• 《中国科学引文数据库(CSCD)》来源期刊
  • 中国科技期刊引证报告(核心版)期刊
  • 《中文核心期刊要目总览》核心期刊
  • RCCSE中国核心学术期刊

不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响

陈思静, 杜爱林, 李伏生

陈思静, 杜爱林, 李伏生. 不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响[J]. 华南农业大学学报, 2022, 43(3): 34-41. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107044
引用本文: 陈思静, 杜爱林, 李伏生. 不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响[J]. 华南农业大学学报, 2022, 43(3): 34-41. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107044
CHEN Sijing, DU Ailin, LI Fusheng. Effects of different drip fertigation treatments on organic carbon fraction and enzyme activity in potato-planting soil[J]. Journal of South China Agricultural University, 2022, 43(3): 34-41. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107044
Citation: CHEN Sijing, DU Ailin, LI Fusheng. Effects of different drip fertigation treatments on organic carbon fraction and enzyme activity in potato-planting soil[J]. Journal of South China Agricultural University, 2022, 43(3): 34-41. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107044

不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响

基金项目: 广西科技计划——基地和人才专项(AD17195060)
详细信息
    作者简介:

    陈思静,硕士研究生,主要从事水肥资源利用与环境方面的研究,E-mail: 3294992091@qq.com

    通讯作者:

    李伏生,教授,博士,主要从事水肥资源利用与环境方面的研究,E-mail: 19880066@gxu.edu.cn

  • 中图分类号: S275.6; S143.1

Effects of different drip fertigation treatments on organic carbon fraction and enzyme activity in potato-planting soil

  • 摘要:
    目的 

    获得种植马铃薯土壤有机碳库调控的水肥管理模式,并揭示土壤酶活性对土壤有机碳组分和碳库管理指数(Carbon pool management index,CPMI)的影响。

    方法 

    在南宁市防雨棚内进行2种滴灌灌水量水平(高灌水量:苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量分别保持在田间持水量的60%~70%、70%~80%、75%~85%和50%~60%;低灌水量:苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量保持在田间持水量的50%~60%、60%~70%、70%~80%和40%~50%)和3种滴灌施肥比例(NK100-0:N、K肥以100%作基肥土施;NK70-30:N、K肥以70%作基肥土施,30%作滴灌追肥;NK50-50:N、K肥以50%作基肥土施,50%作滴灌追肥)的田间试验。测定马铃薯收获后土壤总有机碳(Total organic carbon,TOC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、活性有机碳(Labile organic carbon,LOC)含量以及蔗糖酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性,计算碳库管理指数,并分析土壤有机碳库组分含量和碳库管理指数与土壤酶活性之间的关系。

    结果 

    滴灌灌水量显著影响土壤有机碳及其组分含量。相同施肥比例下,高灌水量土壤有机碳及其组分含量、CPMI和蔗糖酶活性较低灌水量土壤高。高灌水量下,NK50-50土壤TOC含量分别比NK100-0和NK70-30提高15.2%和7.1%,NK50-50土壤LOC含量较NK100-0增加25.0%,且高灌水量NK50-50处理土壤TOC和LOC含量显著高于其他处理。在相同滴灌灌水量下,滴灌施肥比例对3种酶活性的影响不显著。土壤蔗糖酶活性以高灌水量NK50-50处理最高。高灌水量下NK50-50土壤碳库指数(Carbon pool index,CPI)和CPMI比NK100-0分别提高15.1%和25.8%;低灌水量下NK50-50土壤CPI和CPMI比NK100-0分别提高12.6%和8.4%。所有处理土壤CPI和CPMI以高灌水量NK50-50处理较高。此外,土壤TOC、DOC和MBC含量均与蔗糖酶活性呈极显著或显著正相关,相关系数分别为0.61、0.48和0.46。

    结论 

    高灌水量NK50-50处理提高了土壤有机碳及其组分含量和蔗糖酶活性,可作为马铃薯种植土壤有机碳库调控的水肥管理模式;土壤TOC、DOC和MBC含量受到土壤蔗糖酶活性的影响。

    Abstract:
    Objective 

    The aim was to obtain a water and fertilizer management mode that regulates potato-planting soil organic carbon storage, and reveal the influence of soil enzyme activity on soil organic carbon fraction and carbon pool management index (CPMI).

