不同樹齡的落葉松對林下土壤酶活性的影響

董銳

(遼寧省撫順市林業科學研究所，遼寧 撫順 113006)

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不同樹齡的落葉松對林下土壤酶活性的影響

董銳

(遼寧省撫順市林業科學研究所，遼寧 撫順 113006)

摘要以撫順地區不同樹齡的落葉松為研究對象，通過采集林下土壤進行土壤酶活性變化的分析，結果表明：0～20 cm和20～40 cm土壤脲酶和多酚氧化酶都隨著樹齡的增長呈先上升后下降趨勢，而0～20 cm和20～40 cm土壤過氧化氫酶和蛋白酶都隨著樹齡的增長呈逐漸上升趨勢。

關鍵詞樹齡；落葉松；林下土壤；酶活性

土壤酶是土壤中產生的生物催化劑。土壤中各有機、無機營養物質的轉化與分解,主要通過轉化酶、蛋白酶、多酚氧化酶、脲酶及其他水解酶類的酶促作用來完成。其活性的高低反映出了土壤中各種生物化學反應的強弱 ,是土壤肥力評價的重要指標之一,同時也是土壤自我修復能力的一個重要指標[1]。因此,研究土壤酶活性的變化特征,提高土壤酶活性,改善土壤環境,提高土壤肥力具有重要意義。

1材料與方法

1.1試驗材料與地點

在撫順清原地區選擇15 a、25 a和30 a落葉松林及鄰近沒有種植樹木土壤為試驗研究對象。

1.2試驗設計

選擇距離相近的3塊不同樹齡落葉松林，在每塊林地中均規劃出200 m×200 m的區域進行采樣，以相鄰沒有種植樹木的土壤為對照。采樣時間定于8月中旬，在每個區域內呈“S”形隨機選取5點采集土樣。用取土鉆分別采取0～20 cm和20～40 cm土層土壤，每層取1 kg土裝入自封袋內帶回實驗室，在陰涼處自然風干，挑出石粒和樹枝，采用四分法取土樣，過60目篩備用。每個處理重復3次。

1.3項目測定

脲酶測定采用靛酚藍比色法[2]。

過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法[2]。

多酚氧化酶測定采用鄰苯三酚比色法[2]。

蛋白酶測定采用茚三酮比色法[2]。

1.4數據處理

數據采用Excel和Spss17.0 統計軟件處理。

2結果與分析

2.1不同樹齡的落葉松對土壤脲酶的影響

脲酶是土壤中重要酶之一，它對尿素的轉化起到關鍵作用，它通過酶促反應為植物提供氮源，它的活性大小可以用來表示土壤自身的供氮能力強弱[3]。

由圖1可知，4個處理中，兩層土壤中土壤脲酶活性隨著樹齡的增長呈先上升后下降趨勢，都以25 a的落葉松林地脲酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高，分別為4.34 NH3-N mg(100 g)-1和3.87 NH3-N mg(100 g)-1。并且上層土壤脲酶活性高于下層土壤，各處理間差異不顯著(P>0.05)。說明樹齡改變土壤的供氮能力有限。

2.2不同樹齡的落葉松對土壤過氧化氫酶的影響

土壤過氧化氫酶在土壤中廣泛存在。它能通過酶促反應使過氧化氫分解來抵抗外界對生物體的損害。研究表明，過氧化氫酶活性與土壤有機質含量有關，與土壤肥力成正比關系[3]。

由圖2可知，4個處理中，兩層土壤過氧化氫酶活性隨著樹齡的增長而上升，都以30 a的落葉松林地過氧化氫酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高分別為0.42 mL-1g-1和0.34 mL-1g-1。并且上層土壤過氧化氫酶活性高于下層土壤，各處理間差異顯著(P<0.05)。說明樹齡越高土壤肥力也越高。

2.3不同樹齡的落葉松對土壤多酚氧化酶的影響

土壤多酚氧化酶是一種復合酶，它來源于土壤微生物，植物根系及動物的殘體分解，它能使土壤中的許多物質反應生成有機質及芳香族化合物的分解與循環，對土壤起到了修復作用[4]。

由圖3可知，四個處理中，兩層土壤中土壤多酚氧化酶活性隨著樹齡的增長呈先上升后下降趨勢，都以25 a的落葉松林地多酚氧化酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高分別為69.56沒食子素mg(100 g)-1和47.89沒食子素mg(100 g)-1。并且上層土壤多酚氧化酶活性高于下層土壤，各處理間差異顯著(P<0.05)。以25年生落葉松對土壤中的物質分解和循環程度最高。

2.4不同樹齡的落葉松對土壤蛋白酶的影響

土壤蛋白酶參與土壤氨基酸及蛋白質的轉化，水解的產物是一種高等的植物氮源，其活性高低也與土壤有機質及土壤一些理化性質有關[5]。

由圖4可知，4個處理中，兩層土壤中土壤蛋白酶活性隨著樹齡的增長而上升，都以30 a的落葉松林地蛋白酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高，分別為17.66 NH2μgg-1和14.53 NH2μgg-1。并且上層土壤過氧化氫酶活性高于下層土壤，各處理間差異顯著(P<0.05)。

3結論

試驗結果可知，不同樹齡下的土壤，各種酶的活性變化規律也不同。其中脲酶和多酚氧化酶的變化規律一致，都呈先上升后下降趨勢。可能由于多分氧化酶的分解循環能力減弱，導致脲酶的供氮能力隨之下降。而過氧化氫酶和蛋白酶的變化規律一致，都隨著樹齡的增長逐漸上升。可能是樹齡改變土壤理化性質，是蛋白酶活性上升，從而增加了有機質，提高了過氧化氫酶活性。

參考文獻：

[1] 呂貽中，李保國.土壤學[M].北京：中國農業出版社，2006

[2] 關松蔭,張德生,張志明.土壤酶及其研究法[M].北京:農業出版社,1986

[3] 曹慧,孫輝,楊浩,等.土壤酶活性及其對土壤質量的指標研究進展.應用與環境生物學報,2003,9(1):105-109

[4] 苗琳,保護性耕作對旱地土壤酶活性的影響[D].蘭州:甘肅農業大學,2008

[5] 姜小鳳,王淑英,丁寧平,等.施肥方式對旱地土壤酶活性和養分含量的影響[J].核農學報，2010,24(1):136-141

Effects ofLarixgmeliniiwith Different Ages on Soil Enzyme Activities under the Forest

Dong Rui

(Research Institute of Forestry, Fushun City, Liaoning Province,Fushun 113006,China)

AbstractTaking Larix gmelinii with different ages in Fushun region as the research object, changes of enzyme activity for soil were analyzed by collecting forest soil. Result shows that urease & polyphenol oxidase at 0-20 cm and 20-40 cm soil layer are increased first and then decreased;catalase and protease at 0-20 cm & 20-40 cm soil layer shows a gradual increase trend with the increase of the age.

Key wordstree age;Larix gmelinii;soil under the forest；enzyme activity

中圖分類號：S791.22

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.016

作者簡介：董銳(1981-)，男，遼寧撫順人，大學，工程師，從事森林培育研究.

收稿日期：2016-02-19

文章編號：1005-5215(2016)04-0048-02