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        不同土地利用方式對(duì)大慶地區(qū)土壤理化性質(zhì)、酶活性與微生物數(shù)量的影響1)

        2015-03-07 07:16:06彭木訾曉雪尚媧王秋玉
        關(guān)鍵詞:植物

        彭木 訾曉雪 尚媧 王秋玉

        (東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱,150040)

        責(zé)任編輯:潘 華。

        松嫩平原鹽漬化土地面積2.882 ×106hm2,占東北地區(qū)鹽漬土總面積的39.3%,是世界上三大蘇打鹽漬土集中分布區(qū)之一。大慶位于松嫩平原腹地,是我國(guó)重要的石油城,也是我國(guó)北方土地荒漠化最嚴(yán)重的地區(qū)之一[1]。大面積的鹽漬化土壤,使這里植被稀少、生態(tài)環(huán)境弱、干旱風(fēng)沙嚴(yán)重,對(duì)人們的生活、生產(chǎn)和工、農(nóng)、林、牧業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了威脅。在鹽堿土中,由于極少的植被覆蓋和高pH 條件下,土壤養(yǎng)分含量非常低。土地利用方式和管理系統(tǒng)影響著土壤的pH,團(tuán)聚體的穩(wěn)定性以及團(tuán)聚體成分中有機(jī)碳和氮的分布,而這些都是鹽漬土壤再利用的重要的理化指標(biāo)。土壤酶活性可以作為土壤肥力和微生物活性的重要指標(biāo)[2],并且相當(dāng)多的證據(jù)表明酶活性可以被用來評(píng)估土地利用方式對(duì)土壤性質(zhì)的影響[3-4]。

        不同土地利用方式下土壤質(zhì)量的變化主要取決于土壤的物理、化學(xué)、生物和生物化學(xué)性質(zhì)。許多研究表明土地利用方式對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)和土壤呼吸率有影響。一方面,土壤環(huán)境條件(土壤溫度和濕度)和理化性質(zhì)(土壤結(jié)構(gòu),pH)有了變化;另一方面,土壤微生物可利用的底物數(shù)量和質(zhì)量也有改變[5]。Cerda[6]研究了土壤團(tuán)聚體是如何與植被覆蓋相關(guān)聯(lián)的,并證實(shí)相比于裸露的土壤,植被覆蓋的土壤具有較強(qiáng)的聚合力,且不易被破壞。黃啟堂等[7]比較了福建建甌市5 種不同林地類型下土壤理化性質(zhì)的特征,其研究結(jié)果表明不同類型的毛竹混交林的理化性質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)特征發(fā)生顯著變化,但是影響程度不一,這對(duì)合理利用林地以及土壤轉(zhuǎn)化具有重要意義。同時(shí),Uren[8]等研究了不同植物根系分泌液的數(shù)量和種類對(duì)土壤的影響,結(jié)果表明這些差異能刺激土壤微生物群落間的物種特異性轉(zhuǎn)變。但是很少有從土壤理化性質(zhì)、酶活和微生物數(shù)量的角度探討鹽堿地不同利用方式下的土壤性質(zhì)的差異。

        近幾十年來,為了改善大慶地區(qū)的土壤和植被環(huán)境,提高土壤利用價(jià)值,人們對(duì)其進(jìn)行了連續(xù)的土壤改良,種植了一些耐鹽堿林木和作物,也得到初步的收益。本文研究了大慶地區(qū)不同土地利用方式下土壤的理化性質(zhì)、土壤酶活性以及微生物數(shù)量差異,以期為今后更合理開發(fā)利用鹽堿地和生態(tài)系統(tǒng)重建提供科學(xué)依據(jù)。

        1 研究區(qū)概況

        大慶市(北緯45°46'~46°55',東經(jīng)124°19'~125°12')位于黑龍江省的西部,松遼盆地偏北;地處北溫帶大陸性季風(fēng)氣候,受蒙古內(nèi)陸冷空氣和海洋暖流季風(fēng)影響,年降水量400~550 mm,年平均氣溫4.2 ℃,土壤類型為鹽堿土,主要以砂粒、黏砂粒和黏粒組成為主[9]。

