菌、放线菌。7月根系分泌旺盛,细菌能利用的碳源丰富,数量达到最高值。8月下旬杭白菊转入生殖生长时期,根系生长减弱,分泌能力降低,细菌能利用的碳源开始减少致使其数量相应减少。真菌、放线菌能分解纤维素、木质素、淀粉和树胶等复杂碳水化合物,对根系分泌物依赖性较弱,放线菌分泌抗生素抑制真菌生长,当真菌数量过多反而抑制放线菌生长,因此,放线菌数量峰值早于真菌。这在湛方栋等[23]对烤烟不同生育期土壤细菌、真菌、放线菌的研究中也得到证实。

土壤碳氮比是影响微生物生长繁殖的主要因素,7月适量施肥土壤细菌数量高于减量施肥,10月减量施肥土壤细菌数量高于适量施肥与土壤碳氮比变化有关。7月土壤碳源充足,土壤高氮含量促进细菌数量增加,7 _ 10月根系分泌减弱,细菌能利用的碳源不足,土壤中高氮含量降低碳氮比不利于细菌生长。氮肥为控释尿素与尿素配施菊花根系活力高于仅施尿素[20],土壤中细菌可利用碳源高于氮肥仅施尿素。因此,10月减量施肥氮肥为控释尿素与尿素配施土壤细菌数量大于氮肥仅施尿素。

4 结论

1)氮肥为尿素与控释尿素配施适量施肥土壤细菌和有效氮含量高于减量施肥,土壤主要酶活性、真菌和放线菌数量低于减量施肥。氮肥仅施尿素适量施肥土壤主要酶活性及细菌、真菌、放线菌数量高于减量施肥。

2)适量施肥氮肥为控释尿素与尿素配施土壤主要酶活性及放线菌数量低于氮肥仅施尿素,而土壤细菌数量及有效氮含量则高于氮肥仅施尿素;减量施肥氮肥为控释尿素与尿素配施土壤磷酸酶、脲酶、过氧化物酶活性、微生物数量、有效氮含量高于氮肥仅施尿素,过氧化氢酶、多酚氧化酶则低于仅施尿素。

3)本研究条件下,适量施肥条件下氮肥以控释尿素与尿素配施更有利于改善土壤环境。

[1] 祝丽香,王建华,毕建杰,等. 不同氮素用量对杭白菊养分累积、转运及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(4): 992-997. Zhu L X, Wang J H, Bi J Jetal. Effect of N application rates on nutrients accumulation, transformation and yield ofChrysanthemummorifolium[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(2): 992-997.

[2] 严君,韩晓增,王树起,等. 不同形态氮素对种植大豆土壤中微生物数量及酶活性的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2010, 16(2): 341-347. Yan J, Han X Z, Wang S Qetal. Effects of different nitrogen forms on microbial quantity and enzymes activities in soybean field[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(2): 341- 347.

[3] 祝丽香,毕建杰,王建华,等. 控释尿素与尿素配施对杭白菊产量和氮肥利用率的影响[J]. 园艺学报, 2013, 40(4): 782-790. Zhu L X, Bi J J, Wang J Hetal. Effects of mixture of controlled-release urea and conventional urea on the yield and nitrogen use efficiency of Chrysanthemum morifolium[J]. Acta Horticultrea Sinica, 2013, 40 (4): 782-790.

[4] 孟庆英,朱宝国,王囡囡,等. 控释尿素与常规尿素不同配施对根际土壤微生物数目、土壤氮素及玉米产量的影响[J]. 土壤通报, 2012, 43(5): 1173-1176. Meng Q Y, Zhu B G, Wang N Netal. Effects of controlled- release urea combined with conventional urea on rhizosphere soil microorganisms, soil nitrogen and yield of maize[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2012, 43(5): 1173-1176.

[5] 李东坡,武志杰,陈利军,等. 缓释尿素氮肥在玉米苗期土壤生物学活性研究[J]. 应用生态学报, 2006, 17(6): 1055-1059. Li D P, Wu Z J, Chen L Jetal. Soil biological activities at maize seedling stage under application of slow/controlled release nitrogen fertilizers[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006, 17(6): 1055-1059.

[6] 祝丽香,王建华,孙印石,等. 杭白菊氮磷钾吸收、积累及分配规律研究[J]. 中国中药杂志, 2009, 34(23): 2999-3003. Zhu L X, Wang J H, Sun Y Setal. Absorption and distribution of nitrogen, phosphorus and potassium in Chrysanthemum morifolium Ramat[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2009, 34(23): 2999-3003.

[7] 关松荫. 土壤酶及研究方法[M]. 北京: 农业出版社,1986. Guan S Y. Soil enzyme and research method[M]. Beijing: China Agriculture Press, 1986.

[8] 胡开辉. 微生物学实验[M]. 北京: 中国林业出版社,2004. Hu K H. Microbiological experimentation[M]. Beijing: China Forest Press, 2004.