    Method 

    Field experiment was carried out in Nanning under the rain-shelter condition with two drip irrigation levels (high irrigation amount: Soil water content was maintained at 60%–70%, 70%–80%, 75%–85% and 50%–60% of field capacity at the seedling, tuber formation, tuber expansion and starch accumulation stages, respectively; Low irrigation amount: Soil water content was maintained at 50%–60%, 60%–70%, 70%–80% and 40%–50% of field capacity at the seedling, tuber formation, tuber expansion and starch accumulation stages, respectively) and three drip fertigation ratios (NK100-0: All N,K fertilizer were applied to soil as base fertilizer; NK70-30: 70% N,K fertilizer were applied to soil as base fertilizer and 30% as topdressing with drip fertigation; NK50-50: 50% N,K fertilizer were applied to soil as base fertilizer and 50% as topdressing with drip fertigation). The contents of total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (MBC) and labile organic carbon (LOC) and the activities of sucrase, cellulase and catalase in the soils were measured after harvesting the potato. Then CPMI was calculated and the relationships of soil organic carbon fraction and CPMI with soil enzyme activities were analyzed.

    Result 

    Drip irrigation amount affected organic carbon contents and components in the soils significantly. Under the same fertigation ratio, high irrigation amount had higher organic carbon contents and components, CPMI and sucrase activity in the soils than those of low irrigation amount. Under the high irrigation amount condition, NK50-50 increased TOC content by 15.2% and 7.1% respectively compared with NK100-0 and NK70-30, and NK50-50 increased LOC content by 25.0% compared with NK100-0. Moreover, NK50-50 of high irrigation amount treatment had significant higher contents of TOC and LOC than those of other treatments. Under the same drip irrigation amount, the effect of drip fertigation ratio on the activities of three enzymes was not significant. Among all treatments, NK50-50 of high irrigation amount treatment had the highest sucrase activity. Compared with NK100-0, NK50-50 increased soil CPI and CPMI by 15.1% and 25.8% respectively under the high irrigation amount condition, and NK50-50 increased carbon pool index (CPI) and CPMI by 12.6% and 8.4% respectively under the low irrigation amount condition. Among all treatments, NK50-50 of high irrigation amount treatment had higher CPI and CPMI. In addition, soil TOC, DOC and MBC were extremely significantly or significantly correlated with the sucrase activity (with correlation coefficients of 0.61, 0.48 and 0.46, respectively).

    Conclusion 

    NK50-50 of high irrigation amount treatment increases the contents of organic carbon and its components and sucrase activity in soil, and can be used as the water and fertilizer management mode regulating potato-planting soil organic carbon storage. Soil sucrase activity affects the contents of TOC, DOC and MBC.

  • 直流电机具有起动转矩大、制动性能好、调速平滑且调速范围宽、过载能力强、清洁环保等优良特性,被广泛应用于工农业生产的各个领域[1~5]。现有直流电机驱动的研究中,最常见的就是基于PWM的H型全桥驱动电路,这种驱动方式具有快速、精确、高效、低功耗等特点[6-10],但在大功率电机应用场合,MOSFET过流很大,高达几十安,电路发热严重,不适合长时间工作。病死猪搬运车采用2台较大功率永磁有刷直流电机驱动,需要低速大转矩驱动,电机启动电流大,目前还没有商业化的专用驱动系统。本研究结合病死猪搬运车所用的永磁有刷直流电机底盘驱动需求,设计了用于病死猪搬运车的底盘驱动控制系统并开展了试验研究,为解决病死猪搬运车的大功率永磁有刷直流电机驱动控制问题提供一种方案。

    系统总体框图如图1所示。以单片机STM32F103ZET6为主控制器,将产生的脉宽调制(PWM)信号和方向控制信号(DIR)通过信号线传输至电机驱动电路[11]。电机驱动电路分为功率驱动电路和继电器驱动电路。PWM信号经过光电耦合芯片TLP250后,多个MOS管的栅极并联连接TLP250的输出,由TLP250驱动MOS管,构成功率驱动电路;方向控制信号经逻辑运算后产生新的控制信号,通过继电器驱动电路分别控制2组继电器的关断,从而控制电机的正转或反转[12]。稳压供电电路为整个电机驱动系统提供所需电压。由于所用电机工作电流较大,大电流的冲击很容易烧坏芯片,因此设计过流保护电路很有必要,当电机电流超出设定值时,通过过流保护电路使继电器失电停止工作,电机停转[13]。利用LM358设计电流检测和反馈电路,通过闭环反馈稳定电机工作电流,当电流过大时,反馈信号和PWM信号经逻辑运算后产生的信号使继电器关断,从而保护整个驱动电路[13-17]

