天祝高寒草甸土壤酶活性分析

对青藏高原高寒草甸主要土壤酶种类及活性进行的调查分析结果表明:高寒草甸土壤中存在脲酶、磷酸酶、纤维素酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和蛋白酶等8种土壤酶,它们的酶活性存在差异,天然草地中除蔗糖酶和过氧化物酶外其余酶活性均高于燕麦地,并通过主成分分析得到了高寒草甸土壤酶综合评价模型.     

生物土壤结皮对东祁连山高寒草甸土壤特性的影响

为阐明生物土壤结皮(Biological soil crusts, BSCs)在东祁连山高寒草甸生态系统中的生态功能,分土层(0～2、2～5、5～10、10～20和20～30 cm)比较了BSCs覆盖区和草本(Herbaceous, Herbs)植物覆盖区的土壤特性(含水率、全氮、全磷、全钾、有机碳、速效氮、速效磷、速效钾、微生物量碳氮含量、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性)。结果表明：与Herbs覆盖区相比,1)BSCs可改善高寒草甸的土壤理化性质,土壤含水率、全氮、全磷、速效磷、速效氮和有机碳含量最高可分别提高9.83%、55.8%、23.36%、39.29%、18.64%和5.43%;2)BSCs使0～2、5～20 cm土层蔗糖酶活性升高,降低0～20 cm土层脲酶活性,且显著增加2～5 cm土层的碱性磷酸酶活性(P<0.01);3)BSCs降低了0～20 cm土层土壤微生物生物量氮和0～5 cm土层的微生物生物量碳含量;4)结构方程模型表明,BSCs对土壤特性的影响大于Herbs, Herbs仅对速效钾含量和脲酶活性影响显著,而BSCs对参试指标均为显著的正效影响(P<0.01),尤其是对土壤微生物生物量碳氮的影响。以上结果表明BSCs具有改善高寒草甸土壤环境质量的生态功能,对高寒草甸生境的恢复与改善有促进作用。     

不同退化程度高寒草地土壤酶活性的研究

研究了东祁连山高寒草地脲酶、过氧化物酶、中性磷酸酶和纤维素酶活性的垂直变化规律及草地退化程度对土壤酶活性的影响。结果表明,3个不同退化程度样地的中性磷酸酶,纤维素酶和过氧化物酶活性随土壤深度的加深而呈现递减的规律,并且表层土壤酶活性在3层总酶活性中占有较大的比例,最大占47.4%,最小占37.2%;中性磷酸酶,纤维素酶和过氧化物酶活性均表现为轻度退化>重度退化>过度退化。相关分析表明,在0~30 cm土层中纤维素酶和过氧化物酶活性在轻度退化草地与过度退化草地差异极显著(P<0.01),在10~20 cm土层中脲酶活性和中性磷酸酶活性在轻度退化草地与过度退化草地差异显著(P<0.05)。     

高寒矮嵩草草甸土壤酶活性与土壤性质关系的研究

对高寒矮嵩草草甸土壤性质及酶活性进行研究,分析了土壤性质与酶活性之间的关系。结果表明:在0~20cm土层随土壤深度的增加,土壤容重、pH值和全钾升高,有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷、有效钾、阳离子交换量均明显下降;所测的7种土壤酶中,除多酚氧化酶活性呈现随土壤层次加深而升高外,过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、纤维素酶、转化酶、碱性磷酸酶均明显降低。相关分析表明:土壤有机质和有效钾除与多酚氧化酶呈显著负相关外,与其余6种酶呈显著正相关;全氮、有效磷、阳离子交换量除与转化酶相关性不显著外,与其它6种酶呈显著相关;有效氮、全钾只与纤维素酶、碱性磷酸酶存在显著的相关关系;pH值、全磷与所测的7种酶均无明显的相关性。多酚氧化酶和转化酶与部分酶存在显著的相关关系,其余土壤酶之间均存在显著的相关关系。通径分析表明:各种土壤因子不仅直接影响土壤酶活性的大小,还通过相互之间的作用间接调控土壤酶活性。     

