熊明彪，紀(jì)丁愈，饒逸馳，張 恒，孫博文，楊遠(yuǎn)祥*

(1.四川水利創(chuàng)新發(fā)展研究院，成都 611230；2.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 611230；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，成都 611130)

森林在經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展過程中起著不可替代的支撐作用[1]。第七次全國森林資源清查結(jié)果顯示，我國有森林1.95×108hm2，森林覆蓋率為20.36%，森林面積列世界第5，森林蓄積量列世界第6[2]。雖然如此，我國森林資源人均占有量仍然不足，森林資源質(zhì)量依然不高。

竹子作為重要的森林資源，在人們的日常生活中得到廣泛應(yīng)用，以竹子為原料的新產(chǎn)品層出不窮，它具有分布廣、生長快、用途多、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價值高等特點，被譽為“綠色的金礦”[3-4]。壽竹全身是寶，竹稈、竹枝、籜殼、竹筍等部分皆可被利用，經(jīng)濟(jì)價值高。壽竹林具有保持水土、調(diào)節(jié)氣候、固碳釋氧、美化環(huán)境等生態(tài)功能。同時壽竹林為人們提供休閑勝地，社會效益佳。壽竹林是集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會功能于一體的優(yōu)良林種。目前，壽竹在家具、造紙、包裝、食品、醫(yī)藥、保健、紡織、旅游、環(huán)保等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。自1982年被發(fā)現(xiàn)以來，壽竹的花后復(fù)壯[5]、豐產(chǎn)栽培[6]、稈形結(jié)構(gòu)[7]、埋鞭育苗[8]、立地條件[9-10]、竹稈材積特性[11]、出筍及高生長規(guī)律[12]等方面均有研究，但有關(guān)壽竹林地土壤氮素含量及土壤酶活性春夏季變化的相關(guān)研究鮮見報道。

鑒此以壽竹林地土壤為研究對象，了解其氮素含量及酶活性的春夏季變化規(guī)律，以期為壽竹林合理施肥、營林生產(chǎn)及管理提供一定技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

重慶市梁平縣明月山中段百里槽的竹山區(qū)，位于107°30′E～107°41′E,30°39′N～30°51′N之間，生境海拔500～1100m，土壤屬山地黃壤，境內(nèi)多喀斯特地貌，年均氣溫14～16℃，無霜期250d左右，年均降水量1200～1400mm，相對濕度85%，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。

1.2 試驗材料

壽竹(Phyllostachysbambusoidesforma shouzhu Yi)系禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)剛竹屬(Phyllostachys)桂竹(P.bambusoides)的變型，與原變型的區(qū)別在于新稈微被白粉，稈環(huán)較平，節(jié)間較長，籜鞘無毛。壽竹為淺根系單軸散生竹，稈高達(dá)20m，直徑4～13cm，稈的節(jié)間最長可達(dá)50cm，是我國特有的經(jīng)濟(jì)竹種，主要分布于四川東部、重慶及湖南南部，為僅次于毛竹(Phyllostachysedulis)的優(yōu)良大徑竹種[13]，利用價值高，在我國竹產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著十分重要的地位。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣地選擇及設(shè)置 根據(jù)研究區(qū)域?qū)嵉卣{(diào)查，在土壤類型、坡度、坡位、海拔一致的前提下選擇具有代表性且人為干擾少的壽竹林，設(shè)置3個10m×10m的樣方。本次試驗樣地位于107°36′18.0″E，30°45′53.6″N，各樣地基本概況如表1所示。

1.3.2 采樣時間 春季采樣時間：2019年4月。夏季采樣時間：2019年7月。

1.3.3 土壤采集 采取壽竹林0～20cm土壤。在各采樣單元內(nèi)按蛇形布點法取土樣(避開路邊、地角)，用小土鏟采集表層土壤，將各采樣單元內(nèi)的土壤混合起來構(gòu)成混合樣品(5kg左右)帶回實驗室分析測定。

1.4 測定項目及方法

有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀容量法—外加熱法[14]；全氮：半微量開氏法[14]；堿解氮：堿解擴(kuò)散法[14];脲酶：靛酚藍(lán)比色法[15]；蛋白酶：茚三酮比色法[15]；過氧化氫酶：高錳酸鉀滴定法[15]。

表1 林地基本概況

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel及DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 春夏季壽竹林土壤氮素特征

由表2可知，春季壽竹林表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量分別為40.01g/kg、2.49g/kg、157.90mg/kg，夏季壽竹林表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量分別為67.21g/kg、3.86g/kg、215.48mg/kg。壽竹林表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量春、夏差異顯著，總體呈現(xiàn)夏季高春季低的特征。原因可能有2個方面：一方面是土壤養(yǎng)分被壽竹根系大量吸收，為春季出筍所利用，導(dǎo)致春季土壤養(yǎng)分含量低于夏季。另一方面是夏季溫度高、竹林濕度大、覆蓋物厚，有利于微生物對有機(jī)物的分解。因此，在人工壽竹栽培中，應(yīng)注意對春季出筍期氮素養(yǎng)分的補(bǔ)充，滿足壽竹出筍營養(yǎng)需求，保證成活率。

