两种草地类型土壤酶活性与土壤养分关系的研究

侯钰荣，魏 鹏，杨淑君，李 超，任玉平，李学森，史 伟，李 莉

（新疆畜牧科学院草业研究所，乌鲁木齐830011）

两种草地类型土壤酶活性与土壤养分关系的研究

侯钰荣，魏 鹏，杨淑君，李 超，任玉平，李学森，史 伟，李 莉

（新疆畜牧科学院草业研究所，乌鲁木齐830011）

为了了解禾草+草原苔草+杂类草和伊犁绢蒿+角果藜2种草地类型土壤酶活性与肥力的关系，采用野外取样与室内分析相结合的方法，对数据进行偏相关和新复极差分析，揭示了2种草地类型土壤酶活性和土壤肥力特性，结果显示：（1）伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型相同，随着土层加深，土壤肥力含量逐渐减少，但总体来说，禾草+苔草+杂类草类型土壤肥力明显高于伊犁绢蒿+角果藜类型；土壤蔗糖酶活性明显高于土壤脲酶活性和土壤磷酸酶活性，且磷酸酶活性最低；随着土层的加深，三种酶活性也逐渐下降，酶活性季节间差异明显，主要表现为7月15日酶活性最高；（2）在伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型中，不仅土壤酶活性与土壤肥力之间存在显著相关性，而且土壤肥力内部指标之间也存在显著相关性，偶尔达极显著相关性。

土壤酶活性；土壤养分；伊犁绢蒿+角果藜；禾草+草原苔草+杂类草

10.16863 /j.cnki.1003-6377.2016.05.011

引言

随着草地利用方式和利用强度的改变，草地土壤趋于贫瘠化，人们仅看到植被低矮、稀疏等表征现象，而忽略了草地土壤退化是草地草地退化的根本，土壤中进行的各种生物化学过程的强度和方向，一般以土壤酶活性来表示，土壤酶活性是反映土壤品质和壤肥力状况的活性指标[1-2,4]。草地类型土壤酶活性和肥力状况不明，是导致草地利用者肆用草地的原因之一[5-7]。本研究以伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型2种类型的草地为研究对象，以酶活性和肥力为切入点，系统研究二者之间的关系，揭示土壤酶活性和肥力的特性，进一步阐明草地土壤酶活性与肥力的关系，为新疆草地的健康发展提供理论支持。

1 材料与方法

1.1研究区概况

研究区位于新疆昌吉市阿什里哈萨克民族乡的低山地带和中山地带，海拔1 200～2200 m，伊犁绢蒿+角果藜类型分布在低山地带，属于典型的荒漠草地，地形起伏，全年以干燥气候为主，降水量远小于蒸发量，冬季长达4-5个月，积雪较厚。土层薄且有砾石，植被有退化迹象。禾草+苔草+杂类草类型分布在中山带，属于典型的山地草甸草地，草场植物种类主要有梯牧草、鹅观草、洽草、早熟禾、针茅、草原苔草、赖草、老鹳草、糙苏、萎菱菜、火绒草、米奴草、飞蓬、龙胆草等，植被总盖度90％。利用天数一般为90 d/年，作为夏季草场利用。夏场全年降水量较大，气候凉爽。试验区于2010年7月进行围栏保护。

1.2研究方法

1.2.1 试验设计与取样方法

在前期工作的基础上，选择禾草+草原苔草+杂类草和伊犁绢蒿+角果藜2个草地类型作为研究对象，依据地形变化，在两种草地类型的样地内各选择5条典型样带，每样带内设5条样线，间隔距离为5 m，每样线上设样方10个，在春季（5月15～20日）、夏季（7月15～20日）和秋季（9月15～20日）定期进行土壤样品的采集，取样深度为30 cm，每10 cm为一层，每份土壤取样500～1 000 g，将每样线上的土壤样品按土层混合，自然风干后，剔除植物根系等杂物，采用四分法取适量土壤样品，风干后过筛。用于测定土壤酶活性指标和土壤养分指标。

1.2.2 测定指标及方法[3]

