臺灣博碩士論文加值系統

本研究於1997年9月至1998年7月間，採取台灣省農業試驗所共同試驗區之秋作玉米及春作水稻輪作系統作物根附近土壤，分析土壤中與氮元素循環有關之尿素?、醯胺?及L-天冬醯胺?，與磷元素循環有關之酸性磷酸酯?及磷酸二酯?等之活性，以探討不同施肥管理對這些酵素活性之影響。並分別分析土壤中無機氮量、全氮量、無機磷量及全有機磷量，以探討土壤酵素活性與土壤養分含量間之關係，及進行不同施肥管理對這五種土壤酵素做熱穩定性評估。此等結果可作為瞭解台灣土壤生態及土壤永續經營管理之參考。
此試驗區採逢機完全區集設計（RCBD），四重複及七種處理（施肥管理），分別為︰(1)對照處理、(2)化學 N肥處理、(3)堆肥處理、(4)堆肥+ 1/3 N肥處理、(5)堆肥+ 2/3 N肥處理、(6)綠肥+ 1/3 N肥處理、(7)泥炭+ 1/3 N肥處理。每種處理磷、鉀肥均同量。試驗結果顯示：整體而言，不同施肥管理下所測得之五種土壤酵素活性，在玉米及水稻輪作生長期中，L-天冬醯胺?和磷酸二酯?於泥炭+ 1/3 N處理有較大之活性，其餘三種土壤酵素則於堆肥+ 1/3 N處理有較大活性。若與前一年比較，不同施肥管理對土壤酵素活性之影響，在玉米生長期中，尿素?、L-天冬醯胺?、酸性磷酸酯?及磷酸二酯?，及在水稻生長期中，醯胺?、L-天冬醯胺?、酸性磷酸酯?及磷酸二酯?是相似的。而作物生長期中所測得之五種土壤酵素活性，在玉米生長期中，尿素?、酸性磷酸酯?及磷酸二酯?於雄穗抽出期之活性最高，醯胺?於收穫期之活性最高，及L-天冬醯胺?活性在各個生長期均無顯著差異；而在水稻栽培系統下，醯胺?於分櫱盛期之活性最高，尿素?及L-天冬醯胺?活性則於收穫期之活性最高，酸性磷酸酯?及磷酸二酯?活性在各個生長期均無顯著差異。發現以施肥管理泥炭+ 1/3 N處理，土壤尿素?、土壤醯胺?、土壤L-天冬醯胺?及土壤酸性磷酸酯?之熱穩定性有較高的趨勢。玉米生長期中，尿素?活性分別與土壤全氮（p<0.01）、銨態氮（p<0.05）、無機態氮（p<0.001）間有不同水準之正相關，但醯胺?活性與上述土壤中氮含量則均未達相關水準。在玉米及水稻輪作生長期中，土壤全有機磷及無機磷含量與酸性磷酸酯?活性間均達極顯著正相關（p<0.001），與磷酸二酯?活性間亦均達顯著正相關（p<0.01）；此與前一年之結果相似。

Soils closed to the root of corn or rice plant were collected from an experimental field in Taiwan Agricultural Research Institute, from September 1997 to July 1998. In which three enzymes related to nitrogen-cycling (urease, amidase and L-asparaginase) and two enzymes related to phosphorous-cycling (acid phosphatase and phosphodiesterase) were analyzed to examine the effects of different fertilization management on the enzyme activities. The contents of inorganic nitrogen, total nitrogen, inorganic phosphorous, and total organic phosphorous in soils were also analyzed to study their relationships with the enzyme activities. Besides, the effects of different fertilization management on the thermal stability of the enzymes were examined.
