喀斯特山区土壤酶活性研究回顾与展望

对喀斯特山区土壤酶活性来源及影响因素的研究进行了综述,总结了土壤生态条件、土壤类型、植物、微生物、管理措施、土壤肥力、土地耕作方式等方面对土壤酶活性的影响。从土壤酶活性的基础研究及应用研究的角度,提出从7个方面深入开展喀斯特山区土壤酶活性的研究。     

大棚栽培土壤脲酶活性与养分因子的通径分析

为了研究设施栽培条件下土壤脲酶活性与养分因子的关系,运用通径分析法对大棚土壤脲酶活性及养分进行了分析.结果表明,土壤脲酶活性对养分因子的多元回归可以解释93.5%的脲酶活性变化,误差通径系数为0.255.大棚栽培土壤的碱解氮、有机质对脲酶活性具有显著的直接作用,是影响脲酶活性的主要因素.土壤全氮、速效磷和速效钾对脲酶活性的影响主要是通过有机质、碱解氮的间接影响.     

镉胁迫下不同萝卜品种混种对土壤酶活性的影响

为研究镉胁迫(10 mg·kg-1)条件下,混种萝卜对土壤酶活性的影响,试验选用"红萝卜"、"青头萝卜"和"白萝卜"三种不同类型的萝卜品种,分别进行两两混种和三种混种,测定了土壤过氧化氢酶、土壤脲酶和土壤蔗糖酶活性。结果表明,在镉胁迫条件下,红萝卜与青头萝卜混种提高了土壤过氧化氢酶活性,降低了土壤脲酶活性,其土壤蔗糖酶活性介于两者单种之间。红萝卜与白萝卜混种降低了土壤过氧化氢酶活性,提高了土壤脲酶活性和土壤蔗糖酶活性。青头萝卜与白萝卜混种提高了土壤过氧化氢酶活性,其土壤脲酶活性和土壤蔗糖酶活性介于两者单种之间。三种萝卜混种提高了土壤过氧化氢酶活性和土壤脲酶活性,其土壤蔗糖酶活性高于单种红萝卜和单种白萝卜,低于单种青头萝卜。通径分析表明,红萝卜和白萝卜可食用部分生物量大小主要受土壤过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性的影响,而青头萝卜可食用部分生物量大小主要受土壤尿酶活性和土壤蔗糖酶活性的影响。     

杉木人工林土壤酶活性与土壤性质的通径分析

运用通径分析法对江西省大岗山杉木人工林土壤理化性质与土壤酶活性的关系进行了研究,探讨了不同土壤理化性质对土壤酶活性的影响程度和机理。结果表明:各种土壤性质不同程度影响着土壤酶活性的变化特征。土壤碱解氮含量通过强烈的直接作用及其与速效钾含量间的间接作用,在相当程度上决定着纤维素酶活性的变化;有机质含量在β 葡糖苷酶活性的变化中发挥着极其重要的作用;强烈的直接作用及与其他土壤性质间的间接作用使总孔隙度成为影响蔗糖酶活性的主要因素。土壤碱解氮含量和田间持水量决定了多酚氧化酶活性的大部分变异。和简单相关与回归分析手段相比,通径分析能更客观、全面地评价土壤理化性质对土壤酶活性的影响。      

小麦生长过程中铜其复合污染对土壤脲酶活性的影响

[目的]研究植物根际对重金属复合污染土壤酶活性的影响。[方法]通过盆栽试验,研究了在不同小麦生长时期重金属铜与镉、铅、锌复合作用对根区、非根区土壤脲酶活性的影响。[结果]在铜分别与镉、铅、锌的交互作用下,土壤脲酶活性随小麦的生长有下降趋势,根区脲酶活性总体上高于非根区。3种重金属交互作用类型对土壤脲酶活性的影响有所不同且受小麦生长时期的不同的影响,不同重金属交互作用类型对铜单独作用下土壤脲酶活性的影响也存在一定差异。铜其复合污染在小麦生长的抽穗期和成熟期对土壤脲酶活性的影响相对较小。[结论]该研究可为评价土壤重金属污染环境质量提供理论依据。     