藏北高寒草原土壤酶活性对氮添加的响应及其影响因素

为阐明藏北高寒草原土壤酶活性对氮沉降响应规律,本研究于2013年开展模拟氮沉降试验(氮添加水平：0,2,5和10 g·m^-2·yr^-1),采用样方法对植物取样,双对角线法对土壤取样,分析土壤酶活性在氮添加5年后的变异特征及影响土壤酶活性的主要环境要素。结果表明：蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性在氮添加后显著降低(P<0.01),而脲酶和中性磷酸酶活性在氮添加后显著增加(P<0.01)。通过相关性分析和冗余分析表明：氮添加未显著影响土壤pH,土壤pH对土壤酶不存在显著影响。氮添加增加土壤活性氮含量,提高凋落物量和地下生物量,降低根系木质素含量;氮添加增加土壤中易分解的碳氮资源,降低碳相关水解酶和氧化酶活性,提高脲酶活性;氮添加提高了植物对磷的需求,增强磷酸酶活性。因此,氮添加引起植物特征的变化是影响土壤酶活性的主要因素。     

不同生长年限啤酒花土壤酶活性的研究

通过田间采样和室内分析测试相结合的方法,研究啤酒花不同生长年限对土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性均显著高于非根际,而多酚氧化酶活性明显低于非根际。随啤酒花植龄延长,过氧化氢酶活性显著降低,脲酶活性显著升高,而中性磷酸酶和多酚氧化酶的活性先升高后降低。与5年植龄的相比,植龄为8,18,20和22年的根际土壤过氧化氢酶活性分别降低14.80%,24.34%,23.03%和22.04%,差异均显著;脲酶活性分别提高3.96%,30.35%,80.99%和106.33%,除8年外,差异均达显著水平。通过对产量和α-酸含量的分析表明,植龄为18和20年时啤酒花产量最高,与其他植龄差异显著;α-酸含量在植龄为5和8年时最高,与其他植龄间差异显著。     

贝加尔针茅草原土壤酶活性及微生物量碳氮对养分添加的响应

通过草地养分添加控制试验,研究了贝加尔针茅(Stipa Baicalensis)草原在CK,K,P,N,PK,NK,NP,NPK不同养分添加方式下土壤酶活性、土壤微生物量碳氮的变化以及他们与土壤养分间的相互关系。结果表明:土壤蔗糖酶在含磷养分添加条件(NP,NPK,P,PK)下活性显著高于CK,脲酶活性在氮磷组合添加条件下(NP,NPK)下有显著提高,碱性磷酸酶活性在NP,NPK和NK处理下有显著的提高,过氧化氢酶在不同养分添加条件下活性与CK无显著差异;NP,NPK,N和PK处理下微生物量碳显著高于其他处理,NP处理下微生物量氮显著高于CK;过氧化氢酶、蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著正相关,微生物量碳与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈极显著正相关,微生物量氮与速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关。综合分析表明,氮磷养分组合添加可以提高贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮含量,有利于土壤肥力状况改良。     

青藏高原东缘不同草地类型土壤酶活性研究

以青藏高原东缘4种不同类型草地(高寒草甸、高寒灌丛、沼泽化草甸、山地草原)为研究对象,分析了不同类型草地土壤理化性质、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。结果表明,4种类型草地土壤表层(0～15 cm)的酶活性均高于其下层土壤(15～30 cm),而且随草地类型变化的趋势基本一致;土壤β-葡萄糖苷酶活性在4种类型草地中的变化趋势为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸＞山地草原,酸性磷酸酶活性为沼泽化草甸＞高寒草甸＞高寒灌丛＞山地草原,脲酶活性在表层为沼泽化草甸＞高寒灌丛＞山地草原＞高寒草甸,下层为山地草原＞沼泽化草甸＞高寒灌丛＞高寒草甸。相关性分析结果表明,土壤β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈极显著正相关,可作为衡量土壤肥力的指标。     

