贵州钩藤产地土壤养分与土壤酶活性的典型相关分析

赵欢何腾兵刘慧曹熙

（1.沈阳化工大学科亚学院 辽宁沈阳 110000；2.贵州大学农学院 贵州贵阳 550025）

贵州钩藤产地土壤养分与土壤酶活性的典型相关分析

赵欢1何腾兵2*刘慧1曹熙1

（1.沈阳化工大学科亚学院 辽宁沈阳 110000；2.贵州大学农学院 贵州贵阳 550025）

本文采用典型相关分析方法考察了贵州钩藤产地土壤养分与酶活性之间的关系。分析结果表明：土壤pH、有机质与酶活性的典型相关系数分别达到1% 极显著水平和5% 显著水平；含氮类与土壤酶活性的两对典型相关系数分别达到5% 显著水平及未达到5%；土壤速效磷、速效钾与酶活性的典型相关系数也分别达到5% 显著水平及未达到5%。由各组变量之间的典型变量构成的相关系数可知，土壤中的pH与磷酸酶呈显著负相关。

土壤养分 酶活性 典型相关 钩藤 贵州

引言

土壤酶参与土壤中各种化学反应和生物化学过程,与有机物质矿化分解、矿质营养元素循环、能量转移、环境质量等密切相关,其作为土壤组分中最活跃的有机成分之一［1］,不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度,而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标［2-4］。钩藤别名大钩丁、双钩藤,为茜草科植物,具有清热平肝,熄风定惊的作用。主要用于头痛眩晕、感冒夹惊、惊痫抽搐、妊娠子痫,以及高血压等病症［5］,其入药部分为带钩的茎枝。钩藤在国内的产地主要分布在南方的四川、广西、贵州等地区,其最佳采收期为每年的10月到次年1月。 近年来,由于中药材市场的不断扩大,对于钩藤的需求量也越来越多,因此,钩藤的产质问题就成了大家关注的话题,而作物的产质又和自身土壤条件息息相关,土壤中的营养元素直接影响着植物的生长, 土壤中的氮是植物生长发育过程中重要的营养元素之一［6］。本文分析研究了贵州钩藤产地的土壤养分以及土壤酶活性的典型相关性,旨在为钩藤的产质与土壤环境之间的关系的研究提供相关的基础研究。

1 材料与方法

1.1 研究区概述

本试验研究区选择在贵州省剑河县久仰乡的人工钩藤种植基地及都匀市王司镇周围的林地。研究区属于中亚热带季风湿润气候区,境内四季分明,雨量充沛,无霜期319 天,日均气温≥5℃的林木生长期在300 天左右。年均降水量1202.3 毫米以上。雨量集中在4-10 月,降水量占全年总量的84%。年平均气温16.7℃,适宜植物生长的积温（≥5℃）在6000℃以上,≥10℃植物生长期积温在4196.6℃。区域内土壤类型主要分为红壤和黄壤两大类,两种土壤宜林程度高,山地土壤氮、磷、钾及有机质的含量都在中等以上,综上所述,这样的自然环境较适宜钩藤的生长。

1.2 样品的采集

2013年3月, 取研究区中土层深度为0～20cm范围内的土壤样品。采用多点混合取样法, 各点混合均匀后放入自封袋中带回实验室,每个混合土壤样品采样点不少于10个。所取土样在室内风干,去杂,研磨,过1mm和0.25mm筛,四分法取出一部分装入自封袋待用。

1.3 土壤样品养分含量的测定

土壤pH 值采用电位法测定,土液比1：2.5；土壤有机质含量采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定,碱解氮用碱解扩散法；土壤速效钾含量采用乙酸铵浸提——火焰光度计法测定；土壤有效磷含量采用碳酸氢钠浸提——钼锑抗比色法测定［7］。

1.4 土壤酶活性的测定

土壤脲酶活性测定采用靛酚蓝比色法,以24小时后1g土壤中NH3-N质量（mg）表示脲酶活性［8］；土壤磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法,以每克土壤酚毫克数表示磷酸酶活性；土壤过氧化氢酶活性测定采用高锰酸钾滴定法,以20min后1g土壤的0.1N高锰酸钾的毫升数表示过氧化氢酶活性［9］。

1.5 数据分析

为了分析方便,本文引用下列代号：pH（x1）、有机质（s1）、速效磷（m1）、速效钾（z1）含氮类（全氮、碱解氮）Y=（y1,y2）；土壤酶（脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶）T=（t1,t2,t3 ）实验数据采用Excel2007及DPS7. 5等数据统计分析软件进行典型相关分析,研究贵州钩藤产地土壤养分与酶活性的相关性。

