沿海沙地木麻黃、濕地松土壤酶活性及其與土壤養(yǎng)分關(guān)系的研究.pdf

1、土壤酶是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程中最活躍的生物活性物質(zhì),在一定程度上反映了土壤養(yǎng)分的循環(huán)代謝動(dòng)態(tài),可直接反映土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化狀況。本試驗(yàn)以土壤酶學(xué)研究理論為基礎(chǔ),將土壤酶活性和土壤養(yǎng)分因子含量作為一個(gè)整體來(lái)研究木麻黃林地的土壤環(huán)境,并結(jié)合濕地松林做了相關(guān)研究和比較。通過(guò)研究不同種植年限(木麻黃10a、23a、33a,濕地松15a、23a、34a)林分土壤養(yǎng)分含量、土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶)變化,揭

2、示木麻黃林和濕地松林在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的影響;對(duì)土壤酶活性與土壤主要化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性分析表明,土壤酶活性在指示土壤肥力、以及土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中具有重要的作用。
　　1、土壤酶活性對(duì)環(huán)境變化十分敏感,不同測(cè)定方法得到的土壤酶研究成果缺乏可比性。不同土樣處理、不同培養(yǎng)時(shí)間條件下的酶活性值表明,在沙質(zhì)土壤,用混合均勻的濕土測(cè)得的酶活性值更能反映其實(shí)際大小,風(fēng)干土壤的酶活性值偏低。與新鮮土壤相比,干燥狀態(tài)下測(cè)得的土壤酶活性值降幅最大分

3、別為脲酶80.28％、蔗糖酶41.41%、磷酸酶71.81%、多酚氧化酶31.71%。各種土壤酶的培養(yǎng)時(shí)間以脲酶24h、蔗糖酶24h、磷酸酶24h,多酚氧化酶2h為宜。
　　2、對(duì)土壤酶在土壤剖面的垂直分布研究表明,大部分土壤酶具有明顯的空間垂直分布特征。隨土壤深度增加,木麻黃林和濕地松林地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性值逐漸降低,以表土層(0~10cm)或底土層(30~40cm)的降幅最為明顯,其中,降幅較大的是木麻黃表土層的

4、蔗糖酶(57.15%)和濕地松林底層土的酸性磷酸酶(59.68%)。過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶總體上呈隨土壤深度增加而增強(qiáng)的變化趨勢(shì),其活性值在0~10cm和10~20cm土層之間增幅明顯。木麻黃林和濕地松林土壤全量元素(全氮、全磷、全鉀)和有效元素(水解氮、有效磷、速效鉀)含量均隨土壤剖面深度增加而降低,即0~10cm>10~20cm>20~30cm>30~40cm,以全氮降幅最為明顯(木麻黃82%,濕地松83.33%),全鉀變化最小。各

5、土層pH值逐漸遞增,土壤酸性略有緩和。土壤深度增加則微生物活動(dòng)減弱,可供給態(tài)養(yǎng)分?jǐn)?shù)量變少,因此,除了全鉀、速效鉀、pH值,其余各項(xiàng)指標(biāo)值在不同土層的差異顯著。
　　3、研究10a、23a、33a木麻黃林土壤酶活性的變化,并對(duì)酶活性值進(jìn)行差異顯著性分析。結(jié)果表明,不同林齡林地土壤酸性磷酸酶、多酚氧化酶差異不顯著;23年生時(shí)的脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶與其它植齡的酶活性存在顯著差異。5種土壤酶活性均在木麻黃23年時(shí)達(dá)到最大值,有機(jī)質(zhì)、全

6、氮、水解氮含量也最高。其他養(yǎng)分元素含量和pH值則隨著木麻黃林齡的增加而減少。
　　4、濕地松林地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性呈現(xiàn)15年生林>23年生林>34年生林的趨勢(shì),多酚氧化酶活性最大值是在23年生時(shí)。除過(guò)氧化氫酶在15年生與其他年份差異顯著外,其它4種酶活性均在34年生變化顯著。濕地松林土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量在23年生時(shí)達(dá)到最大值,其它養(yǎng)分元素則隨林齡增大而減少。
　　5、通過(guò)1年的木麻黃林地土壤酶動(dòng)態(tài)測(cè)

7、定,水解酶活性變化范圍為脲酶0.00816~0.05429mg/g、蔗糖酶0.857~1.449mg/g、酸性磷酸酶0.598~1.017mg/g。除土壤多酚氧化酶活性在植物生長(zhǎng)旺盛的夏季較低外,脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶與植物生長(zhǎng)周期變化基本一致,均在植物生長(zhǎng)旺盛的夏季最高,春季和秋季酶活性較小,冬季酶活性最低。過(guò)氧化氫酶活性值在春季最大(2.231.17ml/g),之后酶活性值逐漸降低,冬季酶活性處于最低值1.17ml/g。多酚氧化酶

8、活性的變化趨勢(shì)與水解酶類(lèi)相反,夏季最低0.173mg/g,冬季最高0.225mg/g。長(zhǎng)樂(lè)年季節(jié)溫差較小,加上木麻黃植于沿海,各季節(jié)土壤酶活性的變幅相對(duì)小,僅脲酶秋冬季降幅較大。
　　6、對(duì)林齡相近的木麻黃純林和濕地松純林進(jìn)行土壤養(yǎng)分和酶活性比較。各養(yǎng)分元素在木麻黃林中的含量要比相應(yīng)年份的濕地松林略大,表現(xiàn)為木麻黃23年生>濕地松23年生,木麻黃33年生>濕地松34年生。由于木麻黃根系具固氮根瘤菌,其脲酶活性值遠(yuǎn)高于濕地松林,蔗糖

9、酶、酸性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶以及多酚氧化酶的活性也比濕地松林高。所以木麻黃比濕地松表現(xiàn)出更強(qiáng)的濱海沙地適生性。
　　7、土壤酶與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析結(jié)果顯示,除過(guò)氧化氫酶外,其它幾種酶均與有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀有不同程度的相關(guān)關(guān)系,特別是有機(jī)質(zhì)含量與酶活性關(guān)系密切,分別與脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶呈極顯著正相關(guān)(木麻黃0.877**,0.943**,0.818**;濕地松0.895**,0.970**,0.967**)。采用多元回歸分析,

10、構(gòu)建土壤酶與養(yǎng)分含量的回歸方程,可以發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀對(duì)五種土壤酶活性具有顯著的影響,是預(yù)測(cè)酶活性較好的指標(biāo)。此外,土壤酶活性之間也存在密切的相關(guān)關(guān)系,脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶三種酶活性之間達(dá)到極顯著相關(guān)水平(木麻黃0.903**,0.740**,0.833**;濕地松0.952**,0.883**,0.952**)。由此可知,某些酶之間能互相作用,共同促進(jìn)某一元素的循環(huán)與轉(zhuǎn)化。由于單個(gè)土壤酶活性作為土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性較