    图  1  驱动控制系统框图
    Figure  1.  The schematic diagram of drive control system

    硬件电路是控制系统的重要组成部分,是实现系统控制目的的载体。本驱动控制系统的硬件电路主要包括功率驱动电路、继电器驱动电路、稳压供电电路、电流采样与转换电路以及过流保护电路。

    在功率驱动电路中,采用光耦芯片TLP250经三极管放大后驱动8个MOS管IRF3205,多个MOS管并联起到分流作用,查看IRF3205的芯片资料可以知道,该芯片在25 ℃下,最大漏源极电压(耐压)UDSS=55 V、持续漏极电流ID=110 A。对于大功率永磁有刷直流电机,单个MOS管的持续电流虽满足要求,但在实际工作中要留3~4倍的余量,且随着电流的增大,MOS管发热,内阻也随之增大,影响持续漏极电流,因此采用多颗MOS管并联的方式来分流。功率驱动电路如图2所示。图2中,R1、R3、…、R15为栅极驱动电阻,每个MOS管都由独立的栅极驱动电阻隔离驱动,可以防止各个MOS管的寄生振荡,起到阻尼作用;R2、R4、…、R16是栅极下拉电阻,主要作用是在驱动芯片损坏开路的情况下防止MOS管误导通。采用多个MOS管并联的方式,漏极和源极的走线要通过多个MOS管的电流,要求其总线上的阻抗控制在所有MOS管并联后的内阻的10%以内。理论上计算,单个MOS管的电流偏移不能超过平均电流的10%。IRF3205的内阻为8 mΩ,因此总线上的电阻不能超过1 mΩ。

    图  2  功率驱动电路图
    Figure  2.  The circuit diagram of power drive

    继电器是用小电流控制大电流的开关器件,具有驱动简单、动作迅速可靠、维护方便、使用寿命长等特点,适用于低频率开关场合。本文采用2个JD1914五脚大电流继电器,由主控制器STM32F103ZET6产生的2路方向控制信号DIR1和DIR2,经大电流驱动阵列芯片ULN2003,ULN2003可产生高达500 mA的电流驱动三极管导通,从而驱动控制2个继电器的导通与关断。继电器驱动电路图如图3所示,当继电器K1动作时,常开触点吸合,常闭触点断开,电机反转;当继电器K2动作时,电机正转;当K1和K2的常开触点同时吸合或常闭触点同时吸合时,电机不工作。

    图  3  继电器驱动电路图
    Figure  3.  The circuit diagram of relay drive

    整个系统由2块12 V的铅酸电池并联提供24 V工作电压,由于3个器件TLP250、JD1914和ULN2003分别需要18、12和5 V电压供电,为此,本系统采用LM7918、LM7812和LM7805这3个三端稳压集成电路芯片,分别为其提供所需电压。在每个稳压芯片的输出端并联1只0.1 μF的滤波电容,能有效滤除低频杂波。由于稳压芯片内阻的存在,输入、输出两端存在电压差,在稳压芯片工作电流的作用下,芯片发热,因此需要加装散热片,以增加散热。这3种芯片均采用TO-220封装,其引脚图如图4所示。

    图  4  TO-220封装引脚图
    Figure  4.  Pin diagram of TO-220 encapsulation

    电流反馈控制框图如图5所示。在电流采样与控制电路中,采用霍尔电流传感器ACS758LCB-050B-PFF-T电流采样芯片,其量程为50 A,可供大电流采样电路使用,满足该驱动控制系统的电流采样需求。电流采样后的输出信号经模拟信号隔离器HCNR200隔离输出,然后通过由LM358构成的电压跟随器,最后输出采样信号,该信号传递到主控制器,主控制器根据电流调节算法,调节输出的PWM占空比,进而调节电机的工作电流,形成电流闭环。电流闭环反馈的目的是调节电机转速、引入电流闭环,有助于提高搬运车的运行稳定性。

    图  5  电流反馈控制框图
    Figure  5.  The block diagram of current feedback control

    在过流保护电路中,利用运放LM358及部分电阻、电容构建差分运放电路,采用3个直径为1.2 mm、长度为10 cm的康铜丝并联,作为电流采样电阻,并联后电阻为0.014 Ω。当电流超过设定的最大安全电流值时,运算放大器的输出信号和控制电机的方向信号经过逻辑电路运算和ULN2003放大后,作用于2个继电器,使2个继电器的常开触点同时吸合,电机两端电压为0,电机失电停止工作。

