坡地土壤酶流失规律初探

采用人工室内降雨方法就河北内邱县岗底坡地褐土酶活性流失规律进行了初步探讨。结果表明:流失泥沙中单位土体酶活性随坡度增大而减小,除脲酶外流失泥沙均高于土壤中酶活性,有明显富集,呈现出高肥力土壤高流失,低肥力土壤低流失的基本规律;土壤酶流失总量与坡度呈指数变化关系,符合MC=atb预测模型;流失四种酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶)之间呈显著正相关,水土流失引起酶总体的损失;土壤酶和养分流失之间呈现出一定的相关关系,土壤蔗糖酶和磷酸酶活性可作为土壤侵蚀度的分级指标。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

不同肥力潮土的酶活计量比特征及其与微生物量的关系

【目的】研究不同肥力土壤上胞外酶活性,阐明胞外酶活性计量比特征及其影响因素,为阐明土壤生物肥力差异的机制与土壤培肥提供理论依据。【方法】选取了高、中、低肥力的潮土,分析其微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)含量以及β-1, 4-葡萄糖苷酶(β-1, 4-glucosidase,BG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosaminidase, NAG)、亮氨酸氨基肽酶(leucine aminopeptidase,LAP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)活性。采用生态化学计量学方法分析该5种酶活性在不同肥力土壤间的差异,以及酶活与土壤微生物量间的定量关系。【结果】高肥力土壤SMBC是中肥力土壤的2.6倍,低肥力土壤的5.8倍;高肥力土壤SMBN为中肥力土壤的3.1倍,低肥力土壤的5.5倍。SMBC/SMBN在不同肥力土壤间无显著差异。土壤碳氮磷转化酶活性和综合酶指数均表现为高肥力土壤中肥力土壤低肥力土壤,且土壤胞外酶活性与微生物量碳氮表现为直线正相关关系。SMBC和SMBN每增加1 mg·kg-1,(BG+CBH)和(NAG+LAP)活性分别可提高0.134和10.53 nmol·g-1·h-1。ln (BG+CBH)﹕ln (NAG+LAP)和ln (BG+CBH)﹕ln AP均小于1,表明碳源是潮土养分转化的首要限制因素。高肥力土壤上碳、氮、磷酶活比例较低肥力土壤更接近适宜值。【结论】潮土上应配施有机肥或进行秸秆还田,保证充足的碳源以解决养分有效性限制的问题,促进氮磷的养分循环转化。适宜的活性碳氮磷比例是高肥力土壤高产高效的重要机制之一。     

不同肥力潮土的酶活计量比特征及其与微生物量的关系

【目的】研究不同肥力土壤上胞外酶活性,阐明胞外酶活性计量比特征及其影响因素,为阐明土壤生物肥力差异的机制与土壤培肥提供理论依据。【方法】选取了高、中、低肥力的潮土,分析其微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）含量以及β-1, 4-葡萄糖苷酶（β-1, 4-glucosidase,BG）、纤维二糖水解酶（Cellobiohydrolase,CBH）、β-1, 4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（β-1, 4-N-acetylglucosaminidase,NAG）、亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase,LAP）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AP）活性。采用生态化学计量学方法分析该5种酶活性在不同肥力土壤间的差异,以及酶活与土壤微生物量间的定量关系。【结果】高肥力土壤SMBC是中肥力土壤的2.6倍,低肥力土壤的5.8倍;高肥力土壤SMBN为中肥力土壤的3.1倍,低肥力土壤的5.5倍。SMBC/SMBN在不同肥力土壤间无显著差异。土壤碳氮磷转化酶活性和综合酶指数均表现为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤,且土壤胞外酶活性与微生物量碳氮表现为直线正相关关系。SMBC和SMBN每增加1 mg·kg^-1,（BG+CBH）和（NAG+LAP）活性分别可提高0.134和10.53 nmol·g^-1·h^-1。ln (BG+CBH):ln (NAG+LAP)和ln (BG+CBH):ln AP均小于1,表明碳源是潮土养分转化的首要限制因素。高肥力土壤上碳、氮、磷酶活比例较低肥力土壤更接近适宜值。【结论】潮土上应配施有机肥或进行秸秆还田,保证充足的碳源以解决养分有效性限制的问题,促进氮磷的养分循环转化。适宜的活性碳氮磷比例是高肥力土壤高产高效的重要机制之一。     

