植被更替及植果年限对土壤有机质和酶活性的影响

董莹

【摘   要】 植被更替对土壤质量造成的作用和影响较为深远，土壤有机质及酶活性则属于能够较好反映这种作用和影响的指标。基于此，本文基于地形、土壤、管理水平基本一致条件，围绕10年果园、20年果园、农田土壤开展了针对性研究，通过对比0～40cm土层深度内的碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性、有机质变化趋势，研究明确了植被更替及植果年限带来的影响，果树生长因此受到的影响也得以明确。

【关键词】 植被更替;植果年限;土壤有机质;酶活性

中图分类号：S-3               文献识别码：A               文章编号：2096-1073（2020）01-0088-89

土壤生产力水平可通过土壤有机质体现，在农业可持续发展与土壤肥力提高中，土壤有机质均发挥着关键性作用。而作为一种生物活性物质，土壤酶具有催化能力，在养分循环和有机物分解过程中发挥着重要作用，土壤酶活性因此可以用于评价土壤生态系统的功能，土壤质量变化预测也可基于土壤酶活性分析实现。对于土地利用变化引起的土壤变化和土壤管理措施的优劣，可基于土壤质量变化分析明确。

1  研究思路

果园土壤酶活性研究向来属于我国学界关注的焦点，但这类研究主要围绕覆盖措施、耕作、施肥展开，果园土壤酶活性在植果期间的变化研究相对较少。结合我国苹果主产区生产实际可以发现，受土壤管理方式落后等因素影响，土壤结构破坏情况极为常见，这不仅导致土壤肥力流失严重、水分蒸发严重，苹果产业发展也因此受到了较为负面影响。受到果园系统的特殊性影响，水果产量的维持不可避免的需要大量投入农药和化肥，这就使得土壤质量步入不断恶化的循环。为保持土壤质量，围绕果园土壤酶与有机质变化开展的研究具备较高现实意义，果园的可持续发展可获得有力支持。因此，本文研究主要结合试验对比围绕不同园龄果园土壤剖面土壤酶活性及有机质的变异展开，以此分析变化规律，明确土壤质量和土壤肥力变化情况，果园土壤肥力提高与果业生产优化可由此获得充足依据[1]。

2  材料与方法

2.1  试验地概况

选择渭北苹果主产区作为试验地，当地为大陆性暖温带半干旱气候，土壤以黑垆土为主，并拥有多在1m以上的土壤腐殖质层。

2.1  采样及分析方法

在进行土样采集前，对果园的面积、施肥量、种植密度、果树品种等基本情况进行全面调查。基于相同自然生态条件，分别选择树种为红富士的10年与20年苹果园作为研究对象，每个园龄各选2个果园，同时选择农田作为对照。采样点布设于各果园树冠投影面距树干1m处，采用土钻依次逐层采取土壤剖面样品，按10cm间隔采样（0～40cm深度）。对于同一个果园内采集的3株果树下土样，以此风干、磨细，备用。采用0.25mm筛用于土壤有機质测定，采用1mm筛测定土壤酶活性。为测定土壤容重，采用环刀采集原状土样的方式进行测定，为避免土样被破坏，采用硬质盒进行运输，并在室内阴凉处自然风干采集的土样后剔除其中的植物残体，以此更好满足试验需要[2]。

2.2  测定项目与方法

采用重铬酸钾外加热法用于土壤有机质的测定;采用脲酶用靛酚蓝比色法开展土壤酶活性的测定，土壤酶活性的表示单位为24h后NH3-Nmg/g土;采用磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶，表示为24h后酚mg/g土;采用KMn O4滴定法测定过氧化氢酶，表示为20min后0.02mol/L KMn O4mL/g土。

2.3  数据处理

采用SAS软件与Excel软件，用于数据的处理及统计分析，以此满足试验需要。

3  结构与分析

基于试验，可确定植被更替及植果年限对果园土壤有机质、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性带来的影响，影响的确定可为土壤质量退化问题的解决提供一定支持。

