不同树龄的落叶松对林下土壤酶活性的影响

董锐

(辽宁省抚顺市林业科学研究所，辽宁 抚顺 113006)



不同树龄的落叶松对林下土壤酶活性的影响

董锐

(辽宁省抚顺市林业科学研究所，辽宁 抚顺 113006)

摘要以抚顺地区不同树龄的落叶松为研究对象，通过采集林下土壤进行土壤酶活性变化的分析，结果表明：0～20 cm和20～40 cm土壤脲酶和多酚氧化酶都随着树龄的增长呈先上升后下降趋势，而0～20 cm和20～40 cm土壤过氧化氢酶和蛋白酶都随着树龄的增长呈逐渐上升趋势。

关键词树龄；落叶松；林下土壤；酶活性

土壤酶是土壤中产生的生物催化剂。土壤中各有机、无机营养物质的转化与分解,主要通过转化酶、蛋白酶、多酚氧化酶、脲酶及其他水解酶类的酶促作用来完成。其活性的高低反映出了土壤中各种生物化学反应的强弱 ,是土壤肥力评价的重要指标之一,同时也是土壤自我修复能力的一个重要指标[1]。因此,研究土壤酶活性的变化特征,提高土壤酶活性,改善土壤环境,提高土壤肥力具有重要意义。

1材料与方法

1.1试验材料与地点

在抚顺清原地区选择15 a、25 a和30 a落叶松林及邻近没有种植树木土壤为试验研究对象。

1.2试验设计

选择距离相近的3块不同树龄落叶松林，在每块林地中均规划出200 m×200 m的区域进行采样，以相邻没有种植树木的土壤为对照。采样时间定于8月中旬，在每个区域内呈“S”形随机选取5点采集土样。用取土钻分别采取0～20 cm和20～40 cm土层土壤，每层取1 kg土装入自封袋内带回实验室，在阴凉处自然风干，挑出石粒和树枝，采用四分法取土样，过60目筛备用。每个处理重复3次。

1.3项目测定

脲酶测定采用靛酚蓝比色法[2]。

过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法[2]。

多酚氧化酶测定采用邻苯三酚比色法[2]。

蛋白酶测定采用茚三酮比色法[2]。

1.4数据处理

数据采用Excel和Spss17.0 统计软件处理。

2结果与分析

2.1不同树龄的落叶松对土壤脲酶的影响

脲酶是土壤中重要酶之一，它对尿素的转化起到关键作用，它通过酶促反应为植物提供氮源，它的活性大小可以用来表示土壤自身的供氮能力强弱[3]。

由图1可知，4个处理中，两层土壤中土壤脲酶活性随着树龄的增长呈先上升后下降趋势，都以25 a的落叶松林地脲酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高，分别为4.34 NH3-N mg(100 g)-1和3.87 NH3-N mg(100 g)-1。并且上层土壤脲酶活性高于下层土壤，各处理间差异不显著(P>0.05)。说明树龄改变土壤的供氮能力有限。

2.2不同树龄的落叶松对土壤过氧化氢酶的影响

土壤过氧化氢酶在土壤中广泛存在。它能通过酶促反应使过氧化氢分解来抵抗外界对生物体的损害。研究表明，过氧化氢酶活性与土壤有机质含量有关，与土壤肥力成正比关系[3]。

由图2可知，4个处理中，两层土壤过氧化氢酶活性随着树龄的增长而上升，都以30 a的落叶松林地过氧化氢酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高分别为0.42 mL-1g-1和0.34 mL-1g-1。并且上层土壤过氧化氢酶活性高于下层土壤，各处理间差异显著(P<0.05)。说明树龄越高土壤肥力也越高。

2.3不同树龄的落叶松对土壤多酚氧化酶的影响

土壤多酚氧化酶是一种复合酶，它来源于土壤微生物，植物根系及动物的残体分解，它能使土壤中的许多物质反应生成有机质及芳香族化合物的分解与循环，对土壤起到了修复作用[4]。

由图3可知，四个处理中，两层土壤中土壤多酚氧化酶活性随着树龄的增长呈先上升后下降趋势，都以25 a的落叶松林地多酚氧化酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高分别为69.56没食子素mg(100 g)-1和47.89没食子素mg(100 g)-1。并且上层土壤多酚氧化酶活性高于下层土壤，各处理间差异显著(P<0.05)。以25年生落叶松对土壤中的物质分解和循环程度最高。

2.4不同树龄的落叶松对土壤蛋白酶的影响

土壤蛋白酶参与土壤氨基酸及蛋白质的转化，水解的产物是一种高等的植物氮源，其活性高低也与土壤有机质及土壤一些理化性质有关[5]。

由图4可知，4个处理中，两层土壤中土壤蛋白酶活性随着树龄的增长而上升，都以30 a的落叶松林地蛋白酶活性最高，0～20 cm和20～40 cm最高，分别为17.66 NH2μgg-1和14.53 NH2μgg-1。并且上层土壤过氧化氢酶活性高于下层土壤，各处理间差异显著(P<0.05)。

3结论

试验结果可知，不同树龄下的土壤，各种酶的活性变化规律也不同。其中脲酶和多酚氧化酶的变化规律一致，都呈先上升后下降趋势。可能由于多分氧化酶的分解循环能力减弱，导致脲酶的供氮能力随之下降。而过氧化氢酶和蛋白酶的变化规律一致，都随着树龄的增长逐渐上升。可能是树龄改变土壤理化性质，是蛋白酶活性上升，从而增加了有机质，提高了过氧化氢酶活性。

参考文献：

[1] 吕贻中，李保国.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2006

[2] 关松荫,张德生,张志明.土壤酶及其研究法[M].北京:农业出版社,1986

[3] 曹慧,孙辉,杨浩,等.土壤酶活性及其对土壤质量的指标研究进展.应用与环境生物学报,2003,9(1):105-109

[4] 苗琳,保护性耕作对旱地土壤酶活性的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2008

[5] 姜小凤,王淑英,丁宁平,等.施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响[J].核农学报，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

中图分类号：S791.22

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.016

作者简介：董锐(1981-)，男，辽宁抚顺人，大学，工程师，从事森林培育研究.

收稿日期：2016-02-19

文章编号：1005-5215(2016)04-0048-02