The experimental field was designed as Random Complete Block Design (RCBD) with four replications and seven treatments (fertilization management, including: (1) CK, (2) Chem-N, (3) Comp-N, (4) Comp-N +1/3N, (5) Comp-N +2/3N, (6) GM +1/3N, (7) Peat +1/3N. The fertilizer of phosphorous and potassium were the same in the seven treatments. Summarily, under different fertilization management in the corn and rice growing periods five enzyme activities indicated that the L-asparaginase and phosphodiesterase activities were higher in (Peat+ 1/3 N) treatment, and the other three enzyme activities in (Comp+ 1/3 N) treatment were also higher. Compared with the effects in soil enzyme activities under different fertilization management of last year, the urease, L-asparaginase, acid phosphatase, and phosphodiesterase in the corn growing period and the amidase, L-asparaginase, acid phosphatase and phosphodiesterase in the rice growing period are alike. During the whole crop growing period, the activities of the urease, acid phosphatase and phosphodiesterase were highest in the tasseling stage, that of the amidase was highest in the harvest stage, and that of the L-asparaginase was not significantly different in each stage during the maize crop growing period. The activity of the amidase was highest in the active tillering stage, those of the urease and L-asparaginase were highest in the harvest stage, and those of acid phosphatase and phosphodiesterase were not significantly different in each stage during the rice crop growing period. It also showed that the thermal stability of soil urease, amidase, L-asparaginase and acid phosphatase could be increased by applying peat added nitrogen fertilizer. There were different significant correlation between the urease activity and the contents of total nitrogen (p<0.01), inorganic nitrogen (p<0.001), ammonium-nitrogen (p<0.05) in the corn growing periods, except the amidase correlation was not. There are significant correlation between the soil total organic phosphorus, inorganic phosphorus and the activities of acid phosphatase (p<0.001), phosphodiesterase (p<0.01) in the corn and rice growing periods. These results were similar to which of last year.

目 錄
頁次
中文摘要 I
英文摘要 III
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
一. 緒言 1
二. 材料與方法 7
(一) 試驗地點 7
(二) 作物 7
(三) 土壤採樣 7
(四) 田間設計及施肥處理 9
(五) 土壤酵素活性分析 12
1. 土壤尿素?活性 12
2. 土壤醯胺?活性 12
3. 土壤天冬醯胺?活性 13
4. 土壤酸性磷酸酯?活性 13
5. 土壤磷酸二酯?活性 14
(六) 土壤酵素熱穩定性測定法 14
(七) 土壤養分測定方法 14
1. 土壤無機態氮量 14
2. 土壤全氮量 15
3. 土壤無機磷量 15