土壤脲酶活性与底物浓度定量关系研究

通过对陕西 7种类型 1 9个土样脲酶活性与底物浓度关系的研究 ,表明 Y=a× b×x/ ( 1 b×x)模型能较好地表征二者的关系 ,并得到了最大表观脲酶活性 Umax,同时揭示出酶促反应存在着吸附机制 ;除水稻土和黄褐土外 ,其余土样的 Umax值均呈现高肥力大于低肥力的规律性变化 ,相关分析发现在不同生态区中土壤脲酶特征截然不同 ,其 Umax值有明显差异 ,故在分析时需区分开来 ;只有同一生态区中土壤脲酶的 Umax与肥力密切相关 ,可作为土壤肥力指标之一。     

坡地土壤养分迁移与流失影响因素研究进展

综合国内外有关文献,论述了坡地土壤养分迁移与流失的影响因素,包括降雨特征、下垫面条件、土壤特征、管理措施等,表明坡地土壤养分迁移与流失是一个复杂的物理化学过程;坡地养分迁移与流失的形态和途径,主要为吸附于泥沙颗粒表面的养分随径流液(溶解态)和泥沙(结合态)流出坡地和部分养分的淋溶;强调了坡地养分流失对环境污染的严重影响,而且污染范围很广,在污染河流和地下水的同时导致水体富营养化,同时因反硝化过程所产生的氮氧化合物对大气也形成了污染。最后介绍了坡地养分流失的预测预报模型,并在此基础上,讨论了坡地养分迁移与流失研究存在的问题和发展趋势。     

茂兰喀斯特森林不同地形土壤酶与植物多样性的关系

选取茂兰喀斯特森林漏斗、槽谷、坡地3种不同地形为研究对象,研究不同地形的土壤酶活性及植物多样性的变化特征,并采用冗余分析,探究植物多样性对土壤酶活性的影响.结果表明:槽谷地形的过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性均大于漏斗、坡地地形的,脲酶活性的最大值出现在漏斗地形.不同地形间重要值排名前10的优势种各不相同.槽谷地形的物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数均大于漏斗及坡地的,Simpson优势度指数的最大值出现在坡地地形.Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数与蔗糖酶、过氧化氢酶活性呈正相关,Simpson优势度指数与蔗糖酶、过氧化氢酶活性呈负相关,碱性磷酸酶、脲酶活性与植物多样性间的关系较弱.植物可通过凋落物及植物根系影响土壤酶活性,土壤酶活性与植物多样性存在相关性,但其相关性因酶的种类不同而呈现差异性.     

施肥与植被覆盖对坡地铵态氮流失的影响

[目的]明确黄土高原地区施用氮肥及不同植被覆盖对坡地土壤NH4+-N流失的影响.[方法]在人工模拟降雨条件下,利用室内可调节坡度的铁皮冲刷槽,研究降雨径流过程中坡面NH4+-N流失特征,以及坡度、植被覆盖、施用氮素肥料对坡面表层土壤NH4+-N流失的影响.[结果]施用到土壤中的NH4+-N会随径流流失,且主要随着泥沙流失而流失,极少部分NH4+-N入渗到土壤深层;施用NH4NO3会增加土壤自身的NH4+-N流失;植被覆盖减少了坡面土壤自身NH4+-N随泥沙流失的数量,但是加剧了添加氮肥中随径流流失的NH4+-N的数量.[结论]在坡地施用氮肥和种植植被,都会加剧坡地土壤自身中的NH4+-N流失,从而对生态环境产生危害.     

