摘要：基于甘蔗/花生間作、花生單作和甘蔗單作3個(gè)種植體系，通過(guò)測(cè)定土壤碳（β-1，4-葡萄糖苷酶，BG）、氮（氨基葡糖糖苷酶，NAG；亮氨酸氨基肽酶，LAP）和磷（酸性磷酸酶，AP）相關(guān)酶活性、土壤理化性質(zhì)和微生物量，并用碳、氮和磷相關(guān)酶活性化學(xué)計(jì)量比表征微生物養(yǎng)分限制程度的方法，分析間作對(duì)土壤微生物磷的限制及其影響因素。結(jié)果表明：除甘蔗單作外，其他單作、間作ln（NAG+LAP）/lnAP和lnBG/lnAP均＜1，基于土壤酶活性比值計(jì)算的矢量角度＞45°，表明花生和甘蔗單作、間作主要土壤微生物磷限制。花生和甘蔗間作土壤氮和磷養(yǎng)分顯著高于單作；花生間作土壤AP活性顯著降低（Plt;0.05），而甘蔗則相反；花生間作矢量角度顯著低于單作（Plt;0.05），甘蔗單作和間作差異不顯著，表明間作有利于改善花作中土壤微生物磷的限制。相關(guān)分析表明，矢量角度與MBN含量極顯著正相關(guān)，與MBN/MBP顯著正相關(guān)，與N/P呈顯著負(fù)相關(guān)，表明土壤微生物磷限制主要受土壤養(yǎng)分和微生物量及其相對(duì)比值的調(diào)控。本研究區(qū)域土壤微生物主要受磷限制，間作體系通過(guò)調(diào)控土壤養(yǎng)分以及微生物量相對(duì)比值從而緩解花生間作下土壤微生物磷的限制。

關(guān)鍵詞：間作；土壤微生物磷限制；酶化學(xué)計(jì)量比；矢量分析

中圖分類號(hào)：S154；S344.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2025）02-0262-09

土壤微生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它幾乎參與了土壤生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物化學(xué)過(guò)程，是土壤與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交流和能量流動(dòng)的重要紐帶［1］。土壤微生物參與土壤中的碳、氮和磷轉(zhuǎn)化進(jìn)程的調(diào)控，因此成為土壤中養(yǎng)分釋放和能量流動(dòng)的重要載體，同時(shí)，土壤微生物也是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一［2］。然而這些微生物控制的過(guò)程強(qiáng)烈依賴于土壤環(huán)境因子，比如土壤養(yǎng)分、微生物生物量及土壤酶活性等，而這個(gè)過(guò)程主要受到土壤環(huán)境中能量和養(yǎng)分可用性的限制，因此被稱為微生物養(yǎng)分限制［3］，土壤微生物養(yǎng)分限制主要包括微生物碳、氮和磷的限制［4］。

土壤微生物養(yǎng)分限制研究主要以參與土壤碳（β-1，4-葡萄糖苷酶，BG）、氮（β-1，4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶，NAG；L-亮氨酸氨基肽酶，LAP）和磷（酸性磷酸酶，AP）相關(guān)的酶為研究對(duì)象，探究土壤微生物養(yǎng)分限制特征［5］，因?yàn)檫@些酶參與土壤中碳、氮和磷養(yǎng)分的催化反應(yīng)，一定程度上可以反映土壤中碳、氮和磷代謝的水平［6］。 目前，已經(jīng)有很多方式對(duì)微生物養(yǎng)分限制進(jìn)行計(jì)算與衡量，比如，土壤酶活性化學(xué)計(jì)量比就是衡量其有效且應(yīng)用廣泛的研究方式之一，這是因?yàn)橥寥烂富钚阅茉谝欢ǔ潭壬戏从吵鲈撋鷳B(tài)系統(tǒng)中資源可利用性的響應(yīng)，從而滿足資源的代謝需求［7］。此外，Moorhead 等提出的胞外酶化學(xué)計(jì)量的矢量長(zhǎng)度和矢量角度也是表征土壤微生物養(yǎng)分限制的常用方法之一［8］。Sinsabaugh 等在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了生物酶化學(xué)計(jì)量研究，發(fā)現(xiàn)碳、氮和磷相關(guān)酶的生態(tài)化學(xué)計(jì)量比值接近1 ∶1 ∶1時(shí)為內(nèi)穩(wěn)態(tài)，即lnBG ∶ln（NAG+LAP） ∶lnLAP 為1 ∶1 ∶1［9］，然而這個(gè)比例在不同的生態(tài)系統(tǒng)中存在差異。比如，Peng等研究發(fā)現(xiàn)草地土壤中BG/（NAG+LAP）、BG/AP和（NAG+LAP）/AP比值分別為0.47、0.18和0.40，表明微生物受到氮和磷的共同限制，特別是磷［10］；Tapia-Torres 等研究表明荒漠土壤中BG/NAG、BG/AP和NAG/AP比值分別為0.98～1.58、0.28～2.23和0.20～0.82，表明該生態(tài)系統(tǒng)中微生物主要受碳和磷限制［11］。這些研究闡明了土壤微生物養(yǎng)分限制受不同生態(tài)體系的影響。而目前有關(guān)于土壤微生物養(yǎng)分的研究主要集中于自然生態(tài)系統(tǒng)以及人工林地進(jìn)行展開，而在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中不同種植體系以及種植模式方面的研究的相關(guān)報(bào)道較為少見(jiàn)。

