广东肇庆3种珍贵树种人工林土壤酶活性及养分状况分析

古丽红

摘 要 为珍贵树种人工林管理提供依据，以黑木相思、红锥、火力楠人工林作为研究对象，对其土壤基本理化性质、全量养分含量、速效养分含量、酶活性进行测定分析，并进行组间比较。结果表明：红锥人工林土壤状况优于火力楠和黑木相思人工林，3種珍贵树种人工林土壤有机质含量比较高，全量养分含量、速效养分含量均处于缺乏水平，且3种人工林土壤酶活性与土壤养分指标相关，均表现为蔗糖活性高于其他酶活性。在3种珍贵树种人工林中，红锥人工林养分状况优于火力楠和黑木相思。

关键词 黑木相思；红锥；火力楠；土壤酶活性；土壤养分

中图分类号：S714.8 文献标识码：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.06.015

Analysis of Soil Enzyme Activity and Nutrient Status of Three Precious Tree Species Plantations in Zhaoqing of Guangdong Province

Gu Lihong

（Xijiang Forest Farm， Guangdong Province，Zhaoqing 526020， China）

Abstract In order to provide a basis for the management of precious tree species plantations， the basic physical and chemical properties， total nutrient content， available nutrient content and enzyme activity of Acacia melanoxylon， Castanopsis hystrix and Michelia macclurei plantations were measured and analyzed， and the comparison between groups was carried out. The results showed as follows： the soil condition of Castanopsis hystrix plantation was better than that of Michelia macclurei plantation and Acacia melanoxylon plantation; the soil organic matter content of the three precious tree species plantations was higher， and the total nutrient content and available nutrient content were at the deficiency level;moreover， the soil enzyme activity of the three kinds of plantations was related to the soil nutrient index， and the sucrose activity was higher than other enzyme activities.In the three precious tree species plantations， the nutrient status of Castanopsis hystrix plantation is better than that of Michelia macclurei plantation and Acacia melanoxylon plantation.

Key words Acacia melanoxylon; Castanopsis hystrix;Michelia macclurei; soil enzyme activity; soil nutrient

人工林是指经过人工种植所建立的森林系统，其有助于降低气候变化影响，同时改善林下土壤质量，对促进土壤复育、改善空气质量、提高植被覆盖率具有明显作用^[1]。我国人工林面积居世界第一，是森林生态系统重要组成林分，发展人工林产业符合经济、社会及生态发展需求^[2]。肇庆市是广东省主要林区之一，分布大量南亚热带地区物种，很多珍贵树种驰名于世。发展珍贵树种人工林产业，并加强人工林抚育管理，既是珍贵树种重要保护路径，也能维护生态环境稳定，促进珍贵树种复育。了解珍贵树种人工林土壤状况，能够为珍贵树种人工林建设及发展提供依据。

1 试验区概况

肇庆市处于22°47′—24°24′ N和111°21′—112°52′ E，位于中国广东省西部，地处珠江三角洲的西南角，是沿江、沿海的重要经济中心。肇庆市总面积7 453.80 km²，陆地面积7 443.90 km²，其中森林面积1 350.90 km²，林地面积296.30 km²，属中亚热带季风气候，夏季炎热，昼夜温差大，降水量大，空气湿度高，年平均气温23.6 ℃，年总降雨量1 720.2 mm，无霜期310～345 d，蒸腾量2 197.4 mm，年日照时数2 419.2 h，阳光充沛。肇庆市土壤主要为赤壤、灰质粉沙壤、红壤、黑壤等多种类型，其中赤壤是最普遍的土壤类型，其次是灰质粉沙壤，分布较为分散。红壤则主要分布在中部和南部，黑壤主要分布在山区和丘陵地区。

2 试验方法

2.1 土样采集

于2023年5月在广东省西江林场开展土样采集工作，样地选择黑木相思（Acacia melanoxylon）、红锥（Castanopsis hystrix）、火力楠（Michelia macclurei）人工林，3种人工林樣地海拔、立地条件、林分密度、郁闭度等条件相近。参考有关文献^[3，4]，分别在3种人工林东南坡向上、中、下坡位设置标准样地，同一高度取3个标准样地（5.0 m×5.0 m），每个样地取3株具有代表性的林木，将地表凋落物及土壤腐殖层去除后，挖取土壤剖面，采集表层（深度0～20 cm）土壤。将土壤带回实验室后，采用四分法选出土样，并在室内环境中自然风干、过筛备用。

2.2 土样测定

土样测定指标包括土壤基本理化性质、土壤全量养分含量、土壤速效养分含量、土壤酶活性。土壤温度采用土壤检测仪（JC-TS）测定；

pH采用玻璃电极法测定；含水率采用烘干法测定；有机质采用重铬酸钾-外加热法^[5]测定；全钾采用火焰光度法测定；全氮采用消煮-全自动分析仪测定；全磷采用消煮-全自分析仪测定；有机碳采用碳氮元素分析仪测定；碳氮比为碳元素与氮元素的总量之比；速效钾采用火焰光度法测定；水解氮采用碱解-扩散法测定；速效磷采用浸提-钼锑抗比色法^[6]测定；过氧化氢酶活性采用滴定法测定；脲酶活性（NH₃-N）采用苯酚钠比色法测定；蔗糖活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法^[7]测定；蛋白酶活性采用福林酚比色法测定。其中，全量养分和速效养分中除水解氮测定取新鲜土样过筛（2 mm）后3 d内测定外，其余均取新鲜土样过筛（1 mm）后经风干处理，1周内测定。