施用新型长效尿素对不同肥力土壤脲酶活性的影响

采用了康维皿连续培养法及土壤模拟培养, 对高、中、低三种不同肥力水平的土壤施用四种不同加工型号的长效尿素, 进行了脲酶活性与氨挥发量的测定及7天动态变化的比较。总体趋势表现为各种型号的长效尿素施用于高、中、低三种不同肥力土壤后, 均比施用普通尿素氨挥发量大大减少, 但不同尿素在不同肥力土壤中, 对脲酶活性抑制的速度、强度、抑制率以及氨挥发量与氨挥发率均不同。但以高、中肥力的土壤施用长效尿素, 其经济效益与环境效益最佳, 低肥土壤则应视具体情况来确定是否需施用添加有抑制剂的尿素以及施用哪种型号的长效尿素。     

不同肥力塿土、棕壤磷酸酶活性对土壤培养温度和含水量的响应

为研究土壤培养温度,含水量和肥力差异对土壤磷酸酶活性的影响,采用室内培养,以不同肥力(CK、NPKM)长期定位试验土壤(塿土、棕壤)为供试土壤,分别设定3个培养温度(-20、4和25℃)和3个水分处理(10%、25%和40%),避光培养2个月,测定土壤磷酸酶活性变化。结果表明:1)土壤磷酸酶活性变化对培养温度响应不敏感;2)培养的土壤含水量显著影响土壤磷酸酶活性变化,且与土壤肥力关系密切。对于含水量25%处理,低肥力CK在土壤含水量为40%时,磷酸酶显著增加50%以上;3)土壤有机磷浓度与土壤磷酸酶活性呈正相关,相同土壤有机磷浓度时,棕壤的磷酸酶活性始终大于塿土。因此,土壤水分是影响低肥力土壤有机磷积累-矿化动态平衡的重要因素,而有机磷浓度是决定土壤磷酸酶活性主要因素之一。     

秸秆生物质炭对镉污染水稻土根际酶活性的影响

为了探究不同Cd污染程度下生物质炭输入对水稻根际土氧化还原类酶、碳循环酶的活性变化的影响,选取水稻作为研究对象,测定不同生物质炭量及Cd施入下水稻根际及非根际土壤酶活性的变化状况。研究表明,不同处理下,水稻根际土壤碳循环酶的综合活性指数值介于1.388~12.029之间,而非根际土壤碳循环酶的活性指数值介于0.542~1.713之间。水稻根际土壤氧化还原类酶的综合活性指数值介于0.387~1.627之间,而非根际土壤氧化还原酶指数值介于0.167~1.201之间。可见水稻根际碳循环类酶及氧化还原类酶的活性均高于非根际土壤。当生物质炭施入量为10%,Cd的含量为2.5 mg·kg~(-1)时,水稻根际土壤的碳循环类酶活性指数为12.029,氧化还原类酶活性指数为1.192,均达到最大。由此可得,该浓度的生物质炭施入对两大类酶活性值的提升均有显著作用。     

植被恢复对典型黑土表层土壤团聚体水解酶活性的影响

以典型黑土区耕地和14、23、50年生落叶松人工林表层土壤为研究对象,通过混合土壤和不同粒径(d)干筛团聚体中蔗糖酶、β-D葡萄糖苷酶、磷酸酶活性及土壤酶活性几何平均数等指标的测定、计算与分析,以期探究混合土壤和干筛团聚体之间酶活性的差异,揭示植被恢复对土壤团聚体水解酶活性的影响。结果表明,混合土壤酶活性显著低于团聚体酶活性(P0.05),表现出团聚体对土壤酶具有明显保护作用。植被恢复不同程度的提高了混合土壤和团聚体酶活性,其中以提高d≤1.00 mm各粒径团聚体酶活性及综合指标达到显著水平(P0.05),d≤1.00 mm粒径团聚体酶活性可以作为定量表征黑土区土壤生境质量变化的敏感指标。     

高产田夏玉米季土壤中酶及微生物特性的动态变化特征

以河北山前平原现有高产田为研究对象,以周边常规农田为对照,研究了秸秆还田条件下夏玉米生长季土壤酶活性及微生物特性的动态变化特征。结果表明:两种农田上层(0～20 cm)土壤酶活性较强,且高产田土壤酶活性整体显示出高于常规农田;在不同的土层中,各土壤酶的活性随生育期的动态变化趋势基本一致,在玉米生长旺盛阶段活性较高,其中高产田土壤磷酸酶活性显著高于常规农田(P0.05)。对于常规农田,玉米十叶期追施尿素有效提高了微生物活性,这有利于作物生长旺盛期的发育及还田秸秆腐解;高产田微生物量氮和微生物量磷在生育期内整体上高于常规农田,且表层土壤微生物量磷显著高于常规农田(P0.05)。     