三江源区不同退化演替阶段高寒草甸土壤酶活性和微生物群落结构的变化

 对三江源区不同退化演替阶段的高寒草甸土壤酶活性和微生物群落结构进行分析,结果表明：１）土壤微生物种类和数量并不随着高寒草甸的退化而降低,而是在中度退化阶段达到最高;２）不同退化演替过程,中度退化阶段土壤微生物的结构更加复杂;３）不同土层中,０～１０ｃｍ 土壤微生物的多样性更加丰富,其群落结构能更好地适应外界环境的变化;４）５种土壤酶的酶活性均随土层深度的增加而显著降低（P＜０．０５）。在不同退化演替阶段,碱性磷酸酶的活性随演替的进行而显著降低（P＜０．０５）;蛋白酶和多酚氧化酶的酶活性最大值出现在中度退化演替阶段,最小值则在未退化阶段（原生植被）出现;蔗糖酶和脲酶活性在４个演替阶段中均无显著变化（P＞０．０５）。不同酶活性对外界环境变化敏感性不同,蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶具有较高的敏感性,而脲酶和蔗糖酶活性的敏感性较低;５）土壤酶活性与土壤微生物在高寒草甸不同退化演替阶段具有显著相关性（P＜０．０５）。土壤酶活性、土壤微生物群落结构可以作为一个综合指标,来指示三江源区高寒草甸的演替阶段和退化程度。     

三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性影响的研究

研究了三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性造成的影响,结果表明:在极端环境下高寒草甸退化对土壤有机质和全氮含量的影响一致,随着退化程度的加重出现先升高而后降低的现象,重度退化阶段土壤表层含量降低,中下层土壤含量升高;全磷的含量先随着退化加剧降低,在重度退化阶段升高;退化导致土壤全钾含量降低.速效养分含量的变化也不相同:速效氮的含量在轻度和中度退化阶段降低,在重度退化阶段升高;速效磷的含量呈升高趋势;速效钾的含量先升高后降低.草甸退化使土壤脲酶和蔗糖酶活性出现了显著变化(P<0.05),脲酶活性在不同土层间差异显著(P<0.05),蔗糖酶没有表现出土体层次性差异;相关分析表明,高寒草甸的土壤酶活性与营养成分含量之间相关不显著.     

增温和氮添加对长江源区高寒沼泽草甸生态系统呼吸的影响

为探究高寒湿地生态系统对气候变化的响应,本研究对模拟增温（2.64℃）、氮添加（40 kg N·ha^-2·yr^-1）及其交互处理下的高寒沼泽草甸生态系统呼吸进行了2个生长季的监测。结果表明：增温显著提高了高寒沼泽草甸生态系统呼吸（约25%）,而氮添加对高寒沼泽草甸生态系统呼吸无显著影响;增温降低了高寒沼泽草甸生态系统呼吸对土壤温度变化的敏感性。在相对温暖的2015年生长季,增温和氮添加对生态系统呼吸起到协同促进作用。分析发现高寒沼泽草甸生态系统呼吸主要受表层土壤温度、植物生物量和土壤可溶性有机碳的影响;增温显著提高了植物地上和地下生物量,增强了自养呼吸,是增温提高生态系统呼吸的主要原因。本研究结果表明相比于大气氮沉降增加,高寒沼泽草甸生态系统呼吸对气候变暖的响应更加敏感。     

增温和施肥对土壤有机质的影响——以内蒙古农牧业科学院四子王旗基地为例

以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)+冷蒿(Artemisia frigida Willd.)+无芒隐子草(Cleistogenes mutica Keng)的荒漠草原为研究对象,野外自然条件下进行增温设施和施氮肥试验,研究了施肥增温、施肥不增温、不施肥增温、不施肥不增温条件下各土层、各种处理土壤有机质的变化规律.结果表明,在增温、施氮条件下有机质含量均增加,在4种处理条件下土壤有机质含量都随着土层的加深而逐渐降低;增温施氮作用下2008年的有机质含量明显低于2007年.这与当年的雨水有很大关系,对照区不同深度土壤的有机质含量变化规律是一致的,都随着年份的增加而逐渐减少.     