        2 材料與方法

        本研究采集同一生境下6 個(gè)地塊的土壤樣品:大豆農(nóng)田土(DDN)、玉米農(nóng)田土(YMN)、樟子松林地土(ZZS)、銀中楊林地土(YZY)、草地堿斑土1 號(hào)(JBT1)、草地堿斑土2 號(hào)(JBT2)。采集土樣時(shí),在每塊樣地(均大于100 m ×100 m)設(shè)置面積1 m ×1 m 的樣方,除去地塊最表層的覆蓋物,采用對(duì)角線采樣法采樣,每個(gè)樣方隨機(jī)選取3 個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)采樣點(diǎn)采集樣品3 份,最后混合樣品為土樣。采回的土壤樣品,除用于土壤微生物計(jì)數(shù)的樣品外(鮮樣),其余土壤進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)干處理并通過2 mm 孔徑土壤篩,過篩的土樣備用。

        本試驗(yàn)共測(cè)定8 個(gè)土壤理化指標(biāo),5 個(gè)土壤酶活活性,每個(gè)指標(biāo)測(cè)定3 次。

        土壤含水量采用烘干法測(cè)定,土壤pH 值采用電位法測(cè)定,土壤浸出液電導(dǎo)率采用電導(dǎo)儀測(cè)定,土壤全氮量用凱氏法測(cè)定,全磷量用酸溶—鉬銻抗比色法測(cè)定,有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)用重鉻酸鉀容量法測(cè)定,速效氮用有效法測(cè)定,速效磷用Olsen 法測(cè)定[10],測(cè)定方法參照《土壤實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教程》[11]、《土壤與環(huán)境微生物研究法》[12]、《土壤·水·植物理化分析教程》[13]。

        土壤酶活性測(cè)定:本試驗(yàn)測(cè)定了土壤磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶以及熒光素二乙酸酯酶5 種酶的活性。磷酸酶采用Hoffman 法,脲酶采用G.Hoffman 和K.Teicher 法,多酚氧化酶采用K.A.Kosol法,蔗糖酶采用T.A.MepoakoBa 法,熒光素二乙酸酯酶(FDA)采用熒光素比色和堿液吸收滴定法[11-13]。

        土壤微生物類群與數(shù)量測(cè)定采用稀釋平板法[13]。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,以稀釋度為10-5的土壤稀釋液接種,培養(yǎng)2 d;放線菌采用馬丁氏(Martin)培養(yǎng)基,以稀釋度為10-2的土壤稀釋液接種,培養(yǎng)4 d;真菌采用改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基,以稀釋度為10-4的土壤稀釋液接種,培養(yǎng)7 d。

        數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析:采用DPS 9.50 和SPSS 軟件分別進(jìn)行單因素方差分析、相關(guān)分析、多維尺度分析[14]。利用Canoco 軟件[15]的典型對(duì)應(yīng)分析(Canonical correspondence analysis,CCA)探討土壤酶活性、養(yǎng)分及土地利用方式的關(guān)系。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 不同土地利用方式下土壤理化性質(zhì)差異

        土壤理化性質(zhì)是判定土壤生產(chǎn)力和質(zhì)量水平的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。研究區(qū)不同土地利用方式下土壤理化性質(zhì)的測(cè)定結(jié)果見表1。由于土壤采集地的地帶性土壤為鹽堿土,這是在電解質(zhì)(Na2CO3和NaHCO3)的影響下形成的,這些土壤的特點(diǎn)是可交換的鈉含量、高pH 值、低鈣和貧瘠的滲透率,因此本試驗(yàn)測(cè)定的土樣pH 值均大于7.3,堿斑土壤的pH 高達(dá)9.0 以上。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物能降低土壤pH,這可能是植物在吸收陽離子的同時(shí)會(huì)釋放H+,有機(jī)質(zhì)分解成有機(jī)酸以及通過根系的呼吸作用和硝化作用增加CO2的量。在某些情況下,pH 值的降低也可能是由于高密度的根系統(tǒng)吸收了更多的鈣[16]。