[9] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 农业出版社, 2000. Bao S D. Agrochemical Soil Analysis[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2000.

[10] 熊淑萍,车芳芳,马新明,等. 氮素形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响[J]. 生态学报,2012: 32(16): 5138-5145. Xiong S P, Che F F, Ma X Metal. Effects of nitrogen form on the activity of nitrogen bacteria group and inorganic nitrogen in rhizosphere soil of winter wheat[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(16): 5138-5145.

[11] 侯彦林,王曙光,郭伟. 尿素施肥量对土壤微生物和酶活性的影响[J]. 土壤通报,2004, 35(3): 303-306. Hou Y L, Wang S G, Guo W. Effect of urea application amount on microbes and enzymes in soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2004, 35(3): 303-306.

[12] 苏芳,黄彬香,丁新泉,等. 不同氮肥形态的氨挥发损失比较[J]. 土壤,2006,38(6): 682-686. Su F, Huang B X, Ding XQetal. Ammonia volatilization of different nitrogen fertilizer types[J]. Soils, 2006, 38(6): 682-686.

[13] 孙克君,毛小云,卢其明. 几种控释氮肥减少氨挥发的效果及影响因素研究[J]. 应用生态学报,2004,15(12): 2347-2350. Sun K J, Mao X Y, Lu Q M. Mitigation effect of several controlled-release N fertilizers on ammonia volatilization and related affecting factor[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2004, 15(12): 2347-2350.

[14] 邱现奎,董元杰,万勇善,等. 不同施肥处理对土壤养分含量及土壤酶活性的影响[J]. 土壤,2010, 42(2): 249-255. Qiu X K, Dong Y J, Wan Y Setal. Effects of different fertilizing treatments on contents of soil nutrients and soil enzyme activity[J]. Soils,2010, 42(2): 249-255.

[15] 夏雪,谷洁,车升国,等. 施氮水平对塿土微生物群落和酶活性的影响[J]. 中国农业科学,2011, 44(8): 1618-1627. Xia X, Gu J, Che S Getal. Effects of nitrogen application rates on microbial community and enzyme activities in Lou Soil[J]. Scientia Agriculturea Sinica, 2011, 44(8): 1618-1627.

[16] 张春桃,陈轶,蔡建武,等. 观赏性杭白菊病虫害综合防治及无公害栽培技术[J]. 中国植保导刊, 2010, (3): 29-31. Zhang C T, Chen Y, Cai J Wetal. Study of disease and insect pests comprehensive control and non-pollution cultivation technology on ornamentalChrysanthemummorifolium[J]. Chinese Plant Protection, 2010, (3): 29-31.

[17] 王建伟,吕中平,单德芳, 等. 杭白菊白绢病的研究[J]. 浙江林学院学报,1989,6(3): 300-306. Wang J W, Lü Z P, Shan D Fetal. Study on the southern sclerotium Blight of whiteChrysanthemun[J]. Journal of Zhejiang Forestry College, 1989, 6(3): 300-306.

[18] 郭天财,宋晓,马冬云,等. 氮素营养水平对小麦根际微生物及土壤酶活性的影响[J]. 水土保持学报,2006,20(3): 129-131. Guo T C, Song X, Ma D Yetal. Effects of nitrogen fertilizer on soil enzymatic activity and rhizosphere microorganisms[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2006, 20(30): 129-131.

[19] 祝丽香,王建华,高先涛. 控释尿素与普通尿素配施对菊花生理指标及产量和质量的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2012,18(2): 483-490. Zhu L X, Wang J H, Gao X T. Application of controlled-released urea combined with conventional urea on physiological incise, yield and quality ofChrysanthemummorifoliumRamat[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2012, 18(2): 483- 490.

[20] 肖新,李英峰,韩贻涛,等. 尿素施用量对道地药材滁菊土壤微生物活性的影响[J]. 水土保持学报,2011,25(5): 99-103. Xiao X, Li Y F, Han Y Tetal. Effects of urea fertilizer application on soil microbial activity of ChuzhouChrysanthemummorifoliumRamat[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2011, 25: 99-103.

[21] 罗兰芳,郑圣先,廖育林,等. 控释尿素对稻田土壤微生物的影响及其与土壤氮素肥料的关系[J]. 湖南农业大学学报,2007,35(5): 608-613. Luo L F, Zheng S X, Liao Y Letal. Effect of controlled release nitrogen fertilizer on soil microbe as well as its relation to soil nitrogen fertility[J]. Jouranl of Hunan Agricultural University,2007, 35(5): 608-613.

[22] Warembourg F R, Billes G. Estimating carbon transfers in the plant rhizosphere [A]. Harley J L, Russell R S. The soil root interface [M]. London, UK: Academic Press, 1979. 182-196.