施肥对喀斯特地区植草土壤碳库管理指数及酶活性的影响

为了解施肥对喀斯特地区土壤有机碳积累及平衡的影响,通过田间试验,研究不同施肥处理对植草土壤活性有机碳含量、碳库管理指数及土壤酶活性(淀粉酶、蔗糖酶和脲酶)的影响。结果表明,施肥对植草土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响显著,但是对3种土壤酶活性的影响不一致。与不施肥相比,施肥提高土壤活性有机碳和碳库管理指数,以N₂PK处理提高土壤活性有机碳含量最为明显,提高幅度达到695.6%;低N(N₁)处理提高土壤淀粉酶活性8.65%~13.80%,而高N(N₂)处理提高土壤淀粉酶则不明显,且N₂P处理降低17.94%;各施肥处理土壤蔗糖酶活性降低2.55%~26.97%;单施氮肥和N₂P处理提高土壤脲酶活性87.67%~169.03%,而N₁P处理降低土壤脲酶活性。研究结果可为喀斯特地区牧草科学施肥及农田固碳减排提供理论依据。     

尕海湿地区沼泽草甸土壤酶活性对短期增温施氮的响应

为探讨高寒湿地土壤酶活性对未来气候变暖和氮沉降的响应特征，在尕海湿地区沼泽化草甸内采用OTC系统模拟增温和外源氮素添加(15kg·hm^-2·a^-1)的方式，分别设对照(CK)、增温(T)、施氮(N)和增温+施氮(TN)处理，分析不同处理土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、硝酸和亚硝酸还原酶)在不同土层的分布特征及其差异性。结果显示：增温提高了脲酶、蔗糖酶和硝酸还原酶活性，降低了磷酸酶和亚硝酸还原酶活性；施氮降低了硝酸、亚硝酸还原酶和蔗糖酶活性，提高了脲酶和磷酸酶活性；增温施氮的交互处理提高了脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性，降低了硝酸和亚硝酸还原酶活性，且在土壤表层差异显著(P<0.05)；未来气候变暖和氮沉降加剧增加了土壤水解酶活性，降低了氧化还原酶活性。本研究有助于深入认识未来气候变暖和氮沉降背景下的湿地土壤养分循环过程。     

盐碱草地补播虎尾草、野大麦同时覆盖秸秆对土壤酶活性的影响

在黑龙江省松嫩平原退化盐碱草地,补播虎尾草(Chloris virgata)和野大麦(Hordeum brevisublatum),同时分别覆盖2.0,1.5,1.0和0 kg·m^-2的粉碎玉米(Zea mays)秸秆,连续3年观测土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性。结果表明:补播和覆盖秸秆都可显著提高以上5种土壤酶的活性,同时随处理年限增加呈上升趋势。从土壤酶活性的3年均值来看,补播野大麦优于补播虎尾草。补播野大麦同时覆盖秸秆1.5 kg·m^-2的土壤酶活性最高, 与不覆盖相比,以上5种酶活性可分别提高17.84%,7.39%,24.95%,51.82%,7.20%。补播虎尾草同时覆盖秸秆2 kg·m^-2的土壤酶活性较高,与不覆盖相比,以上5种酶活性可分别提高38.90%,28.22%,69.19%,53.97%,24.67%。由此表明覆盖同时补播虎尾草或野大麦能有效的改善土壤生态环境和养分。     

增温和氮添加对高寒草甸土壤微生物氮素生理群的影响

为了揭示高寒草甸土壤微生物氮素生理群对增温和氮素添加的响应机制，本研究采用模拟增温和添加不同形态氮素的方法，研究了增温和氮素添加对三江源区高寒草甸土壤中硝化细菌﹑反硝化细菌﹑自生固氮菌﹑氨化细菌的影响。结果表明：各处理中土壤微生物氮素生理群的数量分布呈现自生固氮菌 > 反硝化细菌 > 氨化细菌 > 硝化细菌；增温和氮添加处理均显著增加0~15 cm和15~30 cm土壤氮素生理群数量，硝态氮处理下4种氮素生理群数量均高于铵态氮处理，且硝化细菌和自生固氮菌的数量在添加的不同氮素之间差异极显著（P<0.01），而反硝化细菌和氨化细菌的数量差异不显著；增温和添加氮素交互影响土壤微生物氮素生理群数量分布特征，具体表现为促进作用。本研究结果为揭示高寒草甸在全球气候变暖和氮沉降的背景下的响应规律提供数据支撑。     