        由于林地樹冠的郁閉度和林下草本植物覆蓋度較高,有效地減小了林下土壤水分的蒸發(fā),從而控制了鹽分的向上運(yùn)動(dòng),因而表現(xiàn)為土壤電導(dǎo)率較低;同時(shí)由于林地組織物的蒸騰作用起到了生物排水功能,降低了地下水位,使得土層內(nèi)含鹽量較低。由于種植農(nóng)作物時(shí)實(shí)施了排水壓鹽措施,導(dǎo)致農(nóng)田土電導(dǎo)率低,加之取樣時(shí)農(nóng)作物覆蓋度高,抑制了土壤返鹽,因而其電導(dǎo)率整體較低。堿斑土電導(dǎo)率最高為1 225~1 711 μs/cm,這是由于植被覆蓋度低,同時(shí)研究區(qū)蒸發(fā)量大于降雨量,導(dǎo)致帶有鹽分的土壤水分沿著毛細(xì)管上升到地表,水分被蒸發(fā)后鹽分便留在地面,使土壤表層含鹽量具有表聚性。另外,由于堿草屬于吸鹽和泌鹽植物[17],可通過根系從土壤中吸收大量的鹽分離子,然后通過葉片分泌排出體外,以調(diào)整自身體內(nèi)的鹽分含量(處于相對(duì)較低的水平),排出體外的鹽分或直接落于土壤表面,或以枯落物的形式在土壤表面聚集,待枯落物分解后導(dǎo)致鹽分又回到表層土壤中,這也是導(dǎo)致堿斑土下表層土壤電導(dǎo)率較高和pH 值高的重要因素。

        不同類型的植物覆蓋物也會(huì)影響土壤養(yǎng)分的含量。例如有機(jī)質(zhì),全氮和全磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在農(nóng)田土和林地土壤中高于堿斑土;速效磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在堿斑土中高于農(nóng)田和林地土。土壤有效氮也是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)土壤微生物見的競(jìng)爭(zhēng)性相互作用和修飾土壤酶活性相對(duì)產(chǎn)量的因素[18]。有趣的是,有效氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在農(nóng)田和林地土壤中高于堿斑土壤,可能是因?yàn)檗r(nóng)作物和樹木作為氮的固定植物,能積累有效氮;加上林地有大量凋落物的輸入,導(dǎo)致相對(duì)較高的氮積累。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與堿斑土相比,植物覆蓋的土壤中有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低,這可能是由于植物的吸收利用以及所研究的土壤樣品中酶活力高,促進(jìn)分解和降低有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

        表1 不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分的差異

        3.2 不同類型土壤酶活性差異

        磷酸酶活性:植物吸收的磷素主要是水溶形式的無機(jī)磷,但土壤中50%的磷是以化合物的形式存在,因此只有經(jīng)過轉(zhuǎn)化之后才能被植物吸收利用[19]。磷酸酶能促進(jìn)有機(jī)酸化合物的水解,在磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化中起著重要作用。由方差分析可知,各樣品之間酶活性差異顯著,不同土地利用方式下土壤的磷酸酶活性從高到低排列依次為:玉米農(nóng)田土、大豆農(nóng)田土、樟子松林地土、銀中楊林地土、2 號(hào)堿斑土、1 號(hào)堿斑土(表2)。一般來說,與農(nóng)作物和樹林相比,草地能產(chǎn)生更多的凋落物,引起了土壤養(yǎng)分的增加,進(jìn)而產(chǎn)生更多的微生物量,因此土壤磷酸酶活性更高。

        表2 不同土地利用方式下土壤酶活性差異

        多酚氧化酶活性:多酚氧化酶主要來源于微生物和植物根系的分泌物,參與芳香族化合物的氧化分解[20]。由于芳香族化合物或酚類物質(zhì)對(duì)植物有毒害作用,因此,土壤中多酚氧化酶活性高低是表征土壤健康程度的重要指標(biāo)。目前該酶在環(huán)境修復(fù)中的研究較為廣泛。6 個(gè)土壤樣品中的多酚氧化活性見表2。與堿斑土壤相比,多酚氧化酶活性在植物覆蓋的土壤中含量低,而該類土壤全氮含量增加,這可能是因?yàn)橥寥赖脑黾右种屏搜趸傅幕钚?。有研究指出,土壤多酚氧化酶的活性與土壤腐殖化程度成負(fù)相關(guān),因此可在一定程度上預(yù)示土壤的腐殖化及污染程度[21]。堿斑土的多酚氧化酶活性較高,表明土壤中芳香族化合物和酚類物質(zhì)較多,誘導(dǎo)植物根系分泌較多的多酚氧化酶。

        脲酶活性:對(duì)于氮循環(huán)酶,土壤脲酶活性在不同的植物下差異顯著。脲酶在土壤氮循環(huán)和利用中起著重要的作用,因?yàn)樗芩饽蛩匦纬射@態(tài)氮。本試驗(yàn)中,脲酶活性在林地土中最高,堿斑土中最低,這是因?yàn)闃淠靖档墓痰饔?表2)。同時(shí),由于農(nóng)田土和林地土壤表層積累了較多的枯枝落葉和腐殖質(zhì),這些物質(zhì)含氮量較高,引起脲酶活性升高,而堿斑土由于土壤表層沒有凋落物,因此脲酶的含量較低。脲酶活性在樟子松林地土高于銀中楊,大豆農(nóng)田土高于玉米農(nóng)田土,表明樟子松和大豆具有較高的氮利用率。由于林地中具有豐富的樹種,更多的葉子回歸土壤再利用,使得土壤養(yǎng)分的增加,這反過來也導(dǎo)致磷酸酶活性的增加。

