生态经济型林土活性的重要性范文

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方法

1试验设计

2010年8月对运行年限为1～10a的10个生态核桃园进行土壤样品采集，以未开垦的荒地土样为对照(CK)。每个运行年限核桃园按5m×5m随机划出5个样方，每样方不同位置取5个样点，利用一定体积的钢制环刀取样，样点深度分别为0～20cm、20～40cm和40～60cm，每层取土共计约1kg。将取好的土样放入密封袋内，置于4℃冰箱保存。

2测定项目与方法

2.1土壤脲酶活性。采用比色法测定。以24h后1g土壤中NH3-N的质量(mg)表示脲酶活性〔Ure，mg/(g•h)〕。计算公式为:Ure=(a样品－a无－a无基质)•V•n/m式中，a为由标准曲线求得的NH3-N浓度(mg/mL)，a样品为样品试验中的光密度值在标准曲线上对应的NH3-N浓度，a无为无土对照试验中的光密度值在标准曲线上对应的NH3-N浓度，a无基质为无基质对照试验中的光密度值在标准曲线上对应的NH3-N浓度;V为显色液体积(50mL);n为分取倍数;m为烘干土重(g)。

2.2土壤过氧化氢酶活性。采用KMnO4滴定法测定。计算公式为:过氧化氢酶活性(mL/g)=(空白样剩余过氧化氢滴定体积－土样剩余过氧化氢体积)/土壤质量

2.3土壤转化酶活性。采用硫代硫酸钠滴定法测定。称新鲜土样10g于100mL容量瓶，加入甲苯1.5mL，室温放置15min，然后注入基质(20%蔗糖溶液)和磷酸缓冲液各10mL，置恒温箱中37℃保温1h。培养1h后，取未经过滤的透明液20mL测定还原糖含量。还原糖含量的测定方法。于100mL三角瓶中注入菲林溶液10mL和供试液20mL，并混入蒸馏水20mL，在沸腾的水浴中放置10min，取出冷却至25℃，加入33%碘化钾溶液3mL和稀硫酸(V硫酸∶V水=1∶3)4mL，用0.1mol/L硫代硫酸钠滴定(应先注入0.5mL淀粉指示剂，再进行滴定)至蓝色消失。土壤转化酶活性以单位土重的0.1mol/L硫代硫酸钠毫升数(对照与试验测定值之差)表示。

2.4土壤脱氢酶活性。称取新鲜土样(粒径＜2mm)20g，加入碳酸钙0.2g摇匀，再从中称取3份6.0g土壤于玻璃试管，每管加入235-三苯基四氮氯化物溶液1mL和去离子水2.5mL，搅拌均匀后盖紧，于30℃培养24h。培养结束后，加入甲醇25mL，摇匀，用塞有脱脂棉的漏斗过滤。残渣用少量甲醇洗涤数次，直到滤液无色。合并滤液及洗液，定容至100mL，以甲醇做空白对照，用分光光度计在485nm处比色。土壤脱氢酶活性单位以mg/(g•d)表示。

结果与分析

1不同运行年限对生态经济型水土保持核桃林土壤脲酶活性的影响脲酶能使尿素水解生成氨和二氧化碳，肥料、含氮有机物和动植物残体代谢过程中产生的尿素都可在脲酶作用下分解供植物吸收利用，因此，土壤中的脲酶与其氮、磷营养元素的转化利用及植物营养状况密切相关。在同一土层，随着运行年限的增加，核桃林土壤脲酶活性呈增强趋势，且不同运行年限核桃林土壤脲酶活性均＞未开垦荒地;在运行年限相同的条件下，随着土层深度的增加，核桃林土壤脲酶活性呈逐渐降低趋势，即不同土层的土壤脲酶活性顺序为0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(图1)。

2不同运行年限对生态经济型水土保持核桃林土壤过氧化氢酶活性的影响过氧化物酶是土壤中的一种氧化还原酶，其活性与土壤呼吸强度和微生物活动有关，在一定程度上反映了土壤微生物活动过程的强度，也可用来表征土壤腐殖化的强度和有机质积累的程度。在同一土层，随着运行年限的增加，核桃林土壤过氧化氢酶活性总体呈增强趋势，运行年限≥5a的各土层土壤过氧化氢酶活性均＞未开垦荒地。运行年限为1a、3a、6a的核桃林和未开垦荒地的土壤过氧化氢酶活性顺序为20～40cm＞0～20cm＞40～60cm，运行年限为7a和9a的核桃林土壤过氧化氢酶活性顺序为0～20cm＞40～60cm＞20～40cm，其他运行年限的核桃林土壤过氧化氢酶活性顺序为0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(图2)。

3不同运行年限对生态经济型水土保持核桃林土壤转化酶活性的影响转化酶能促使蔗糖水解成还原己糖(葡萄糖和果糖)，其活性与土壤中的腐殖质、水溶性有机质和黏粒的含量以及微生物数量和活性呈正相关。土壤的转化酶活性通常可以体现土壤的熟化程度和肥力状况。在同一土层，随着运行年限的增加，核桃林土壤转化酶活性总体呈增强趋势，且不同运行年限核桃林土壤转化酶活性均＞未开垦荒地;在运行年限相同的条件下，随着土层深度的增加，核桃林土壤转化酶活性呈逐渐降低趋势，即不同土层的土壤转化酶活性顺序为0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(图3)。2.4不同运行年限对生态经济型水土保持核桃林土壤脱氢酶活性的影响脱氢酶属于氧化还原酶系，在土壤的物质和能量转化中占有很重要的地位，其参与土壤腐殖质组分的合成，也参与土壤的形成，其能从一定的基质中分析出氢而进行氧化作用，因此对土壤氧化还原酶系的研究有助于对土壤发生和土壤肥力等实质问题的了解。

在同一土层，随着运行年限的增加，核桃林土壤脱氢酶活性总体呈增强趋势，且不同运行年限核桃林土壤脱氢酶活性均＞未开垦荒地;在运行年限相同的条件下，除运行年限为2a和9a以外的其他运行年限的不同土层的土壤脱氢酶活性顺序均为0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(图4)。这可能与植物产生的腐殖质等有关，使0～20cm土层有机质含量较高，酶活性较强。

结论与讨论

土壤酶是土壤中的活性物质，它与土壤微生物一起共同参与和推动土壤各种有机质的转化及物质循环过程，使土壤这个类生物体表现不停顿的正常代谢机能，并在营养物质转化中起着重要作用。土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向，是土壤重要的生物学特性。同时土壤微生物在土壤养分物质转化方面的作用较大，土壤微生物群落组成的改变也会引起土壤酶活性和养分有效性的变化。已有研究结果表明，土壤中的微生物群落具有较高的多样性，是一个丰富的微生物资源库。不同的人类生产活动，可以对土壤酶活性和土壤理化性质等产生重要的影响，灌溉、耕作和施肥等人类生产活动改变了土壤酶在各土层间的活性格局。

本研究结果表明，相对于未耕作的背景土壤，随着运行年限的增加，灌溉、土地耕作、施肥等人类活动使同一运行年限核桃林的土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、脱氢酶活性和转化酶活性在0～20cm、20～40cm和40～60cm3个土层中存在差异，且表层酶活性大于中下层，在同一土层，随着运行年限的增加，4种酶活性总体呈增强趋势，这是因为随着运行年限的延长，土壤中的有机质及其他养分含量逐渐增加，土壤水分、空气及温度状况良好，有利植物-微生物良性互作体系的形成与发展。

作者：阎爱华王志刚李保国马聪慧周舜单位：河北农业大学林学院河北省林木种质资源与森林保护重点实验室