    以单片机STM32F103为主控制器,上位机编写的控制算法通过主控制器的通信串口USB_232写入,主控制器对控制算法进行解算。主控制器产生2路PWM信号和4路方向控制信号,分别控制2个直流有刷电机的运行。PWM1、DIR1和DIR2控制电机1,PWM2、DIR3和DIR4控制电机2。

    电机在启动时所需克服的阻力要大于正常运行时的阻力,在启动时,电机要提供足够的转矩才能使电机正常启动。因所设计的病死猪搬运车要承受很大的负荷,车子启动需要克服很大的摩擦阻力,车子在正常行驶时,车轮所受阻力矩(M)为:

    $$M = {\mu _{\rm{k}}}{F_{\rm{N}}},$$ (1)

    式中, ${\mu _{\rm{k}}}$ 为有量纲的滚动摩擦系数, 根据有关资料,充气轮胎与泥土路的有量纲的滚动摩擦系数最大值为1.5×10–3 ${F_{\rm{N}}}$ 是法向量压力,已知搬运车质量(m)150 kg,吊升病死猪只的最大质量(m猪max)设定300 kg,单个轮子受力按最大计,单个轮子受力为:

    $${F_{{\rm{N}}\max }} = {\rm{g}}{m_{{\text{车}}}} + {\rm{g}}{m_{{\text{猪}}\max}} \approx 4.5 \times {10^3},$$ (2)

    式中,g为重力加速度,取g=10 m/s2。计算可得:

    $${M_{\max }}=6.75\text{。}$$ (3)

    电机额定电压24 V,额定功率1.1 kW,额定转速1 500 r/min,已知:

    $$P = F {{{V}}_{{\rm{max}}}},$$ (4)
    $$T = FR,$$ (5)
    $$F = \frac{T}{{{R}}},$$ (6)
    $${{{V}}_{{\rm{max}}}} = 2{\rm{\pi }}R {{n}}\text{。}$$ (7)

    由公式(4)~(7)可得:

    $$P = F {{{V}}_{\max }} = \frac{{\rm{\pi }}}{{30}}T {{n}}\text{。}$$ (8)

    公式(4)~(8)中,P为功率,F为拉力,Vmax为最大线速度,T为电机输出转矩,R为作用半径,n为电机额定转速。由于电机和车轮之间连有蜗轮蜗杆减速器,其减速比为7.5∶1.0,计算可得电机实际输出转矩最大值 $\left({{{T}}_{{\rm{max}}}}\right)$

    $${{{T}}_{{\rm{max}}}} \approx 52.52\text{。}$$ (9)

    当搬运车满负荷运行时,其启动转矩势必非常大,考虑到搬运车由四轮承力、双电机驱动,车轮所受摩擦阻力并没那么大。因此,在启动时,两路PWM占空比设定为35%,当检测到车子启动时,迅速将占空比梯度降低到设定值。

    对搬运车驱动控制系统的硬件和软件设计进行试验验证,主要验证该驱动控制系统的启动性能、调速性能以及保持直线行驶的性能。

    在试验时对驱动控制系统的输出进行数据采集,调节单片机输出PWM的占空比,用示波器测量驱动器输出波形的变化情况,并适时测量驱动器的输出电流。试验测得该车在直线行驶时在前进运行状态下,电机的工作电流随PWM占空比变化情况见表1。由表1可知,向前行驶时,从0调节单片机输出PWM的占空比,占空比达到6.8%左右时,克服电机启动时的阻力矩,电机开始启动,此时电机转速很小,不足以正常地启动行驶。占空比的小幅增长即可使电机的工作电流快速增大,电机转速随之快速增大,调节占空比至16%以后,电机工作电流随占空比增大呈现线性增长趋势。试验表明,占空比为16%时搬运车空载启动性能较好,基本实现了稳定平滑启动的功能而没有出现大电流冲击等状况,利于启动后线性调速。此时电机驱动器输出端输出波形是一个幅值为24.6 V、频率为16.7 kHz、周期为60 μs、占空比为16%的方波(图6),与单片机此时输出的PWM信号周期、频率及占空比完全一致。表1的数据表明:在占空比为16%~94%的区间内,电机工作电流随占空比的增加呈线性增大,电机转速也随之越来越快,转速从稳定启动后的低转速至满转,调节范围大,调速效果较好,基本实现了预定的调速性能。