        蔗糖酶活性:土壤中的蔗糖酶又叫轉(zhuǎn)化酶,催化蔗糖分子水解成植物和微生物能利用的還原己糖,因此,蔗糖酶活性與土壤熟化程度以及微生物活性有關(guān)[22]。蔗糖酶活性在農(nóng)田土中最高,在堿斑土中最低(表2)。土壤可溶性有機(jī)物的積累引起土壤蔗糖酶升高,因此蔗糖酶直接參與了有機(jī)物的代謝過程。相比于堿斑土壤,植物覆蓋的林地土?xí)o土壤返回更多的凋落物,經(jīng)過植被修復(fù),林地土壤表層的生物量增加,并提供更多的凋落物給土壤,因此增加了蔗糖酶活性。

        熒光素二乙酸酶活性:FDA 水解酶包括酯酶、蛋白酶和脂肪酶等多種非專一性酶,由于其穩(wěn)定,檢測(cè)方法簡(jiǎn)單可靠,可以更好的反映土壤中總微生物的活性[23]。不同土地利用方式下土壤的熒光素二乙酸酯酶活性從高到低排列依次為:玉米農(nóng)田土、大豆農(nóng)田土、樟子松林地土、銀中楊林下、1 號(hào)堿斑土、2 號(hào)堿斑土(表2)。農(nóng)田土和林地土中熒光素二乙酸酯水解酶活性高于堿斑土,農(nóng)田土結(jié)構(gòu)疏松,林地土落葉層較厚,都有利于微生物生長(zhǎng)繁殖,所以熒光素二乙酸酯水解酶活性高于堿斑土壤。由于熒光素二乙酸酯主要由土壤微生物產(chǎn)生,因此可以推測(cè)農(nóng)田土和林地土中的微生物類群和數(shù)量較堿斑土多。

        3.3 不同類型土壤的微生物類群與數(shù)量變化

        土壤微生物在植物凋落物的降解、養(yǎng)分循環(huán)與平衡、土壤理化性質(zhì)的改善中起著重要的作用,因此,一個(gè)高質(zhì)量的土壤應(yīng)該具有穩(wěn)定的微生物種群結(jié)構(gòu)和良好的生物活性。不同土地利用方式下土壤的細(xì)菌、放線菌及真菌數(shù)量見表3。農(nóng)田土和堿斑土細(xì)菌數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于林地土,這與林木生長(zhǎng)周期長(zhǎng),林地樹種單一以及特異的根際微生物有關(guān);而堿斑草場(chǎng)多用于放牧,牛羊活動(dòng)和它們的排泄物也會(huì)不同程度地促進(jìn)微生物生長(zhǎng)繁殖。此外,2 種堿斑土的放線菌數(shù)明顯的高于其他土壤類型,說明放線菌對(duì)于鹽堿環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

        表3 不同土地利用方式下土壤微生物數(shù)量的分布

        3.4 土壤酶活性、土壤理化性質(zhì)及土壤微生物間的相關(guān)分析

        采用SPSS17.0 對(duì)土壤的8 個(gè)理化指標(biāo)和5 種土壤酶活性進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)。結(jié)果表明,對(duì)大多數(shù)土壤酶來說,土壤pH 值,電導(dǎo)率和有機(jī)質(zhì)與土壤酶活性呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān),而土壤含水量與土壤酶活性呈一定程度地正相關(guān);土壤多酚氧化酶與pH 值,電導(dǎo)率和有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān),而與含水量以及其它4 種土壤酶呈顯著的負(fù)相關(guān)。土壤氮素含量與土壤pH 值,電導(dǎo)率,有機(jī)質(zhì)和多酚氧化酶活性呈不同程度的負(fù)相關(guān),而與其它土壤酶活性呈極顯著的正相關(guān)(脲酶除外)。土壤有機(jī)質(zhì)與pH值和電導(dǎo)率呈極顯著正相關(guān),而與含水量呈極顯著的負(fù)相關(guān)。土壤磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同土地利用方式下相對(duì)獨(dú)立,受土壤性質(zhì)及其酶活性影響較小。也就是說,隨著土壤鹽堿化程度增高,其土壤酶活性降低,但多酚氧化酶活性會(huì)增高。