基于不同土壤质地棉花根际微生物和酶活性特征分析

为了明确不同质地土壤对花铃期棉花根际微生物数量与酶活性的影响,采用池栽方式,以‘鲁研棉21’为材料,研究不同质地土壤(砂土、壤土、粘土)种植棉花在花铃期根际细菌、真菌、放线菌的数量及磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性特征。结果表明,随着花铃期棉花的生长发育,3种质地土壤的根际微生物数量和酶活性均呈低-高-低动态变化的单峰曲线,其峰值分别出现在发育最盛的盛花期和盛花期后11 d。在土壤微生物数量方面,砂土整个花铃期3种微生物数量均显著或极显著低于壤土和粘土;而壤土中的微生物数量仅在初花后11 d低于粘土,其他时段均高于粘土。酶活性方面,砂土整个花铃期3种酶活性均显著或极显著低于壤土和粘土;壤土在初花至花后22 d时高于粘土,其余时段低于粘土,但差异均不显著。综上,棉花花铃期根际微生物活性受生长发育进程和土壤质地的双重影响。研究为棉花生产合理布局提供依据。     

南汇东滩湿地不同植被类型土壤酶时空分布特征

本文主要研究了2019年上海南汇东滩海三棱藨草湿地土壤酶全年时空分布及影响因素特征。依据海三棱藨草植被空间分布的差异，重点研究了海三棱藨草植被区、互花米草植被区、互花米草-海三棱藨草植被混合区以及对照区域光滩4个不同区域土壤酶的差异及其影响因素。研究结果如下：(1)南汇东滩海三棱藨草湿地中，不同植被类型土壤酶活性不同：脲酶活性最大值有海三棱藨草区>光滩区>互花米草区>混合区；土壤蔗糖酶活性最大值有海三棱藨草区>互花米草区>混合区＞光滩区；碱性磷酸酶活性最大值有光滩区>海三棱藨草区>混合区>互花米草区；过氧化氢酶活性最大有混合区>海三棱藨草区>互花米草区＞光滩区；（2）混合植被区脲酶和蔗糖酶活性低于单一植被区，互花米草入侵降低了脲酶蔗糖酶酶活性，降低了海三棱藨草湿地的土壤肥力；（3）不同植被类型区域土壤酶活性受环境因子影响不同，植被类型决定了土壤肥力进而影响了酶活力。     

淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应

【目的】针对安徽淮北砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”等不良属性,通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响,揭示土壤酶对施肥模式的响应机制,为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验（1981至今）为基础,研究5种不同施肥模式下（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））小麦-玉米轮作系统中耕层土壤（0-20 cm）脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势,并进行相关性分析和成对比较,分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比,长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%,但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用;长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性,同时明显抑制其他3种土壤酶的活性;在同等施氮水平下,有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平,弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下,有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性,但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系：脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系,而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外,砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下,有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比,能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性,有利于改善土壤生物化学环境,进而提高土壤可持续生产力;土壤酶之间相关关系各有不同,呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶,而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系;砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。     

京郊日光温室土壤微生物状况和酶活性

 对京郊8个蔬菜主产区县，25个有代表性的日光温室的土壤进行分层取样，用相应的培养基培养，测定分析其土壤微生物数量和土壤酶活性。结果表明，0～20 cm表土层受人为因素的影响土壤微生物数量与土壤酶活性明显高于20～40 cm亚表层土；表层的土壤微生物的数量和大部分土壤酶活性表现为1月份大于5月份；随着种植年限增加，多数土壤微生物的数量和土壤酶活性呈增加趋势，但3～4年增势变缓。土壤细菌、放线菌、真菌之间呈显著正相关关系，碱性、中性、酸性磷酸酶和脲酶之间也呈显著正相关关系，土壤真菌数量和上述酶（除过氧化氢酶）活性呈显著正相关。讨论和分析了影响土壤微生物和相关酶活性的相关因素。     