石漠化治理区不同优势树种根际土壤酶活性与土壤理化性质和微生物数量的关系

为探究石漠化治理区人工林根际土壤理化性质及微生物数量对土壤酶活性的影响,以通径分析法对建水县小关村石漠化治理区不同树种根际土壤酶活性与土壤理化性质、微生物数量关系进行研究。结果表明:不同树种的根际土壤理化性质指标、酶活性和微生物数量除速效磷和真菌数量外,均存在显著差异(P<0.05)。根际土壤酶活性与理化性质、微生物相关性显著。影响过氧化氢酶活性的重要因子是全钾、放线菌数量、pH;影响脲酶活性的重要因子是pH、放线菌数量、全氮;影响蔗糖酶活性的重要因子是pH、全钾、全氮。综合来看,石漠化治理区人工林根际土壤酶活性受根际土壤理化性质影响较大,受微生物数量影响较小。     

转基因作物对土壤酶活性影响的研究进展

土壤酶能够催化土壤中复杂的有机物转化为简单的无机化合物,参与生态系统物质循环和能量流动,可以有效地反映土壤肥力,然而其活性受到多方面因素的影响。本文综述了不同转基因作物对土壤酶活性的影响,结果发现,转基因作物的种植对土壤酶活性没有显著性影响,作物生育期是土壤酶活性的主要影响因素。同时,本文还对今后的研究进行了展望,以期为转基因作物环境安全评价提供参考。     

高山栎天然林土壤酶活性与土壤理化性质和微生物数量的关系

以云南省玉溪市磨盘山国家森林公园内的高山栎天然林土壤为研究对象,运用通径分析方法,对土壤酶活性与土壤理化因子、微生物数量之间的关系进行了分析。结果表明:土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性都是随着土壤深度的加深而逐渐减小;土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性均与土壤理化性质、微生物数量之间有着密切的相关关系;影响脲酶和过氧化氢酶活性程度最大的是有机质;影响转化酶活性最重要的因子是土壤有机质、速效钾和碱解氮。     

玉米—大豆轮作条件下长期定位施肥对土壤酶活性的影响

为研究不同长期定位施肥处理对土壤酶活性的影响,以采自于沈阳农业大学棕壤长期轮作施肥定位试验站的土壤样品中为试验对象,研究了15组长期定位不同施肥处理对土壤酶活性的影响。结果表明:不同施肥条件下,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性有一定差异。增施氮肥条件下,对土壤脲酶的活性的增加效果显著,却降低了土壤蔗糖酶活性的促进作用;磷肥对土壤蔗糖酶活性有显著的促进作用,而对土壤脲酶活性的影响较小;钾肥对土壤纤维素酶活性有一定的促进作用,尤其是与有机肥配施的情况下,促进作用更为显著,而对土壤脲酶、蔗糖酶活性的影响较小;施用有机肥,尤其是机肥配施无机肥,可以显著提高土壤蔗糖酶、纤维素酶活性,而对土壤脲酶活性虽然有一定的促进作用,但是影响较小。施肥对土壤过氧化氢酶的活性虽然有一定的抑制作用,但是不同施肥条件下的影响差异性不显著,可见土壤过氧化氢酶活性可能更多的受到多因素的影响。土壤蔗糖酶平均活性为6.61mg·g-1,土壤脲酶平均活性为12.60mg·g-1,土壤过氧化氢酶平均活性为6.91mg·g-1,土壤纤维素酶平均活性非常小,仅为0.14mg·g-1。从整体来看,施肥对脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均有促进作用,而施肥对过氧化氢酶活性有抑制作用。     

转基因亚麻根系分泌物对土壤酶活性的影响

[目的]针对转基因亚麻对土壤多酚氧化酶、脲酶和磷酸酶活性的影响进行研究,为系统评价转基因植物对土壤生态环境造成的风险提供参考.[方法]比较了转基因、非转基因亚麻种植20d后与种植80 d后的根际土壤多酚氧化酶、脲酶和磷酸酶活性差异.3种酶活性分别利用邻苯三酚比色法、奈氏比色法与苯磷酸二钠比色法测定,同时设立空白土对照.[结果]与种植20d后的土壤相比,种植80 d后的土壤酶活性均有不同程度的变化,土壤脲酶活性升高,而土壤磷酸酶和多酚氧化酶活性下降.转基因亚麻对土壤多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶活性有一定影响,但是并未达到统计上的显著水平或极显著水平.[结论]这可能说明土壤多酚氧化酶、脲酶及磷酸酶活性受到转基因亚麻根系分泌物的影响较小.     

