森林土壤酶活性与土壤质量相关性探究

曹婷婷，郭振

（陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075）

由于林地种植方式和利用方式的差异，林地土壤酶也存在一定的差异性。土壤酶是比较敏感的指示指标，不同有机物料的添加可以不同程度地提高土壤的酶活性[1]。

作物根系酶非常丰富，酶活性分布规律以根系为核心向四周有不同程度的减弱趋势。研究表明，脲酶、纤维素酶的活性在不同林种下均表现为根际区域大于非根际区域[2]。在油茶林地中发现，根际的过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、纤维素酶活性大于非根际酶的活性[3]。杨树刺槐混交林地的研究中也表明，非根际土壤酶活性小于根际土壤酶活性。基于此，本文将从林地土壤酶的种类及其与养分、微生物之间的相关性方面重点阐述森林生态系统和土壤酶系统的关系[4]。

1 酶的种类

脲酶性质偏中性，是有机质物质分解的催化剂，可以加速有机物质的分解，使其分解成为氨氮和二氧化碳。氨氮是土壤重要的氮素来源，脲酶的活性可以间接地反映土壤氮供给能力。研究者表明，混交林中土壤脲酶的活性与土壤中全氮和碱解氮呈极显著相关[5-6]。

磷酸酶能在很大程度上加速磷化合物的水解，使其分解为无机态磷。研究表明在混交林带中，磷酸酶活性与土壤中的速效磷呈正相关关系，与全磷呈负相关关系[7-8]。

过氧化氢酶具有较强的氧化性，可以加速土壤中多种化合物的氧化。研究表明，过氧化氢酶与土壤肥力存在一定的相关性，但不显著。

转化酶主要作用于高分子化合物，为了便于植物和微生物更好地吸收和利用土壤中的营养物质，转化酶会将高分子化合物进行分解。研究表明转化酶的活性决定了土壤的活化程度和地力水平，是学术界关注程度较高的一种酶[9-10]。

2 林地土壤酶活性与土壤质量关系

通径分析的本质是将回归自变量和因变量之间的简单相关系数分解为直接通径系数和间接通径系数，这样不但可以反映自变量对因变量的直接效应，而且可以反映自变量之间的相互作用对因变量的间接效应。脲酶是一种对土壤有机氮的分解和转化起着非常重要作用的酶，是一种专一性酶，主要促使尿素生成氨、二氧化碳和水，从而被树木吸收利用。研究人员[11-13]采用通径分析法研究了黄河三角洲盐碱地土壤脲酶的活性与土壤性质的关系，发现在表面上，土壤有机质、速效磷和速效钾与脲酶活性的相关系数都达到显著水平，但是它们对脲酶的直接作用都很小，一般是通过其他因素对脲酶活性的间接作用引起的。

3 土壤酶作为土壤肥力分级指标的可行性分析

有学者提出，土壤酶可以用于土壤类型的鉴别、土壤熟化程度的鉴别及土壤肥力的评判。也有研究者表明[12]，土壤酶可以间接地作为评判土壤质量的辅助性指标，单纯以酶的活性评判土壤肥力存在一定的不合理性。

酶的作用非常专一，只针对某一物质发挥作用，一种酶的活性状况只能单一地反映该分解过程中的营养流动情况，不能对土壤质量涉及的各个方面进行全方位的评价。要将酶活性的情况与土壤肥力指标进行匹配，用来指示和评价土壤肥力状况，则需要对多种酶活性的情况进行综合评价[14]。而且有研究表明[15]，土地利用方式的不同以及土壤中可分解营养基体的不同，会造成酶活性也有很大差异，因此在利用土壤酶活性评判土壤肥力时，需要分类确定作用于土壤发育过程中的关键酶群，并以此作为评价指标。

4 土壤微生物与土壤酶的关系

在土壤质量研究方面，酶与微生物的关系一直是研究热点，土壤酶与土壤生物之间的关系复杂，两者相辅相成，共同作用于土壤中各类营养物质的降解与转化，利用逐渐发展完善的先进探测、检测及监测技术进一步研究土壤中微生物与酶活性的相关性，解释土壤酶与土壤微生物作用间的机理，是土壤生物探究领域后期的重要方向。

5 森林土壤酶研究展望

自然界的物质循环与能量守恒关系非常复杂，且各介质之间有着非常密切的关系，并非在单一物质和某种酶的作用下独立完成，而是土壤生态系统中不同介质共同作用的成果。目前在土壤微观领域，土壤酶活性的探究日趋得到重视，土壤酶的检测手段及检测方法也日趋完善，但对于更深层的理论探究尚且缺乏，其中土壤生物群里土壤酶系统的互动机制研究尚未探究，对于林地及农田生态系统中土壤酶与作物生长、土壤质量、土壤微生态环境之间的关系也未见详细报道，因此这将成为土壤酶功能和生态重要性研究的重点关注内容。