清耕和生草梨园土壤酶活性的空间变化

【目的】研究清耕、生草梨园土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性空间变化特征。【方法】以清耕、生草模式下砀山酥梨园土壤为对象,分别测定株间、行间及其不同土壤深度(0—60cm)过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。【结果】在清耕梨园同一土层的株间、行间,每种酶的活性发生变化,在生草梨园同一土层的株间、行间,每种酶的活性也发生变化,表现出在水平方向活性变化。不同土层土壤酶活性的大小也存在差异,表现出在垂直方向活性变化。清耕和生草梨园株行间土壤蔗糖酶活性在0—20cm土层高于20—40cm和40—60cm土层,土壤过氧化氢酶活性在行间表现出0—20cm和20—40cm土层高于40—60cm土层,土壤碱性磷酸酶活性表现为20—40cm土层低于0—20cm和40—60cm土层。生草栽培除40—60cm土层的蔗糖酶活性低于清耕栽培外,3种酶活性在3个土层均表现出生草高于清耕,提高了梨园土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,分别高出清耕梨园22.94%、4.75%和21.12%。【结论】在清耕和生草两种栽培模式下,3种酶活性存在空间变化,生草提高了3种酶活性。     

锰对商陆根际微生物及土壤酶的影响

进一步阐明植物对锰毒的耐性机制,通过盆栽试验对不同Mn浓度下美洲商陆根际微生物及土壤酶活性的影响及用顺序浸提法研究商陆根际Mn形态与6种土壤酶的关系.结果表明:1)随Mn浓度的增加,真菌数量逐渐减少,细菌、放线菌数量变化呈波动性.2)低浓度Mn可刺激脲酶、磷酸酶的活性;高浓度下,脲酶、蛋白酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性均受到不同程度的抑制;多酚氧化酶活性在高浓度下增加.3)相关分析表明,锰浓度与土壤酶活性间存在显著负相关性,相关程度为过氧化氢酶＞脲酶＞磷酸酶＞多酚氧化酶＞蛋白酶＞转化酶;脲酶、蛋白酶、转化酶、多酚氧化酶、磷酸酶5种酶的活性间呈显著正相关,表明它们对锰胁迫有相似的适应性.过氧化氢酶、脲酶对锰的影响作用最敏感.4)土壤酶与锰化学形态多呈线性关系,各形态Mn与脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性均呈显著或极显著负相关,而与转化酶活性的负相关性很小,全Mn与蛋白酶活性及专性吸附态Mn与多酚氧化酶活性的相关性显著.5)各形态锰含量与土壤酶活性的相关关系优于总量锰,因此可将锰各形态含量关系作为评价红壤锰污染程度的主要生物学指标.     

外源Cd对中国不同类型土壤酶活性的影响

【目的】研究国家土壤环境质量二级镉（Cd）污染标准下,中国不同类型土壤的酶活性变化,初步探讨其间的关系,了解土壤酶作为污染程度监测指标及污染标准的可行性。【方法】采用模拟盆栽试验,设置对照、低浓度、高浓度3个水平,分析Cd污染玉米收获后不同类型土壤中7种酶活性的变化。【结果】Cd胁迫对不同土壤酶效应有所差别,在供试Cd浓度范围内,土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶对Cd胁迫反应不敏感;转化酶、FDA水解酶和脱氢酶活性显著受到抑制,而激活了脲酶和碱性磷酸酶;当Cd浓度达到国家土壤环境质量二级标准,Cd对土壤FDA水解酶和脱氢酶的平均抑制率分别达34.03%和31.14%;主成份分析构建的土壤酶、土壤酶-理化性质-Cd信息系统与总体酶活性达极显著正相关,可较好反映土壤Cd污染的影响。【结论】土壤脱氢酶、FDA水解酶、总体酶活性对土壤Cd较为敏感,可作为监测辅助指标之一;土壤酶与Cd间关系受到酶种类、土壤性质等的影响,其中尤以土壤有机质和pH影响最重要。