酶活性指标选择脲酶活性、磷酸酶活性、蔗糖酶活性，依次用靛酚蓝比色法、磷酸苯二钠比色法、3,5-二硝基水杨酸比色法测定。有机质、全氮用元素分析仪测定、全磷用高氯酸-硫酸-钼锑抗比色法、碱解氮用碱解扩散硼酸吸收法、有效磷用0.5mol/L碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法。每一测定指标3次重复。

1.2.3 数据处理

利用Excel2007和SPSS17.0统计软件进行相关统计与分析。

2 结果与分析

2.1土壤肥力特征分析

2.1.1 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤肥力特征分析

由表1可知，随着土层加深，土壤肥力指标含量逐渐减少，即各土层肥力指标含量0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm，且差异性复杂。5月15日和7月15日，土壤全氮含量在0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm之间差异不显著，9月15日，0～10 cm与10～20 cm和0～10 cm与20～30cm差异显著（P≤0.05）。5月15日，碱解氮含量在0～10 cm与20～30 cm差异极显著（P≤0.01），7月15日，0～10 cm与10～20 cm和0～10 cm与20～30 cm之间差异显著（P≤0.01）。在整个生长期，0～10 cm与20～30 cm之间全磷含量差异显著（P≤0.05），0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间有效磷含量差异极显著（P≤0.01）。有机质含量主要表现为5月15日，0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm含量差异显著（P≤0.05），7月15日，各土层之间有机质含量差异不显著，9月15日，0～10 cm含量与20～30 cm含量差异极显著（P≤0.01）。

表1 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤肥力特征分析

2.1.2 禾草+苔草+杂类草类型草地土壤肥力特征分析

由表2可知，与伊犁绢蒿+角果藜类型草地相同，随着土层加深，土壤肥力指标含量逐渐减少，即各土层肥力指标含量0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm，但总体来说，禾草+苔草+杂类草类型草地土壤肥力明显高于荒漠草地。5月15日和7月15日，全氮含量在0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），9月15日，各土层之间差异极显著（P≤0.01）。

5月15日，碱解氮含量在0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），7月15日，碱解氮含量在0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），10～20 cm与20～30 cm之间差异显著（P≤0.05）。5月15日，全磷含量在各土层之间差异不显著，7月15日和9月15日，0～10 cm与10～20 cm之间，全磷含量差异显著（P≤0.05），0～10 cm与20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01）。有效磷含量在0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01）。5月15日，有机质含量在0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），7月15日，有机质含量在0～10 cm与10～20 cm之间差异显著（P≤0.05），10～20 cm与20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），9月15日，有机质含量0～10 cm与10～20 cm和20～30 cm之间差异极显著（P≤0.01），10～20 cm与20～30 cm之间差异显著（P≤0.05）。

表2 禾草+苔草+杂类草类型土壤肥力特征分析

2.2土壤酶活性特征分析

2.2.1 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤酶活性特征分析

由表3可知，伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤蔗糖酶活性明显高于土壤脲酶活性和土壤磷酸酶活性，而磷酸酶活性最低；随着土层的加深，各酶活性也逐渐下降，除5月15日0～10 cm土层的磷酸酶活性；5月15日～9月15日，脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性在各土层之间差异极显著（P≤0.01），除5月15日0～10 cm与10～20 cm之间蔗糖酶活性差异显著（P≤0.05）。由表4可知，酶活性季节间差异明显，均表现为7月15日酶活性最高，除20～30 cm的蔗糖酶活性以5月15日最高。随着季节推移，脲酶活性在各土层间差异极显著（P≤0.01），蔗糖酶活性在各土层间差异极显著（P≤0.01），除5月15日0～10 cm与10～20 cm间差异显著（P≤0.05）。随着土层的加深，脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性在各季节间差异有些达极显著（P≤0.01）。

表3 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤酶活性在不同土层间的差异分析

表4 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤酶活性在不同季节间的差异分析

2.2.2 禾草+苔草+杂类草类型草地土壤酶活性特征分析

由表5和表6可知，与伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤酶活性特性相同，土壤蔗糖酶活性明显高于土壤脲酶活性和土壤磷酸酶活性，而磷酸酶活性最低；随着土层的加深，各酶活性也逐渐下降，酶活性季节间差异明显，均表现为7月15日酶活性最高。