3.1  果园土壤有机质受到的影响

结合试验，可明确果园土壤有机质受到的植被更替及植果年限影响，土壤肥力高低可基于土壤有机质含量得到直观展现。土壤条件、环境条件及有机物投入的变化均会对土壤中有机质含量消长情况产生影响，一般来说，农田土壤因翻耕而产生的扰动明显高于果园土壤，这使得果园土壤能够更好累积有机质。受黑垆土发育特征及历史进程影响，无论是果园还是农园，土壤有机质含量在0～40cm范围内均存在随土层深度增加递减趋势，这是由于现代培肥对表层土壤影响深远，因此其拥有相对较高的有机质含量。对比果园和农田可以发现，果园土壤有机质含量明显低于农田土壤，这是由于土壤有机质含量直接受到植被更替影响，且土地利用方式改变使得土壤中有机碳周转速率、有机碳输入量会出现显著变化，管理措施、施肥方式的不同也与这种差异的出现存在直接关联。

3.2  果园土壤碱性磷酸酶活性受到的影响

有机磷的释放速度在很大程度上受到碱性磷酸酶活性的影响，土壤生物有效性和有机磷的分解转化状况能够基于碱性磷酸酶活性得到直观展现。结合试验可以确定，土层深度的增加会导致农田土壤碱性磷酸酶活性出现显著变化，变化趋势为先增加后减少，各土层间差异未达到显著水平。随土层深度增加，果园土壤碱性磷酸酶活性的变化趋势可描述为不断递减，各土层存在达到显著水平的差异，且各土层农田土壤的过氧化氢酶活性高于果园土壤。随着种植年限的增加，10年果园的10～30cm土层碱性磷酸酶活性高于20年果园，这是由于幼龄果园磷肥投入不足所致，残留无机磷和土壤有机磷转化可较好满足果树对磷的需求，因此这种情况下幼龄果园的土壤碱性磷酸酶活性优势较为明显。

3.3  果园土壤脲酶活性受到的影响

土壤供氮水平可基于土壤脲酶活性进行评价，氮肥的施用年限、施用深度、施用量会直接影响土壤脲酶的活性。结合试验可以发现，土层深度加深会导致土壤脲酶活性显著下降，果园土壤和农田土壤均存在这一特点。在0～10cm土层，对比农田土壤，果园土壤脲酶活性较低，而在10～40cm土层，农田土壤的脲酶活性明显低于果园土壤，10～30cm土层的果园土壤脲酶活性达到显著水平。受植果年限增加影响，10～20cm土层的脲酶活性存在少量增加，20～30cm土层的脲酶活性则存在显著下降趋势，其他土层基本不存在变化。

3.4  果园土壤过氧化氢酶活性受到的影响

土壤抗氧化能力能够通过过氧化氢酶得到较好评价，土壤的解毒能力也直接受到过氧化氢酶的影响。结合试验可以发现，果园土壤（0～30cm）过氧化氢酶活性下降趋势明显，而在不断增加的植果年限影响下，果园土壤表层土层（0～10cm）过氧化氢酶活性下降极为显著，土层（30～40cm）则略微增加，其他2层基本不存在变化。可见，0～10cm土层过氧化氢酶直接受到植果年限影响。

4  结论

综上所述，土壤有机质和酶活性会在一定程度上受到植被更替及植果年限的影响。在此基础上，结合本文涉及的果园土壤有机质、果园土壤碱性磷酸酶活性、果园土壤过氧化氢酶活性、果园土壤脲酶活性受到的影响可以发现，苹果种植需考虑多方面因素使用化肥，人为调控能力的有效性也需要得到重视，这样才能够为果园土壤质量退化问题的解决提供支持。

参考文献：

[1] 李芳芳.基于分子标记物的云南典型土壤有机质更替及吸附特性研究[D].昆明：昆明理工大学，2018.

[2] 张强，李民吉，周贝贝.环渤海湾和黄土高原“富士”苹果园土壤养分与果实矿质元素关系的多变量分析[J].园艺学报，2017，44（08）：1439-1449.

（编辑：赫亮）