[23] 湛方栋,陆引罡,关国经,等. 烤烟根际微生物群落结构及其动态变化的研究[J]. 土壤学报, 2005, 42(3): 488-494. Zhan F D, Lu Y G, Guan G Jetal. Community structures of microorganisms and their dynamics in the rhizosphere of flue-cured tobacco[J]. Acta Pedology Sinica, 2005, 42(3): 488-494.

Effects of combined use of controlled-release urea and conventional urea on biological properties ofChrysanthemummorifolium‘Hangbaiju’

ZHU Li-xiang, YAN Wen-xiu, LI Xue, ZHANG Wen-jing, WANG Jian-hua

(CollegeofAgronomy,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China)

【Objectives】 The conventional urea and controlled-release urea are the commonly used N fertilizers in the cultivation ofChrysanthemummorifolium‘Hangbaiju’. Previous researches about the two fertilizers focused on their yield and quality effects, fewer on effects of their combined use on the soil biological characteristics. The effects of normal and minimized amount of controlled-release urea combined with conventional urea on the soil biological characteristics were studied in the paper. 【Methods】 Field experiments were carried out with two fertilization levels and six treatments. The suitable fertilization rates of N 120 kg/ha, P5O2106 kg/ha and K2O 189 kg/ha, respectively. There were three treatment under suitable fertilization: No N fertilization with suitable application of P and K (CK1); Suitable rate of single conventional urea(Urea), 50% of N as basal fertilizer, 15% topdressing on 15 July, 25% on 15 August and 10% on 15 October (T1); Suitable nitrogen amount of controlled-release urea combined with conventional urea(RUrea), 50% of controlled-release urea (control release time 150 days) combined with conventional urea as basal fertilizer, 50% of controlled-release urea(control release time 90 days) combined with conventional urea used as top dressing on 15 August(R1). Minimized rate of N, P5O2and K2O were 90, 80 and 142 kg/ha, respectively. The fertilization pattern was the same as suitable fertilization. There were also three treatments under minimized fertilization: No N fertilizer with P5O2and K2O of 80 and 142 kg/ha, respectively(CK2); Minimized amount of single conventional urea (T2); Minimized fertilizer amount with controlled-release urea and conventional urea combined use (R2). 【Results】 1)The available soil N contents were higher in treatments of suitable fertilizer amount than in minimized fertilizer treatments. Compared with urea, the soil available N contents with RUrea were increased by 33.55% under suitable fertilization, and 120.35% under minimized fertilization, respectively. 2) In all treatments, the population changes of both soil bacteria and actinomyces were in shape of single-peak curve, the highest population of bacteria was in July and that of actinomyces in August. The population changes of fungi in the soil exhibited a mono-peak curve under suitable fertilization, a bimodal curve under minimized fertilization. Compared with single urea, the population of both bacteria and fungi in the soil treated by RUrea increased by 10.39% and 39.83% under suitable fertilizer amount, respectively, the increase were 46.44% and 51.81% under minimized fertilizer amount. The amount of actinomyces in the soil treated with urea increased by 127.84% under suitable fertilizer amount compared to minimized fertilizer amount, no significant difference between the suitable and minimized fertilization of RUrea; 3) Under minimized fertilization, the activities of peroxidase increased by 76.79% in the soil treated with the RUrea, and 164.14% in the soil treated with urea compared to suitable fertilization. The activities of soil polyphenol oxidase in urea were greater than RUrea under the same fertilization rate. The activities of soil phosphatase was higher in suitable urea than in minimized treatment, but on the contrary in the treatments of RUrea. Under the same fertilization pattern, the urease activities in the soil treated by minimized fertilization was greater than by suitable fertilization. 【Conclusions】 Suitable fertilization was favorable to enhance the available nitrogen content, increase soil bacteria and actinomyces population, and the combined use of controlled-release urea with conventional urea has more remarkable effects than single conventional urea. When the fertilizer are the combination of controlled-release urea and conventional urea, there is no obvious difference in the actiomyces population between the suitable and minimized fertilizer amount, but with single conventional urea application, the actiomyces population is obvious higher in the soil treated with suitable fertilization than with minimized fertilization. With controlled-release urea combined with conventional urea, the suitable amount of fertilization decrease the activities of polyphenol oxidase and peroxidase, indicating that suitable fertilization with nitrogen being controlled-release urea combined with conventional urea was favorable to sustain good environment.

Chrysanthemummorifolium‘Hangbaiju’; suitable fertilization; minimized fertilization; microbe; soil enzyme

2013-11-21 接受日期: 2014-03-06

泰安市科技发展计划项目(31703)资助。

祝丽香(1965—), 女, 山东蓬莱人, 副教授, 主要从事药用植物栽培和资源开发方面的研究。 E-mail: zhulix1965@163.com

S567.23

A

1008-505X(2015)01-0226-08

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