    表  1  搬运车前进方向空载试验结果
    Table  1.  The results of no-load test of vehicle in the moving direction
    左轮电机 Left-wheel motor 右轮电机 Right-wheel motor
    占空比/%
    Duty ratio
    I/A 占空比/%
    Duty ratio
    I/A
    0 0 0 0
    5.7 0 5.4 0
    6.8 0.32 6.9 0.33
    8.1 1.26 8.5 1.34
    11.8 4.97 11.8 5.07
    13.4 5.85 13.7 6.24
    16.0 7.41 20.0 8.74
    21.3 8.72 28.4 10.31
    26.7 10.09 35.6 10.96
    33.3 10.94 45.3 11.90
    38.7 11.21 58.1 12.40
    44.0 11.63 68.9 13.10
    54.1 12.11 74.5 13.56
    60.0 12.55 82.3 13.88
    68.0 12.87 93.9 14.26
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    图  6  空载启动驱动电路输出
    Figure  6.  Circuit output driven by no-load start

    试验测得该车在倒车行驶时,电机的工作电流随PWM占空比变化情况见表2。向后行驶时,启动与调速的状况与向前行驶时类似,由于搬运车整体重心在车的前半部分,前轮受力大,后轮受力较小,因此在启动和行驶过程中,电机克服的阻力矩较向前时要小。表2的试验结果也表明,向后行驶时,占空比在12%左右就能稳定平滑启动,比向前行驶时稳定启动所需的占空比要小,在占空比为12%~95%的区间内电机转速线性可调。

    表  2  搬运车倒车方向空载试验
    Table  2.  The results of no-load test of vehicle in the reversing direction
    左轮电机 Left-wheel motor 右轮电机 Right-wheel motor
    占空比/%
    Duty ratio
    I/A 占空比/%
    Duty ratio
    I/A
    0 0 0 0
    5.4 0 5.6 0
    6.7 0.32 6.8 0.32
    8.1 1.20 8.3 1.24
    11.8 5.05 11.8 4.94
    12.2 5.40 12.7 5.51
    22.1 6.88 22.7 6.94
    26.8 7.85 32.2 8.20
    33.3 8.28 40.9 8.89
    37.3 8.57 46.3 9.37
    44.0 9.39 54.4 9.61
    48.4 9.48 63.8 10.10
    55.0 9.88 70.7 10.25
    65.8 10.23 81.2 10.51
    82.4 10.58 95.9 10.74
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    利用Microsoft Excel数据处理软件对表1表2的数据进行曲线拟合,拟合曲线如图7所示。图7中所示的4条曲线分别是左轮电机前进方向、右轮电机前进方向、左轮电机倒车方向和右轮电机倒车方向。分析对比图7中的4条曲线,在平滑路况下,该车直线行驶过程中,无论前进或倒车,该车的2个驱动电机都有较好的双机协调运转性能,保证该车直线行驶过程中在没外界强力干扰时能够稳定地直线行驶。

    图  7  电机前后行驶占空比与电流拟合曲线
    Figure  7.  The fitting curve of duty ratio and current of motor driving forward or backward

    该文所设计的病死猪搬运车底盘驱动控制系统驱动功率大、启动平稳,具有调速范围宽、调速平滑的优点,具有较好的双电机协调一致的运行性能和良好的过流过载能力,通过继电器和光耦的隔离作用,使驱动电路与电机及控制器隔离,有效防止驱动电路故障对电机和控制器的冲击损害,很好地实现了大功率永磁有刷直流电机的驱动与控制,实现了搬运车的基本行驶功能。为解决大功率直流电机驱动问题提供一种方案,并具有稳定可靠、成本低廉、实用性强的优点,便于推广使用。

  • 表  1   田间试验处理及N、K肥的基、追肥比例

    Table  1   Treatments for field experiment and radio of base fertilizer and topdressing for N,K fertilizer

    处理
    Treatment
    滴灌灌水量
    Drip irrigation amount
    滴灌施肥比例
    Fertigation ratio
    基肥/%
    Base fertilizer
    追肥 Topdressing/%
    苗期
    Seedling stage
    块茎形成期
    Tuber formation stage
    块茎膨大期
    Tuber expansion stage
    T1 高灌水量
    High irrigation amount
    NK100-0 100 0 0 0
    T2 NK70-30 70 7.5 15 7.5
    T3 NK50-50 50 12.5 25 12.5
    T4 低灌水量
    Low irrigation amount
    NK100-0 100 0 0 0
    T5 NK70-30 70 7.5 15 7.5
    T6 NK50-50 50 12.5 25 12.5
    下载: 导出CSV

    表  2   不同处理对土壤有机碳及其组分的影响1)

    Table  2   Effects of different treatments on soil organic carbon and its components