4. 土壤全有機磷量 16
三. 結果與討論 17
(一) 不同施肥管理對土壤中與氮元素循環有關酵素活性之影響17
1. 玉米栽培系統下不同施肥管理對土壤尿素?活性之影響 17
2. 水稻栽培系統下不同施肥管理對土壤尿素?活性之影響 19
3. 玉米栽培系統下不同施肥管理對土壤醯胺?活性之影響 22
4. 水稻栽培系統下不同施肥管理對土壤醯胺?活性之影響 24
5. 玉米栽培系統下不同施肥管理對土壤L-天冬醯胺?活性之影響26
6. 水稻栽培系統下不同施肥管理對土壤L-天冬醯胺?活性之影響28
(二) 不同施肥管理對土壤中與磷元素循環有關酵素活性之影響30
1. 玉米栽培系統下不同施肥管理對土壤酸性磷酸酯?活性之影響31
2. 水稻栽培系統下不同施肥管理對土壤酸性磷酸酯?活性之影響33
3. 玉米栽培系統下不同施肥管理對土壤磷酸二酯?活性之影響36
4. 水稻栽培系統下不同施肥管理對土壤磷酸二酯?活性之影響39
(三) 不同施肥管理對土壤中酵素熱穩定性之影響 40
1. 新鮮土之土壤酵素熱穩定性 40
2. 風乾土之土壤酵素熱穩定性 41
(四) 土壤酵素活性與土壤中養分含量之關係 46
1. 土壤酵素活性與土壤無機態氮含量之關係 46
2. 土壤酵素活性與土壤全氮含量之關係 48
3. 土壤酵素活性與土壤無機磷含量之關係 51
4. 土壤酵素活性與土壤全有機磷含量之關係 53
四. 結論 55
五. 參考文獻 57
附錄 61
表 目 錄
頁次
表一1997年秋作玉米栽培系統之田間管理 8
表二1998年春作水稻栽培系統之田間管理 8
表三1997年秋作玉米田之肥料處理 11
表四1998年春作水稻田之肥料處理 11
表五不同施肥管理於玉米生長期及水稻生長期中對土壤尿素?活性之影響 18
表六不同施肥管理於玉米生長期及水稻生長期中對土壤醯胺?活性之影響 23
表七不同施肥管理於玉米生長期及水稻生長期中對土壤L-天冬醯胺?活性之影響27
表八不同施肥管理於玉米生長期及水稻生長期中對土壤酸性磷酸酯?活性之影響32
表九不同施肥管理於玉米生長期及水稻生長期中對土壤磷酸二酯?活性之影響37
表十不同施肥管理對玉米田之新鮮土、新鮮土加熱處理後、
風乾土及風乾土加熱處理後之土壤酵素活性之影響 42
表十一不同施肥管理對玉米田土壤酵素熱穩定性之影響 43
表十二玉米田及水稻田土壤酵素活性與土壤養分彼此間之相關係數矩陣 47
表十三玉米田土壤酵素活性與土壤養分彼此間之相關係數矩陣 49
表十四水稻田土壤酵素活性與土壤養分彼此間之相關係數矩陣 50
圖 目 錄
頁次
圖一 作物-土壤系統中氮、磷循環簡圖 5
圖二 本研究田間之試驗處理 10
圖三1997年秋作玉米生長期中不同施肥管理下土壤尿素?活性之變動 20
圖四1998年春作水稻生長期中不同施肥管理下土壤尿素?活性之變動 20
圖五1997年秋作玉米生長期中不同施肥管理下土壤醯胺?活性之變動 25
圖六1998年春作水稻生長期中不同施肥管理下土壤醯胺?活性之變動 25
圖七1997年秋作玉米生長期中不同施肥管理下土壤L-天冬醯胺?活性之變動 29
圖八1998年春作水稻生長期中不同施肥管理下土壤L-天冬醯胺?活性之變動 29
圖九1997年秋作玉米生長期中不同施肥管理下土壤酸性磷酸酯?活性之變動34
圖十1998年春作水稻生長期中不同施肥管理下土壤酸性磷酸酯?活性之變動34
圖十一1997年秋作玉米生長期中不同施肥管理下土壤磷酸二酯?活性之變動 38
圖十二1998年春作水稻生長期中不同施肥管理下土壤磷酸二酯?活性之變動 38

王俊文。 1997。 不同的氮肥對玉米及水稻生長與氮組成的影響。台灣大學農業化學研究所碩士論文。 台北。
江淑真。 1998。 不同施肥管理下玉米與水稻田土壤酵素活性的變動。臺灣大學農業化學研究所碩士論文。 台北。
黃巧云、李學垣。 1995。 粘粒礦物、有機質對?活性的影響。 土壤學發展。 23: 12-18。
蔡正賢。 1999。 不同施肥管理對土壤中與碳、硫循環有關酵素活性之影響。臺灣大學農業化學研究所碩士論文。 台北。
賴朝明。 1987。 台灣主要耕地土壤若干酵素活性之研究。 臺灣大學農業化學研究所博士論文。 台北。
賴朝明。 1993。 不同作物栽培系統對土壤酵素活性的影響。 中華生質能源學會會誌。 12: 89-97。
賴朝明、洪崑煌。 1991。 台灣主要耕地土壤尿素?、酸性磷酸酯?及去氫?之活性及其與土壤性質的關係。 中國農業化學會誌。 29: 382-395。
Bremner, J. M. 1965. Total nitrogen. pp. 1149-1178. In C. A. Black et al (ed.) Methods of soil analysis. Part 2. Agron. Monogr. 9.
Bremner, J. M., and D. R. Keeney. 1966. Determination and isotope-ratio analysis of different forms nitrogen in soil: 3. Exchangeable ammonium, nitrate and nitrite by extraction-distillation method. Soil Sci. Soc. Am Proc. 30: 577-582.
Bremner, J. M., and R. L. Mulvaney. 1978. Urease. In R. G. Burns (ed.) Soil enzymes. Academic Press, New York. pp. 149-197.
Browman, M. G., and M. A. Tabatabai. 1978. Phosphodiesterase activity of soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 284-290.