        表4 不同土地利用方式下土壤酶活與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析

        利用Canoco 軟件的典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)綜合了土壤理化性質(zhì)和酶活性,不僅能夠分析各指標(biāo)的空間分布格局差異,同時(shí)也區(qū)分出各個(gè)酶活對(duì)土壤性質(zhì)的影響[24](圖1)。CCA 將土壤酶活性和理化指標(biāo)排序以圖示表示。土壤因子用帶箭頭的連線表示,連線的長(zhǎng)度代表某個(gè)土壤因子之間相關(guān)程度的大小,連線越長(zhǎng),相關(guān)性越大。箭頭連線和排序軸的夾角代表著某個(gè)土壤因子與排序軸的相關(guān)性大小,夾角越小,相關(guān)性越高;兩個(gè)箭頭連線之間的夾角大小表示兩者之間的相關(guān)性[25]。

        土壤理化性質(zhì)和酶活性變化排序在第一、第二排序(用橫縱表示)軸平面上的結(jié)果可以分為3 組。土壤脲酶和含水量為第一組,說明植物覆蓋的土壤表層積累了較多的凋落物,減少了水分的散失和脲酶活性的升高,也是影響林地土壤質(zhì)量的制約因素;全氮、有效氮、轉(zhuǎn)化酶、磷酸酶和FDA 為第二組,說明這些因子是影響農(nóng)田土壤肥力的必要條件;速效磷、電導(dǎo)率、pH 值和有機(jī)質(zhì)為第三組,反應(yīng)堿斑土中營(yíng)養(yǎng)狀況的主要因子。由于土壤因子之間的關(guān)系與不同土地利用方式下的土壤變化互相關(guān)聯(lián),因而土壤因子在第一和第二排序軸平面上的分布距離體現(xiàn)了它們之間相關(guān)關(guān)系的緊密程度。第一排序(橫)軸與速效磷、電導(dǎo)率、pH 值、有機(jī)質(zhì)和多酚氧化酶呈正相關(guān),與其他因子間呈負(fù)相關(guān);第二排序(縱)軸與多酚氧化酶、脲酶、含水量和全磷呈正相關(guān)。這是因?yàn)椴煌恋乩梅绞皆谟绊懲寥佬再|(zhì)的同時(shí),土壤性質(zhì)也會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?,其中,土壤多酚氧化酶與其關(guān)系密切[26-27]。因此,推斷不同土地利用方式下的pH 值、有機(jī)質(zhì)和電導(dǎo)率是影響土壤其他因子的重要因素。

        圖1 不同土地利用方式下土壤酶活性、土壤理化性質(zhì)及土地利用方式之間的CCA 分析

        4 結(jié)論與討論

        本研究發(fā)現(xiàn)不同土地利用方式改善了原來鹽堿土的不利條件,表明植物覆蓋提高了土壤質(zhì)量。Lu等[28]研究也表明,不同土地利用方式對(duì)土壤性質(zhì)具有顯著的積極影響,例如土壤含水量、pH 值、土壤養(yǎng)分和鹽澤度。在農(nóng)田土和林地土壤質(zhì)量水平較高,這是由于所研究的地區(qū)是鹽堿地,降水量少、高鹽,因此任何活動(dòng)(灌溉和施肥)都能改善這些特性,提高土壤質(zhì)量。然而,有些研究認(rèn)為在自然土地轉(zhuǎn)變成農(nóng)田土的過程中土壤發(fā)生了退化,導(dǎo)致了土壤養(yǎng)分的不平衡、降低土壤肥力和土壤碳氮磷的流失[29-30]。但是,自然植被轉(zhuǎn)變成農(nóng)田并不總是引起土壤退化[31]。研究表明在貧瘠的土壤生態(tài)系統(tǒng)中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)能增加生物量和土壤碳含量[32]。