    处理
    Treatment
    滴灌灌水量
    Drip irrigation amount
    滴灌施肥比例
    Fertigation ratio
    w/(g·kg−1) w/(mg·kg−1)
    总有机碳
    Total organic carbon(TOC)
    活性有机碳
    Labile organic carbon(LOC)
    可溶性有机碳
    Dissolved organic carbon(DOC)
    微生物量碳
    Microbial biomass carbon(MBC)
    T1 高灌水量
    High irrigation amount
    NK100-0 6.18±0.15bc 0.44±0.03b 323.0±57.0ab 374.8±25.3ab
    T2 NK70-30 6.65±0.24ab 0.49±0.01b 369.5±27.5a 384.8±20.3a
    T3 NK50-50 7.12±0.24a 0.55±0.02a 328.7±14.8ab 370.6±3.1b
    T4 低灌水量
    Low irrigation amount
    NK100-0 5.46±0.15d 0.43±0.01b 189.5±49.8b 325.8±8.5b
    T5 NK70-30 5.60±0.16cd 0.44±0.01b 241.3±93.5ab 343.0±9.6ab
    T6 NK50-50 6.15±0.18bc 0.47±0.01b 215.6±7.6ab 324.1±18.7b
    显著性检验
    (P值)
    Significance test
    (P value)
    滴灌灌水量 Drip irrigation amount 0.004 0.008 0.011 0.005
    滴灌施肥比例 Fertigation ratio 0.001 0.003 0.626 0.567
    滴灌灌水量×滴灌施肥比例
    Drip irrigation amount × Fertigation ratio
    0.674 0.125 0.979 0.975
     1) 同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05,Duncan’s法)
     1) Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among treatments (P<0.05,Duncan’s test)
    下载: 导出CSV

    表  3   不同处理对土壤酶活性的影响1)

    Table  3   Effects of different treatments on soil enzyme activity

    处理
    Treatment
    滴灌灌水量
    Drip irrigation amount
    滴灌施肥比例
    Fertigation ratio
    蔗糖酶活性/(mg·g−1·d−1)
    Sucrase activity
    纤维素酶活性/U
    Cellulase activity
    过氧化氢酶活性/(mL·g−1)
    Catalase activity
    T1 高灌水量
    High irrigation amount
    NK100-0 7.17±0.36ab 0.73±0.06a 0.45±0.03a
    T2 NK70-30 7.29±0.14a 0.75±0.04a 0.47±0.03a
    T3 NK50-50 7.39±0.24a 0.75±0.03a 0.46±0.02a
    T4 低灌水量
    Low irrigation amount
    NK100-0 6.03±0.56b 0.64±0.06a 0.39±0.06a
    T5 NK70-30 6.30±0.18ab 0.67±0.06a 0.45±0.04a
    T6 NK50-50 6.25±0.44ab 0.66±0.03a 0.44±0.04a
    显著性检验
    (P值)
    Significance
    Test
    (Pvalue)
    滴灌灌水量 Drip irrigation amount 0.003 0.062 0.311
    滴灌施肥比例 Fertigation ratio 0.799 0.906 0.602
    滴灌灌水量×滴灌施肥比例
    Drip irrigation amount × Fertigation ratio
    0.969 0.999 0.873
     1)同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05,Duncan’s法)
     1) Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among treatments (P<0.05,Duncan’s test)
    下载: 导出CSV

    表  4   不同处理对土壤碳库管理指数的影响1)

    Table  4   Effects of different treatments on soil carbon pool management index

    处理
    Treatment
    滴灌灌水量
    Drip irrigation amount
    滴灌施肥比例
    Fertigation ratio
    碳库指数
    Carbon pool index
    (CPI)
    碳库管理指数
    Carbon pool management index
    (CPMI)
    T1 高灌水量
    High irrigation amount
    NK100-0 1.26±0.03bc 121.65±7.57b
    T2 NK70-30 1.35±0.05ab 134.36±4.23b
    T3 NK50-50 1.45±0.05a 153.04±5.71a
    T4 低灌水量
    Low irrigation amount
    NK100-0 1.11±0.03d 120.08±4.93b
    T5 NK70-30 1.14±0.03cd 122.43±4.23b
    T6 NK50-50 1.25±0.04bc 130.19±2.63b
    显著性检验
    (P值)
    Significance test
    (P value)
    滴灌灌水量 Drip irrigation amount 0.001 0.111
    滴灌施肥比例 Fertigation ratio 0.113 0.194
    滴灌灌水量×滴灌施肥比例
    Drip irrigation amount × Fertigation ratio
    0.000 0.001
     1)同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05,Duncan’s法)
     1)Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among treatments (P<0.05,Duncan’s test)
    下载: 导出CSV