Dalal, R. C.. 1975. Urease activity in some Trinidad soils. Soil Biol. Biochem. 7: 5-8.
Dick, R. T., and M. A. Tabatabai. 1982. Sodium hypobromite oxidation method for determination of total phosphorus in plant materials. Agron. J. 74: 59-62.
Eavizi, F., and M. A. Tabatabai. 1977. Phosphatases in soils. Soil Biol. Biochem. 9: 167-172.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1980a. Amidase activity in soils: I. Methods of assay. Soil Sci. Soc. Am. J. 44: 282-287.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1980b. Amidase activity in soils: II. Kinetic Parameters. Soil Sci. Soc. Am. J. 44: 532-536.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1981a. Amidase activity in soils: III. Stability and distribution. Soil Sci. Soc. Am. J. 45: 333-338.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1981b. Amidase activity in soils: IV. Effects of trace elements and pesticides. Soil Sci. Soc. Am. J. 45: 1120-1124.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1985. Characteristics of an amidase isolated from a soil bacterium. Soil Biol. Biochem. 17: 303-308.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1991a. Factors affecting L-asparaginase activity of soils. Biol. Fert. Soils. 11: 1-5.
Frankenberger, W. T., Jr., and M. A. Tabatabai. 1991b. L-Asparaginase activity of soils. Biol. Fert. Soils. 11: 6-12.
Gasser, J. K. R.. 1964. Urea as a fertilizer. Soil Fertil. 27: 175-180.
Hutchinson, G. L., and F. G. Viets. 1969. Nitrogen enrichment of surface water by absorption of ammonia volatilized from cattle feedlots. Science, N. Y. 166: 514-515.
Juma, N. G., and M. A. Tabatabai. 1978. Distribution of phosphomono-esterases in soils. Soil Sci. 126: 101-108.
Kay-Shoemake, J. L., M. E. Watwood, R. E. Sojka, and R. D. Lentz. 1998. Polyacrylamide as a substrate for microbial amidase in culture and soil. Soil Biol. Biochem.. 30: 1647-1654.
Lahdesmaki, P., and R. Piispanen. 1992. Soil enzymology: Rule of protective colloid systems in the preservation of exoenzyme activities in soil. Soil Biol. Biochem. 24: 1173-1177.
Martens, D. A., J. B. Johanson, and W. T. Jr. Frankenberger. 1992. Production and persistence of soil enzymes with organic residues. Soil Sci. 153: 53-61.
Miller M. and R. P. Dick. 1995. Thermal stability and activities of soil enzymes as influenced by crop rotation. Soil Biol. Biochem. 27: 1161-1166.
Murphy, J., and J. P. Riley. 1962. A modified single solution method for determination of phosphate in natural waters. Anal. Chim. Acta. 27: 31-36.
Pang, P. C. K., and H. Kolenko. 1986. Phosphomonoesterase activity in forest soils. Soil Biol. Biochem. 18: 35-44.
Paulson, K. N., and L. T. Kurtz. 1969. Locus of urease activity in soil. Proc. Soil Sci. Soc. Am. 33: 897-901.
Skujins, J. 1976. Extracellular enzymes in soil. CRC Critical Reviews in Microbiology. 4: 383-421.
Skujins, J. 1978. History of abiontic soil enzyme research. pp. 1-49. In R. G. Burns (ed.) Soil enzymes. Academic Press, New york.
Tabatabai, M. A.. 1994. Soil enzyme. pp. 775-833. In R. W. Weaver et al. (eds.) Methods of Soil Analysis, part 2. Microbiological and Biochemical. SSSA Book Series, Madison, WI.
Tabatabai, M. A., and J. M. Bremner. 1972. Assay of urease activity in soils. Soil Biol. Biochem. 4: 479-487.
Walker, T. W., and A. F. R. Adsms. 1958. Studies on soil organic matter: I. Influence of phosphorus content of parent materials on accumulation of carbon, nitrogen, sulfur and organic phosphorus in grassland soils. Soil Sci. 85: 307-318.
Zantua, M. I., L. C. Dumenil, and J. M. Bremner. 1977. Relationships between soil urease activity and other soil properties. Soil Sci. Soc. Am. J. 41: 350-352