鄱阳湖湖滨湿地土壤酶活性及影响因素

土壤酶参与有机碳和养分转化的生物化学反应,对土壤有机质的循环起重要作用。为探讨湖滨湿地土壤酶 活性变化规律及其影响因素,以鄱阳湖滩地土壤为研究对象,在2011 年的2、5、9 和11 月分别采集0 ~ 10 cm 的土 壤样本,对土壤性质和与有机碳转换相关的3 种水解酶和2 种氧化还原酶的活性进行测定,并分析了土壤性质参 数与酶活性的相关性。结果表明,不同月份的土壤pH 值、有机碳和氮含量的差异不显著,但土壤酶活性变化有显 著差异。纤维二糖酶和茁鄄糖苷酶活性在9 月份达到最大值;而酚氧化酶活性在2 月份最高,9 月最低;过氧化物酶 活性则在11 月最高;己丁质酶活性未表现出显著差异。相关分析表明,土壤水分含量与酚氧化酶和过氧化物酶活 性呈极显著相关;地表温度与纤维二糖酶活性呈显著正相关,而与过氧化物酶活性呈极显著负相关。土壤有机碳 和全氮含量与茁鄄糖苷酶活性呈显著负相关,而与过氧化物酶活性呈极显著正相关。综合分析认为,湖滨湿地土壤 水分的变化显著影响不同土壤酶活性的变异,而土壤有机碳和氮对土壤酶活性的影响相对较小。      

河岸带不同植被下土壤酶特征及其去污效果

通过测定河岸带常见植被类型下的土壤酶活性,比较其去污效果,分析土壤酶活性与TN、TP、NH4+-N、COD等农业面源污染物去除率的相关性。结果表明,不同植被类型表层土壤酶活性存在显著差异(P<0.05),灌草、草本酶活性较大,乔灌草次之,乔草最小,而不同植被河岸带对农业面源污染物的去除率也表现出基本相同的规律,因此对农业面源污染去除效果最好的河岸带植被类型配置应为灌草或草本(芦苇);不同植被深层土壤酶活性基本不存在显著差异。由相关性分析可知,TN、NH4+-N去除率与表层土壤脲酶活性呈显著相关关系,而COD去除率与土壤脲酶的相关性不显著;TP、COD去除率与土壤磷酸酶活性的相关性显著。研究结果为利用土壤酶活性强度作为评价河岸带净化效果的指标提供了理论依据。     

皆伐油松人工林天然更新对土壤肥力和酶活性的影响

目的探讨油松人工林皆伐后天然更新成林的过程中对土壤肥力和酶活性的影响,分析植物群落演替过程中土壤质量的变化规律,为油松林的地力维护和可持续经营提供理论依据。方法采用演替时序法,在河北平泉地区选择立地条件一致的中龄林（32年）、近熟林（40年）、成熟林（53年）,皆伐后不同时间（5年、10年、24年）的天然更新林及皆伐后8年撂荒地作为对照,分0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层测定土壤肥力和酶活性,并对2组指标进行典型相关分析。结果（1）从中龄林到成熟林土壤质量持续提升,其中在0 ~ 10 cm土层土壤含水量、全氮含量和蔗糖酶活性分别提高了161.5%、379.1%和181.3%,各指标在10 ~ 20 cm土层也有显著提升（P < 0.05）。（2）皆伐后5年天然更新林与成熟林相比土壤肥力和酶活性差异不显著（P > 0.05）,到伐后24年土壤肥力和酶活性逐渐下降,与伐后5年相比,土壤毛管持水量、全氮含量和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm土层分别下降了24.4%、61.0%和28.8%,在10 ~ 20 cm土层各指标也均有明显下降（P < 0.05）,但伐后24年土壤肥力和酶活性仍高于中龄林和近熟林。（3）天然更新林的土壤肥力和酶活性显著高于撂荒地（P < 0.05）,天然更新林在0 ~ 10 cm土层土壤毛管持水量、有机质含量和脲酶活性相比撂荒地分别提高了43.7%、145.7%和116.6%,在10 ~ 20 cm土层各指标也显著高于撂荒地（P < 0.05）。（4）典型相关分析表明土壤酶活性与土壤肥力之间具有极显著相关性（P < 0.01）,土壤肥力主要受土壤密度、毛管持水量、毛管孔隙度、有机质、全氮的影响,而土壤酶活性主要受脲酶和蔗糖酶的影响。土壤肥力和酶活性的典型变量得分均表现为成熟林 > 伐后5年 > 伐后10年 > 伐后24年 > 近熟林 > 撂荒地 > 中龄林。结论油松人工林成熟林阶段土壤质量明显改善,随着时间推移皆伐会造成一定程度的土壤肥力和酶活性下降,但在皆伐迹地上及时实现植被恢复会显著减轻下降的程度,且土壤质量明显好于同一发育阶段的人工林。皆伐油松人工林天然更新可以有效地缓解地力衰退的问题。      