    表  5   土壤有机碳及其组分含量和碳库管理指数与酶活性的相关性分析1)

    Table  5   Correlation analyses of soil organic carbon and fraction contents and carbon pool management index with enzyme activity

    指标
    Index
    蔗糖酶
    Sucrase
    纤维素酶
    Cellulase
    过氧化氢酶
    Catalase
    总有机碳 Total organic carbon (TOC) 0.61** 0.24 0.33
    活性有机碳 Labile organic carbon (LOC) 0.29 0.23 0.14
    可溶性有机碳 Dissolved organic carbon (DOC) 0.48* 0.02 0.29
    微生物量碳 Microbial biomass carbon (MBC) 0.46* 0.29 0.03
    碳库指数 Carbon pool index (CPI) 0.60** 0.24 0.31
    碳库管理指数 Carbon pool management index (CPMI) 0.23 0.24 0.20
     1)“*”和“**”分别表示达0.05和0.01水平的显著相关(n=3,Pearson法)
     1)“*” and “**” indicate significant correlations at 0.05 and 0.01 levels, respectively(n=3, Pearson method)
    下载: 导出CSV
  • [1] 冯志文, 万书勤, 康跃虎, 等. 滴灌施肥条件下减量施肥对马铃薯田土壤养分积累及产量的影响[J]. 节水灌溉, 2019(8): 28-33. doi: 10.3969/j.issn.1007-4929.2019.08.006
    [2] 宇万太, 柳敏, 赵鑫, 等. 不同有机物料及其配施对潮棕壤轻组有机碳的动态影响[J]. 土壤通报, 2008, 39(6): 1307-1310. doi: 10.3321/j.issn:0564-3945.2008.06.016
    [3] 沈舒雨, 王芳, 南雄雄, 等. 氮磷养分配施对土壤碳氮特征及叶用枸杞生长的影响[J]. 青海环境, 2020, 30(1): 26-33. doi: 10.3969/j.issn.1007-2454.2020.01.007
    [4] 邓少虹, 林明月, 李伏生, 等. 施肥对喀斯特地区植草土壤碳库管理指数及酶活性的影响[J]. 草业学报, 2014, 23(4): 262-268. doi: 10.11686/cyxb20140432
    [5] 齐玉春, 郭树芳, 董云社, 等. 灌溉对农田温室效应贡献及土壤碳储量影响研究进展[J]. 中国农业科学, 2014, 47(9): 1764-1773. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.011
    [6]

    SINGH A, GULATI I J, CHOPRA R, et al. Effect of drip-fertigation with organic manures on soil properties and tomato (Lycopersicon esculentum Mill. ) yield under arid condition[J]. Annals of Biology, 2014, 30(2): 345-349.

    [7] 缑倩倩, 王国华, 屈建军. 农田土壤有机碳库研究述评[J]. 中国农学通报, 2017, 33(33): 107-114. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16100003
    [8] 俞华林, 张恩和, 王琦, 等. 灌溉和施氮对免耕留茬春小麦农田土壤有机碳、全氮和籽粒产量的影响[J]. 草业学报, 2013, 22(3): 227-233. doi: 10.11686/cyxb20130330
    [9] 韩琳, 张玉龙, 金烁, 等. 灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响[J]. 中国农业科学, 2010, 43(8): 1625-1633. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.08.011
    [10] 刘瑞, 王星辰, 束良佐, 等. 滴灌施肥条件下氮去向及其对土壤环境影响的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2018, 46(15): 24-27. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2018.15.008
    [11] 马瑞萍, 安韶山, 党廷辉, 等. 黄土高原不同植物群落土壤团聚体中有机碳和酶活性研究[J]. 土壤学报, 2014, 51(1): 104-113. doi: 10.11766/trxb201302050071
    [12] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000.
    [13] 史万恩. 滴灌条件下脱毒马铃薯灌溉制度试验研究[J]. 水资源与水工程学报, 2017, 28(5): 255-260. doi: 10.11705/j.issn.1672-643X.2017.05.43
    [14] 赵鸿, 任丽雯, 赵福年, 等. 马铃薯对土壤水分胁迫响应的研究进展[J]. 干旱气象, 2018, 36(4): 537-543.
    [15] 关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京: 农业出版社, 1986.
    [16] 杜爱林, 傅丰贝, 李伏生. 赤红壤碳库管理的滴灌施氮模式研究[J]. 华南农业大学学报, 2019, 40(2): 14-20. doi: 10.7671/j.issn.1001-411X.201805014
    [17]

    BICHARANLOO B, SHIRVAN M B, KEITEL C, et al. Rhizodeposition mediates the effect of nitrogen and phosphorous availability on microbial carbon use efficiency and turnover rate [J/OL]. Soil Biology and Biochemistry, 2020, 142: 107705. [2021-07-15] . https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107705.