表5 禾草+苔草+杂类草类型草地土壤酶活在不同土层间的性差异分析

表6 禾草+苔草+杂类草类型草地土壤酶活性不同季节间的差异性分析

2.3土壤酶活性与土壤肥力特征相关性分析

由表7和表8可知，无论是伊犁绢蒿+角果藜类型草地，还是禾草+苔草+杂类草类型草地，不仅土壤酶活性与土壤肥力之间有相关性，而且土壤肥力内部指标之间也存在相关性。荒漠草地中，碱解氮与全氮、全磷、有效磷、有机质、脲酶、蔗糖酶之间呈显著正相关性（P≤0.05），有效磷与脲酶之间呈极显著正相关（P≤0.01），有机质与蔗糖酶之间呈显著正相关（P≤0.05）。在禾草+苔草+杂类草类型草地中，碱解氮与全磷和磷酸酶之间呈显著正相关（P≤0.05），有效磷与有机质呈显著负相关关系（P≤0.05），与脲酶和磷酸酶呈显著正相关关系，有机质与蔗糖酶呈显著正相关关系（P≤0.05）。

表7 伊犁绢蒿+角果藜类型草地土壤酶活性与土壤肥力相关性分析

表8 禾草+苔草+杂类草类型草地土壤酶活性与土壤肥力相关性分析

3 讨论

伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型相同，随着土层加深，土壤肥力指标含量逐渐减少，即各土层肥力指标含量0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm，但总体来说，草甸草地土壤肥力明显高于荒漠草地。

伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型相同，土壤蔗糖酶活性明显高于土壤脲酶活性和土壤磷酸酶活性，且磷酸酶活性最低；随着土层的加深，三种酶活性也逐渐下降，酶活性季节间差异明显，主要表现为7月15日酶活性最高。

在伊犁绢蒿+角果藜类型和禾草+苔草+杂类草类型中，不仅土壤酶活性与土壤肥力之间存在显著相关性，而且土壤肥力内部指标之间也存在显著相关性，偶尔达极显著相关性。

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Study on the Relationship Between Soil Enzyme Activity and Soil Nutrient in Two Types of Grasslands

HOU Yu-rong,WEIPeng,YANG Shu-jun,LIChao,REN Yu-ping,LIXue-sen,SHIWei,LILi
（Grassland Research Institute of Xinjiang Academy of Animal Science,Urumqi830000,China）

In order to understand the relationship between soil enzyme activity and soil nutrient in the two types of grasslands,that is,Grass+Carex+Forbs and Seriphidium transiliense+Ceratocarpus arenarius,the paper,by use of the method of field sampling and indoor analysis,analyses partial correlation and new multiple range of the data,reveals the soil enzyme activity and soil nutrient characteristics,the results show: (1)The type of Seriphidium transiliense+Ceratocarpus arenarius and Grass+Carex+Forbs remains the same，and the soil fertility decreases gradually with deeper soil layer,however,the fertility of Grass+Carex+Forbs is significantly higher than that of Seriphidium transiliense+Ceratocarpusarenarius,the soil sucrose enzyme activityactivity is obviously higher than the urese activity and soil phosphatsae activity,and the phosphatase activity is the lowest;With the deepening of soil layer,the three activities also decrease with obvious difference between different seasons,ofwhich the activity on July 15 is highest;(2)In the Grass+Carex+ Forbs and Seriphidium transiliense+Ceratocarpus arenarius,the obvious correlation lies in not only between soil enzyme activities and soil fertility,but also between soil fertility internal indicators,occasionally reaching a extremely correlation.

soil enzyme activity;soil nutrient;Seriphidium transiliense+Ceratocarpus arenarius; Grass+Carex+Forbs

S158

：A

：1003－6377（2016）05－0057-07

自治区公益性科研院所基本科研业务费专项“饲料选育、土壤酶活性和耐盐根瘤菌对牧草响应机制的研究”（KY2015014）”；“十二五”农村领域国家科技计划课题“新疆天山北坡草原牧区‘生产生态生活’配套保障技术与适应性管理研究”。

侯钰荣（1982-），女，副研究员，博士后，主要从事草地生态研究工作。E-mail：houyurong0994@126.com

2016-05-20

：2016-06-24