武夷山土壤养分及酶活性的空间分布特征

[目的]探讨武夷山土壤养分和酶活性的空间分布特征。[方法]以武夷山5个海拔(312、687、1 153、1 775、2 186 m)土壤为研究对象,测定各个海拔不同土层的养分和酶活性变化。[结果]武夷山土壤养分含量和酶活性分布差异明显,随着海拔升高,土壤有机质、全氮、全磷以及酶活性均呈上升趋势,而同一海拔,随着土层加深,土壤有机质、全氮、全磷以及酶活性均呈下降趋势。相关性分析表明,海拔高度与土壤酶活性、土壤养分等各指标间呈极显著或显著相关;5种土壤酶活性与3种土壤养分指标之间,除蛋白酶和全磷不显著相关外,其他均呈显著或极显著相关;5种土壤酶活性之间,除蛋白酶与蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶不显著相关外,其他均呈显著或极显著相关;3种土壤养分指标之间均呈显著或极显著相关。[结论]该研究为植被的空间选择及修复奠定基础。     

黔中地区土壤酶活性对岩性的响应

选择黔中喀斯特地区6种不同岩性(玄武岩、石英砂岩、长石石英砂岩、变余砂岩、第四纪红色黏土、煤系砂页岩)发育的土壤为研究对象,通过采样并测定其土壤酶活性指标、土壤肥力指标,分析土壤酶活性及其与肥力因子的关系。结果表明,(1)土壤酶活性对岩性的响应,除淀粉酶外,其他土壤酶活性指标均存在明显差异;(2)玄武岩发育的土壤酶活性表现最好,脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性最高;(3)土壤酶活性与所对应的肥力因子间密切相关。     

滨海沙地簕竹属10个竹种根际土壤酶活性研究

对滨海沙地簕竹属10个竹种根际土壤酶活性和土壤养分进行测定分析,结果表明:(1)不同竹种根际土壤酶活性表现为河边竹、破蔑竹具有较高的蔗糖酶活性;观音竹、青皮竹具有较高的蛋白酶活性;佛肚竹、黄金间碧竹具有较高的脲酶活性;纤维素酶活性较高的为青竿竹、凤尾竹;过氧化氢酶活性较高为青皮竹、青竿竹。(2)青竿竹、佛肚竹、黄金间碧竹、凤尾竹、观音竹、鼓节竹等竹种根际土壤有机质、氮、磷、钾元素含量高于其他竹种,且显著高于裸地。(3)相关性分析表明,酶活性与pH呈现负相关,有机质与酶活性达到极显著与显著水平相关,而脲酶、纤维素酶与土壤养分元素达到极显著与显著相关水平,表明了土壤酶活性能够作为表征土壤肥力情况的一个指标。     