不同生长年限紫花苜蓿人工草地土壤酶活性及分布

分层取土样,对不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa人工草地中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶的分布特征进行研究,结果表明:在0～40 cm土层内,脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和淀粉酶的活性2年生紫花苜蓿地均相应高于5年生紫花苜蓿地,纤维素酶活性5年生紫花苜蓿地高于2年生紫花苜蓿地;脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性均随土层深度的增加而递减,淀粉酶活性则随土层深度的增加而增高,纤维素酶活性2年生紫花苜蓿地随土层深度的增加而降低,5年生紫花苜蓿地随土层深度的增加而增高.     

施肥与切根对退化羊草草原土壤理化性质和酶活性的影响

从培肥草地土壤肥力的角度,研究了施肥(低氮、高氮、磷、低氮磷、高氮磷)和切根对退化羊草草原土壤理化性质、酶活性的影响,为评价监测研究区农业措施提供科学依据。结果表明:1)施肥和切根对草地土壤有机碳、全磷、C/N、电导率和pH无显著影响,切根处理使土壤全氮含量减少了14.5%。2)切根处理草地的土壤酶活性均高于施肥处理,且脲酶对农业措施的响应更敏感,变化范围为0.82~2.26 mg $NH_{4}^{+}$ ·g^-1·3 h^-1。3)土壤有机碳与全氮、C/N、铵态氮、硝态氮、速效氮之间存在正相关关系,与全磷、电导率、pH、土壤酶活性之间存在负相关关系。因此,施肥和切根可在短期内提高退化羊草草原土壤中的有效养分含量,切根有利于土壤酶活性的提高,从而对草地养分的转化产生潜在的促进作用。     

黄土丘陵区撂荒对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复1至50年撂荒地长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征.结果表明,土壤酶活性前期变化波动较大,后期(20-30a)年变化趋于稳定;尿酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶与其他因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标;尿酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性随恢复年限而增加,多酚氧化酶则减少;土壤酶指数可以作为评价土壤质量的方法.     

培肥措施对旱地农田土壤CO2排放和碳库管理指数的影响

阐明长期有机物料施肥下土壤CO₂排放特征及其影响机制以及碳库管理指数对黄土高原旱作农业区固碳减排及施肥模式选择的影响尤为重要。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的长期定位试验,通过不施肥（CK）、氮肥（NF）、有机肥（OM）、秸秆（ST）、有机肥结合无机肥（OMNF）5个处理,测定并计算了2018年不同施肥措施下全年土壤CO₂排放、作物碳排放效率和碳库管理指数的变化,并运用结构方程模型分析了0~30 cm土壤温度、水分、微生物量碳氮、易氧化有机碳、蔗糖酶、脲酶与土壤CO₂排放速率的关系。结果表明：1）与不施肥相比,秸秆、有机结合无机肥和有机肥处理使生育期土壤CO₂排放平均速率提高了42.72%、30.82%和29.79%,秸秆、有机肥处理分别使生育期土壤CO₂排放量显著提高36.35%、32.45%（P<0.05）,有机结合无机肥处理使碳排放效率显著降低41.10%（P<0.05）;2）有机物料处理均能显著提高0~5 cm土层易氧化有机碳、微生物量碳氮、蔗糖酶活性和碳库管理指数,相比不施肥和氮肥处理,有机结合无机肥处理分别使0~30 cm土壤碳库管理指数提高127.41%,99.33%（P<0.05）;3）结构方程模型表明,环境因子对土壤CO₂排放速率的总解释度为53%,对土壤CO₂排放速率总效应较大的影响因素包括土壤温度（2.36）、微生物量碳（1.59）和土壤水分（1.18）,且均间接地影响着土壤CO₂排放速率,土壤温度促进了微生物量碳和蔗糖酶活性的提高,微生物量碳促进了微生物量氮和易氧化有机碳的增加。综合来看,有机结合无机肥处理可以提升土壤碳库管理指数,保持微生物活性,增加作物产量,降低土壤碳排放效率,是陇中黄土高原旱作农业区比较适宜的农田培肥措施。