表1 土壤pH、有机质与土壤酶活性的典型相关结果

表2 含氮类与土壤酶活性的典型相关结果

表3 土壤速效磷、速效钾与土壤酶活性的典型相关结果

2 结果与分析

2.1 土壤pH、有机质与土壤酶活性的典型相关

土壤pH、有机质与酶活性的典型相关结果如表1所示。可知,pH（x1）与土壤酶（t）的典型变量的相关系数为0.8109,p值为0.0009,达到1%极显著水平,有机质（s1）与土壤酶（t）的典型变量的相关系数为, 0.7016, p值为0.0122 达到5% 显著水平。说明土壤pH和有机质均对酶活性产生影响,且有机质影响较大。

2.2 土壤氮素与土壤酶活性的典型相关

土壤氮素与土壤酶活性的典型相关结果如表2所示。可知, 全氮（y1）与土壤酶（t）的典型变量的相关系数为0.7949,p值为0.0279达到5%显著水平, 碱解氮（y2）与土壤酶（t）的典型变量的相关系数为0.2935, p值为0.5568,未达到5%显著水平。说明土壤全氮对土壤酶活性有影响。

2.3 土壤速效磷、速效钾与土壤酶活性的典型相关

土壤速效磷、速效钾与酶活性的典型相关结果如表3所示。可知,速效磷（m1）与土壤酶（t）的典型变量的相关系数为0.7046, p值0.0368,达到5% 极显著水平, 速效钾（z1）与土壤酶（t）的典型变量相关系数和p 值分别为,0.5412与0.1051, 未达到5% 显著水平。说明土壤速效磷的含量对土壤酶活性有影响。

3 结论

本文采用典型相关分析方法考察了贵州钩藤产地土壤的主要养分指标与酶活性之间的关系。分析结果表明： 土壤pH、有机质与酶活性的典型相关系数分别达到1% 极显著水平和5%显著水平；含氮类与土壤酶活性的两对典型相关系数分别达到5% 显著水平及未达到5%；土壤速效磷、速效钾与酶活性的典型相关系数也分别达到5% 显著水平及未达到5%。由各组变量之间的典型变量构成的相关系数可知, 土壤中的pH与磷酸酶呈显著负相关。另外由于本研究考虑的养分指标有限, 对于土壤中的其它养分指标, 如全磷、全钾等因素有待于进一步研究。

［1］Yao X H， Min H， Lu Z H， et al.Influence of acetamiprid on soil enzymatic activities and respiration［J］.European Journal of Soil Biology，2006，42（2）：120-126.

［2］Garcia-Ruiz R，Ochoa V， Hinojosa M B，et al. Suitability of enzyme activities for the monitoring of soil quality improvement in organic agricultural systems［J］.Soil Biology and Biochemistry，2008，40：2137-2145.

［3］张咏梅，周国逸，吴宁.土壤酶学研究进展［J］.热带亚热带植物学报，2004，12（1）：83-90.

［4］董艳，董坤，郑毅，等.种植年限和种植模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响［J］.农业环境科学学报，2009，28（3）：527-532.

［5］国家药典委员会.中华人民共和国药典［S］.2010版一部.北京：化学工业出版社，2010： 240.

［6］张金波，宋长春.土壤氮素转化研究进展［J］.吉林农业科学，2004，29（1）：38-43，46.

［7］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，1986：41-44.

［8］鲍士旦主编.土壤农化分析：第3版［M］.北京：中国农业出版社，1999.

［9］丰骁，段建平，蒲小鹏，等.土壤脲酶活性两种测定方法的比较［J］.草原与草坪， 2008（2）：70-72.

In this paper， canonical correlation analysis examines the relationship between soil nutrients and activity of Guizhou Uncaria origin. The results show that the canonical correlation coefficients of soil pH， organic matter and activity reach a significant level of 1% and 5% significance level； two pairs of the canonical correlation coefficients between Nitrogenous and soil enzyme activity respectively reach 5% significance level and do not reach the 5%； canonical correlation coefficients of soil available phosphorus， potassium and activity reach 5% significance level and do not reach the 5%. The correlation coefficients constituted with typical variable between each set of variables show that pH and phosphatase in the soil are significantly negatively correlated.

Soil nutrient Enzyme activity Canonical correlation Uncaria Guizhou

S153.6

A

1674-2060（2016）03-0042-02

贵州省中药现代化重大专项“贵州石斛、半夏等6种中药材产地适宜性技术评价体系构建与产业示范”子课题［黔科合重大专项字（2012）6010-3-1］；贵州省科技创新人才团队建设计划项目“贵州省土壤水肥调控与农业环境污染防治科技创新人才团队”（黔科合人才团队［2013］4020）。

赵欢（1988-），女，助教，研究方向：环境污染与防治、土壤微生物。

何腾兵（1963-），男，教授，硕士生导师，从事土壤学与环境科学研究。