    [18] 王振龙, 包蕾, 葛新伟, 等. 有机滴灌肥对酿酒葡萄园土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2019(2): 61-67. doi: 10.11838/sfsc.1673-6257.18229
    [19]

    YOON T K, NOH N J, HAN S, et al. Soil moisture effects on leaf litter decomposition and soil carbon dioxide efflux in wetland and upland forests[J]. Soil Science Society of America Journal, 2014, 78(5): 1804-1816. doi: 10.2136/sssaj2014.03.0094

    [20] 唐海明, 程凯凯, 肖小平, 等. 不同冬季覆盖作物对双季稻田土壤有机碳的影响[J]. 应用生态学报, 2017, 28(2): 465-473.
    [21] 钱虹宇, 周宏鑫, 罗原骏, 等. 土壤活性有机碳及碳库管理指数对高寒湿地退化的响应[J]. 生态学杂志, 2020, 39(7): 2273-2282.
    [22] 滕秋梅, 沈育伊, 徐广平, 等. 桂北喀斯特山区不同植被类型土壤碳库管理指数的变化特征[J]. 生态学杂志, 2020, 39(2): 422-433.
    [23] 张鹏, 钟川, 周泉, 等. 不同冬种模式对稻田土壤碳库管理指数的影响[J]. 中国生态农业学报, 2019, 27(8): 1163-1171.
    [24] 薛萐, 刘国彬, 潘彦平, 等. 黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变[J]. 中国农业科学, 2009, 42(4): 1458-1464. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.042
    [25] 田幼华, 吕光辉, 杨晓东, 等. 水盐胁迫对干旱区植物根际土壤酶活性的影响[J]. 干旱区资源与环境, 2012, 26(3): 158-163.
    [26] 高丽敏, 苏晶, 田倩, 等. 施氮对不同水分条件下紫花苜蓿氮素吸收及根系固氮酶活性的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(3): 130-136. doi: 10.11686/cyxb2019268
    [27] 万忠梅, 宋长春, 郭跃东, 等. 毛苔草湿地土壤酶活性及活性有机碳组分对水分梯度的响应[J]. 生态学报, 2008, 28(12): 5980-5986. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2008.12.025
    [28] 杨雪艳, 蒋代华, 杨钙仁, 等. 甘蔗水肥一体化种植对土壤微生物量碳氮和酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2018, 49(4): 889-896.
    [29] 崔东, 邓霞, 刘影, 等. 镰叶锦鸡儿湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指数的关系[J]. 干旱地区农业研究, 2017, 35(5): 195-201. doi: 10.7606/j.issn.1000-7601.2017.05.29
    [30] 曲成闯, 陈效民, 张志龙, 等. 施用生物有机肥对黄瓜连作土壤有机碳库和酶活性的持续影响[J]. 应用生态学报, 2019, 30(9): 3147-3154.
    [31] 张英英. 不同耕作措施下旱作农田土壤活性有机碳组分与酶活性关系研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2016.
  • 期刊类型引用(3)

    1. 付杰,李舒洁. 基于迁移学习和多角度图像的柿子成熟度判别研究. 现代化农业. 2024(07): 52-56 . 百度学术
    2. 韩冬梅,黄石连,欧阳思颖,张乐,卓侃,吴振先,李建光,郭栋梁,王静. 提升龙眼果实耐贮性的果期病害防治与养分优化管理. 中国农业科学. 2022(21): 4279-4293 . 百度学术
    3. 彭杰椿,潘介春,吴玉,何嘉楠,邓英毅,徐炯志,段承煜,刘一. 桂丰早龙眼开花习性和果实生长模型研究. 果树学报. 2021(06): 947-956 . 百度学术

    其他类型引用(1)

表(5)
计量
  • 文章访问数:  229
  • HTML全文浏览量:  12
  • PDF下载量:  331
  • 被引次数: 4
出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-27
  • 网络出版日期:  2023-05-17
  • 刊出日期:  2022-05-09

目录

/

返回文章
返回