2.2 春夏季壽竹林土壤酶活性特征

由表3可知，春季壽竹林表層土壤脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶活性分別為0.20mg (g·d)-1、0.012mg (g·d)-1、45.35ml (min·kg)-1，夏季壽竹林表層土壤脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶活性分別為0.12mg (g·d)-1、0.029mg (g·d)-1、40.58ml (min·kg)-1。壽竹林土壤脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶活性春、夏差異顯著，蛋白酶活性呈現(xiàn)夏季高春季低的特征，與有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮特征相同；脲酶、過氧化氫酶活性呈現(xiàn)夏季低春季高的特征，這與陶寶先等對毛竹林土壤酶活性季節(jié)變化研究結(jié)果一致[16]。相比雷竹、麻竹等竹林[17-20]表層土壤酶活性，壽竹林表層土壤脲酶活性較高，而蛋白酶、過氧化氫酶活性偏低。脲酶、過氧化氫酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮特征相反，原因可能是春季出筍消耗了大量土壤養(yǎng)分，夏季林下濕度較大，土壤通氣性較春季差從而抑制了土壤酶活性所致。因此，在人工壽竹栽種中，應(yīng)加強(qiáng)對栽培地土壤的水文調(diào)控，設(shè)置好排水溝渠并適當(dāng)清除竹林地表覆蓋物，提高竹林土壤通氣性，以提高土壤酶活性。

2.3 土壤氮素與土壤酶活性相關(guān)性

由表4可知，除過氧化氫酶與蛋白酶之間相關(guān)性不顯著外，其它指標(biāo)之間均存在著顯著或極顯著相關(guān)性。其中，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮之間表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮與脲酶、過氧化氫酶呈極顯著負(fù)相關(guān)，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮與蛋白酶呈顯著或極顯著正相關(guān)，這與毛竹、雷竹等竹林表層土壤蛋白酶研究結(jié)果一致[17-20]，說明蛋白酶活性高低能較好反映土壤肥力狀況，吳家森等[21]通過對毛竹的研究表明，土壤蛋白酶與毛竹粗生長相關(guān)性極顯著。森林土壤酶被視作具有敏感性和可靠性的指標(biāo)，參與森林生態(tài)過程中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)[22]，因此，可以通過調(diào)控竹林水肥氣熱，提高酶活性，進(jìn)而為壽竹林出筍、材質(zhì)生長提供充足養(yǎng)分。然而，影響土壤酶活性的因素較復(fù)雜，土壤中微生物種類、水氣熱狀況、pH、竹齡、養(yǎng)分豐缺、污染程度等都影響著土壤酶活性，有待深入研究。

3 討論

春夏季壽竹林表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量與脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶活性差異顯著，這充分表明季節(jié)變化對土壤氮素含量、土壤酶活性會產(chǎn)生影響。有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量總體呈現(xiàn)夏季高春季低的特征，脲酶活性：春季>夏季，蛋白酶活性：夏季>春季，過氧化氫酶活性：春季>夏季。相關(guān)分析表明，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮之間表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，與蛋白酶表現(xiàn)為顯著或極顯著正相關(guān)，與脲酶、過氧化氫酶表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)。由此可見，壽竹林土壤肥力水平評價中，脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶活性特征是不容忽視的重要指標(biāo)。

通過研究壽竹林春夏季土壤氮素養(yǎng)分與土壤酶活性的變化特征，對提高出筍率、促進(jìn)材質(zhì)生長提供了一定的管理依據(jù)：第一竹林地表增添覆蓋物。研究表明季節(jié)對氮素養(yǎng)分及酶活性的影響明顯，因此根據(jù)季節(jié)變化應(yīng)及時對竹林進(jìn)行相關(guān)養(yǎng)護(hù)，如出筍前期可對竹林進(jìn)行秸稈覆蓋，提高土溫，促進(jìn)筍芽萌發(fā)。第二人工翻耕、水分調(diào)控。研究結(jié)果表明夏季土壤脲酶、過氧化氫酶活性明顯低于春季，分析原因可能是夏季土壤濕度較大致使土壤通氣性能降低，從而抑制了土壤酶活性。因此，可根據(jù)壽竹林具體情況，適當(dāng)在林下開挖排水溝渠，實施必要的水分調(diào)控。可對竹林進(jìn)行必要翻耕，改善土壤通氣性能，促進(jìn)土壤酶活性。第三及時施肥。研究表明春季土壤氮素含量明顯低于夏季，說明春季出筍對土壤氮素營養(yǎng)消耗較大，此時應(yīng)及時追施氮肥，確保出筍和成活率。

為全面科學(xué)指導(dǎo)壽竹林水肥管理，保證壽竹出筍率和材質(zhì)生長，土壤磷、鉀及其他營養(yǎng)元素含量及土壤酶活性隨季節(jié)變化特征值得進(jìn)一步研究。