为确保测定结果准确性，每个指标取3个样品进行3次测定，取平均值。

2.3 统计方法

采用Excel对试验数据进行整理，单因素方差、相关性分析采用SPSS25.0软件进行。多重比较采用新复极差法（Duncan's），用（x±s）形式表示结果，P＜0.05表示差异显著。

3 结果与分析

3.1 土壤基本理化性质的比较

由表1可知，各人工林土壤温度表现为红锥＞火力楠＞黑木相思，红锥人工林土壤温度显著高于火力楠和黑木相思（P＜0.05）；火力楠和黑木相思人工林土壤含水率高于红锥（P＜0.05）；红锥人工林土壤有机质含量最高，显著高于黑木相思（P＜0.05）人工林，但与火力楠人工林相比无显著差异（P＞0.05）；3种人工林pH无显著差异（P＞0.05）。

3.2 土壤全量养分含量比较

由表2可知，各人工林土壤全磷（P）含量无显著差异（P＞0.05）；红锥人工林土壤全钾、全氮、有机碳含量、碳氮比均显著高于黑木相思（P＜0.05）；红锥人工林土壤全氮、有机碳含量、碳氮比显著高于火力楠（P＜0.05）；火力楠人工林土壤全氮含量、碳氮比显著高于黑木相思（P＜0.05）。

3.3 土壤速效养分含量对比

由表3可以看出，黑木相思人工林土壤速效钾含量显著低于火力楠和红锥（P＜0.05）；红锥、火力楠人工林土壤水解氮含量无显著差异（P＞0.05），但是两者均高于黑木相思（P＜0.05）；各人工林土壤速效磷含量表现为黑木相思＞火力楠＞红锥，各组间比较存在显著差异（P＜0.05）。

3.4 土壤酶活性比较

由表4可知，3种人工林土壤过氧化氢酶活性、脲酶活性、蔗糖活性无显著差异（P＞0.05），黑木相思人工林土壤过氧化氢酶、蔗糖、脲酶活性略高；在蛋白酶活性比较上，黑木相思、火力楠人工林显著高于红锥（P＜0.05）。总体看，3种人工林土壤酶活性指标均表现为蔗糖活性最高。

3.5 土壤酶活性与养分指标的相关性

通过表5可知，黑木相思、红锥、火力楠3种人工林土壤过氧化氢酶活性与有机质、全钾、速效钾、水解氮含量呈正相关，与其他指标呈负相关，其中与水解氮含量呈显著正相关（P＜0.05）；3种人工林土壤脲酶活性与有机质、全钾、全氮、速效钾含量呈负相关，与全磷、水解氮、速效磷呈正相关；3种人工林土壤蔗糖活性与有机质、全氮、速效钾、水解氮呈负相关，与全钾、全磷呈正相关，与速效磷呈显著正相关（P＜0.05）；3种人工林土壤蛋白酶活性与有机质、全磷、速效钾、水解氮含量呈正相关，其中与全磷含量呈显著正相关（P＜0.05），与全钾、全氮、速效磷呈负相关。

4 讨论与结论

研究发现，人工林土壤养分含量受树龄、树种、树种选择及株型等因素影响，树龄越长，土壤养分含量越低；树种越多，土壤养分含量就越高；株型越灵活，土壤中养分类型越丰富^[8]。普遍认为，繁殖速度快且根系发达树种，其林下土壤养分含量更高，为促进土壤养分积累，往往需要施用有机肥料，或者通过添加堆肥、土壤覆膜等方式来提高土壤养分含量^[9]。本研究结果显示，广东肇庆3种珍贵树种人工林土壤养分含量存在一定差异，其中红锥人工林土壤养分状况优于火力楠和黑木相思。但是从总体情况看，3种人工林除有机质含量比较充足外，其他养分指标水平均低于国家土壤养分分级标准^[10]，原因可能是试验研究和土壤采样时间正处于雨季，凋落物比较少，在土壤中分解量不足，导致微生物活动处于较弱水平，提示应重视珍贵树种人工林土壤养分状况分析工作。

国内外学者均认同土壤酶活性可表征土壤肥力及理化性质的观点，相关研究亦证实，土壤中各种酶活性与土壤温度、土壤含水量、有机质含量、离子交换容量、微生物群落等因素相关，且土壤腐殖质、养分含量、游离铁、呼吸强度也能影响土壤酶活性^[11]。通过调节上述土壤因子，可以提高土壤酶活性，从而获得更高土壤肥力。本研究结果显示，3种人工林中，黑木相思人工林土壤中除速效磷含量较高外，有机质含量、全量养分含量及其余2种速效养分含量均处于较低水平，但其土壤中过氧化氢酶、脲酶、蔗糖、蛋白酶活性均最高，这可能与其土壤含水量高、土壤物质循环作用强有一定关系，此种情况下凋落物更容易被微生物分解^[12]。3种人工林养分含量比较缺乏，无法为植株生长提供充足养分支持，提示在进行营林管理时，应注意补充珍贵树种养分。

广东肇庆3种珍贵树种人工林土壤酶活性及养分状况存在一定差异，其中养分状况较好的是红锥人工林，火力楠人工林次之，黑木相思人工林土壤养分状况最差，在进行低效林改造时，应对上述情况予以关注，并适当与针叶树种或阔叶树种进行混交，以改善珍贵树种人工林土壤状况。

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