        植物產(chǎn)生和釋放次生化合物和獨(dú)特的復(fù)合化合物,并通過葉片瀝出液、落葉層、葉揮發(fā)物和根系滲出液釋放。然而,這些化合物的產(chǎn)生容易受到環(huán)境條件的影響。有些化合物具有改變植物生長(zhǎng)周圍化學(xué)成分的潛能。例如,當(dāng)蠶豆種植在磷缺乏的環(huán)境中,蘋果酸和檸檬酸會(huì)使其根系周圍酸化,大幅度的降低生長(zhǎng)環(huán)境的pH[33]。在本研究中,不同土地利用(植物覆蓋)對(duì)土壤pH 的影響顯著。這些結(jié)果與Emmanuel[34]相符,他報(bào)道種植農(nóng)作物黑麥草和斑豆能減低土壤pH。同時(shí),在另一項(xiàng)研究中,也發(fā)現(xiàn)土壤pH 隨著赤桉落葉層水提物的濃度降低[35]。電導(dǎo)率是一個(gè)重要的土壤質(zhì)量指標(biāo),受作物輪作順序和耕作的影響[36]。本研究表明植被覆蓋能明顯的降低土壤電導(dǎo)率。相比于農(nóng)田土和林地土,農(nóng)作物能顯著的增加土壤電導(dǎo)率,這些結(jié)果與章家恩等[37]研究一致,他們發(fā)現(xiàn)相比于單一林下植物,在農(nóng)田土中玉米—花生的間作增加了電導(dǎo)率。

        不同的土地利用方式對(duì)土壤酶活性的影響是顯著的。相比于沒有或者少有植物的鹽堿地,有植物覆蓋的土壤中磷酸酶、蔗糖酶、FDA 酶和脲酶最低,而多酚氧化酶活性最高,這和相關(guān)分析結(jié)果一致。一般來說,越多的植物覆蓋能產(chǎn)生更多的凋落物,進(jìn)而產(chǎn)生更多的微生物量,因此土壤酶活性更高。當(dāng)前的研究表明,總的酶活性堿斑土要低于農(nóng)田和林地,這和前人的研究一致[38-39]。

        不同土地利用方式明顯改變了土壤微生物種群數(shù)量。與堿性土壤相比,農(nóng)作物增加了細(xì)菌和真菌的濃度,但是降低了根際間的放線菌。之前的研究表明,根系分泌液的數(shù)量和種類在不同植物間是有差異的,這些差異能刺激土壤微生物群落間的物種特異性轉(zhuǎn)變[8]。植物根系通過分泌多種化合物,影響它們周圍的土壤微生物群落,支持有利的共生關(guān)系,改變土壤化學(xué)和物理性質(zhì),并抑制有競(jìng)爭(zhēng)性的植物的生長(zhǎng)[40]。我們的研究也和Keswani[41]一致,他認(rèn)為農(nóng)作物的種植增加了土壤根系細(xì)菌比例,而根系真菌比例降低,表明土壤微生物群落功能多樣性和代謝活性得到了提高。同時(shí)吳紅英[42]也證實(shí),芳香植物在沙土中在梨果園中,對(duì)土壤微生物數(shù)量有很好的調(diào)節(jié)效應(yīng)。

        相關(guān)分析表明,土壤5 種酶活性之間關(guān)系密切,且與土壤理化性質(zhì)之間相關(guān)性顯著,說明大慶地區(qū)不同土地利用方式下土壤酶活性與土壤養(yǎng)分和能量轉(zhuǎn)化有關(guān),可以作為評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的指標(biāo)。典范對(duì)應(yīng)分析總結(jié)出,在大慶鹽堿化土壤下,不同土地利用的pH、有機(jī)質(zhì)和電導(dǎo)率是影響土壤其他因子的重要因素。

        長(zhǎng)期以來,國(guó)內(nèi)外對(duì)鹽堿干旱土地的改良利用開展了廣泛的研究。通過種植不同樹木的生物改良法,已取得一定成效。這種方法不僅可以防風(fēng)固沙,調(diào)節(jié)地表徑流,也在一定程度上改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力。本研究的結(jié)果表明,不同土地利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)、酶活、微生物數(shù)量產(chǎn)生了有積極的影響,但是變化規(guī)律不同。相對(duì)于堿斑土,植被覆蓋的土壤pH 和電導(dǎo)率都顯著地降低,植被凋落物增加了土壤氮含量;土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和熒光素二乙酸酯酶的活性在農(nóng)田和林地土壤中較高,堿斑土中最低,而多酚氧化酶的活性則相反;土壤微生物數(shù)量也受不同土地利用方式顯著的影響。土壤酶活性和土壤理化性質(zhì)之間相關(guān)性顯著,可以反映土壤質(zhì)量。由于鹽堿土生態(tài)系統(tǒng)的脆弱和不合理的土地利用加劇土壤的退化過程,因此可持續(xù)的土地利用和管理尤為重要。該研究將為今后大慶地區(qū)的土壤改良提供有價(jià)值的信息。

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