不同温度下外源纤维素酶对土壤原生纤维素酶活性的影响

[目的]观察向土壤中加入外源纤维素酶后土壤原生纤维素酶活性及其底物酶解率的变化。[方法]以玉米秸秆为底物,在pH值6.5,温度27、37、47℃的环境中,向土壤施加外源纤维素酶,研究不同温度下外源纤维素酶对土壤原生酶活性及其底物酶解率的影响。[结果]在pH值6.5环境中,各处理酶活均是先上升后下降的,可能是因为土壤与酶共存状态下酶解速率很快,在培养的前半段时间就将大部分秸秆酶解,在此后几天秸秆残留越来越少,酶活也就逐渐降低。各温度处理下的土壤酶活为47℃〉37℃〉27℃,且各温度环境下添加外源纤维素酶都有助于提高土壤原生纤维素酶活性。[结论]添加外源纤维素酶有助于提高土壤原生纤维素酶活性。     

减肥条件下生物炭施用方式对土壤肥力及酶活性的影响

为研究生物炭逐年施加和一次性施入4年后对土壤肥力和酶活性的影响，采用定位试验设置100%（F1）、80%（F2）和60%（F3）推荐施肥量的三种施肥水平×四种施炭量（CK：0 t·hm^-2，B1：2.6 t·hm^-2·a^-1，B2：13 t·hm^-2，B3：26 t·hm^-2）共12个处理，分析土壤氮磷钾养分含量和酶活性指标的变化，其中B1处理逐年施加，B2和B3处理一次性施加。结果表明生物炭对土壤氮素提高效果显著，其中全氮含量较对照处理提高23.08%~52.25%，硝态氮含量是对照的1.80~2.46倍，并随施炭量提高而增加，提升效果优于铵态氮。60%推荐施肥条件下，施加13 t·hm^-2和26 t·hm^-2生物炭土壤速效磷含量分别高于不施炭对照84.99%和159.23%。土壤全钾含量未因生物炭加入发生显著变化，但是速效钾含量较对照提高了18.99%~61.24%。土壤酶活性主要受生物炭施加方式的影响：逐年施加生物炭（B1）显著提高了酸性磷酸酶活性，但降低了土壤脲酶和过氧化氢酶活性，而一次性施炭可提高土壤脲酶活性。研究表明，生物炭对土壤氮磷肥力和速效钾肥力均有一定的提升效果，其中对氮素的提高效果最理想，可弥补减肥40%引起的土壤氮素降低。逐年施炭对土壤酶活性影响显著，新鲜生物炭中所含物质是影响酶活性的主要因素。     

滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

  目的  探究岩溶石漠化区土壤团聚体养分及酶活性特征,可为该地区土壤改良和植被恢复提供理论依据。  方法  以滇中高原4种不同石漠化程度(潜在、轻度、中度和重度石漠化)土壤为研究对象,对其表层土壤3种团聚体(粒径＜0.25 mm、粒径0.25~2.00 mm、粒径＞2.00 mm)分布特征,团聚体4种水解酶(淀粉酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶)活性和3种养分(有机碳、全氮、全磷)质量分数特征进行分析。  结果  ①不同石漠化程度土壤团聚体组成比例随粒径的增大而增大,由高到低依次为粒径＞2.00 mm(51.31%)、粒径0.25~2.00 mm(36.53%)、粒径＜0.25 mm(12.04%)的团聚体。②不同团聚体土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、土壤酶活性几何平均数及有机碳、全氮质量分数均随粒径的增大而减小,对有机碳、全氮、全磷及酶活性的贡献率均为粒径＞2.00 mm的团聚体最高,其次为粒径0.25~2.00 mm,粒径＜0.25 mm的团聚体最低。③不同石漠化程度土壤团聚体淀粉酶活性均值为5.70 mg·g?1·h?1,石漠化土壤的石漠化程度从大到小依次为潜在、轻度、重度、中度,石漠化土壤有机碳、全氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性从大到小依次为重度、轻度、潜在、中度。团聚体粒径及石漠化程度均对土壤有机碳、全氮和酶活性有显著影响(P＜0.05),但粒径和石漠化程度的交互作用对土壤养分及酶活性没有显著影响(P＞0.05)。  结论  在岩溶石漠化地区,较大粒径的土壤团聚体在土壤组成上占优势,对土壤养分和酶活性的贡献率也相对较高,而较小粒径的土壤团聚体更有利于土壤养分和酶活性的积累,其相应的含量也更高。图2表6参45