間作模式作為一種綠色、高效、生態(tài)的種植模式受到廣泛的研究與應(yīng)用［12-13］。大量研究表明，間作體系對(duì)作物的促進(jìn)作用與土壤養(yǎng)分環(huán)境、土壤微生物以及作物種類等因素密切相關(guān)。比如，Cuartero等通過(guò)對(duì)豇豆和甜瓜的研究表明，間作系統(tǒng)擁有較高豐富度的有益微生物，如假單胞菌、芽孢桿菌、鏈霉菌和鞘氨醇單胞菌等［14］；Ma等關(guān)于茶園栗樹間作的研究也表明，間作可以改善農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的資源可用性、生態(tài)系統(tǒng)功能以及產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量［15］。此外，豆科番茄間作［16］、玉米花生間作［17］、馬鈴薯蠶豆、馬鈴薯蕎麥間作［18-19］等研究均表明，禾本科與豆科間作模式有助于提高土壤養(yǎng)分，但由于不同作物生長(zhǎng)需養(yǎng)量的不同，對(duì)養(yǎng)分活化也有所差異。Li等研究表明，間作可以在作物間根系的相互作用中發(fā)揮重要作用，從而對(duì)土壤微生物具有選擇性作用［20］。通過(guò)對(duì)土壤酶化學(xué)計(jì)量比的研究，有助于揭示間作體系中土壤微生物對(duì)養(yǎng)分需求的變化以及對(duì)微生物過(guò)程產(chǎn)生積極或消極的影響［21］。此外，了解土壤微生物養(yǎng)分限制對(duì)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物機(jī)制，對(duì)改善土壤養(yǎng)分循環(huán)和作物生產(chǎn)力具有重要意義。

甘蔗與花生是廣西重要的糖料作物和油料作物，是促進(jìn)廣西農(nóng)業(yè)發(fā)展以及農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的重要農(nóng)產(chǎn)品［22-23］，在農(nóng)業(yè)發(fā)展和研究中占有重要地位。近年來(lái)關(guān)于甘蔗花生間作對(duì)土壤理化性質(zhì)［24］、微生物生態(tài)［25-26］、病蟲害［27］以及光合利用率［28］等方面有了不少的報(bào)道，而對(duì)甘蔗花生種植模式對(duì)土壤微生物養(yǎng)分限制的影響以及調(diào)控因素的研究相對(duì)較少。本研究通過(guò)對(duì)甘蔗花生間作、單作體系中土壤理化性質(zhì)、微生物量和土壤養(yǎng)分限制的變化特征及其相互作用機(jī)制的關(guān)系進(jìn)行分析，明確在單作和間作體系下土壤微生物磷限制的特征，并通過(guò)與單作進(jìn)行對(duì)比，探究間作對(duì)土壤微生物磷限制的影響特征及影響因素，從而為廣西農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)制定合理的管理制度提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2022年3月在廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院武鳴里建科研基地（23°14′58″N，108°3′40″E）進(jìn)行。試驗(yàn)包括甘蔗花生間作、甘蔗單作、花生單作3個(gè)種植模式（圖1），每個(gè)種植模式重復(fù)3次。于2023年3月中旬同時(shí)種植花生和甘蔗。其中，單作花生行距為50 cm，株距為12 cm，單粒種植；單作甘蔗行距為120 cm，株距為50 cm。甘蔗間作花生（甘蔗、花生行數(shù)比為2 ∶4），在甘蔗寬行距中間種4行花生，其中甘蔗之間行距為120 cm，甘蔗與花生之間的距離為65 cm，花生行距為30 cm。小區(qū)面積為117 m2 （長(zhǎng)、寬分別為11.7、10.0 m）。單作甘蔗施用 2 250 kg/hm2 甘蔗專用復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%），單作花生施用450 kg/hm2花生專用復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）和 750 kg/hm2 鈣鎂磷肥，先將肥料均勻條施在花生種植溝里，并與條溝內(nèi)土壤混合均勻。間作條件下甘蔗與花生按實(shí)際種植面積分開施肥，施肥量同各自單作種植用量一致。耕層土壤養(yǎng)分含量分別為含水量14.39%、pH值6.75、有機(jī)碳含量19.23 g/kg、全氮含量1.29 g/kg、速效磷含量34.62 mg/kg、硝態(tài)氮含量62.36 mg/kg。

1.2土壤樣品采集

于2023年6月2日在花生成熟期分別對(duì)種植單作甘蔗、花生和間作甘蔗花生表層0～20 cm土壤進(jìn)行多點(diǎn)隨機(jī)取樣，再將各處理采集的土樣混勻并去除肉眼可見(jiàn)的石頭、根系等雜質(zhì)，過(guò)2 mm篩后將土樣一分為二，一份保存在4 ℃下保鮮儲(chǔ)存用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定，另一份置于-20 ℃的冰箱冷凍保存，以供土壤微生物特性的測(cè)定。

1.3測(cè)定指標(biāo)

1.3.1土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤理化性質(zhì)的測(cè)定參考《土壤農(nóng)化分析》［29］進(jìn)行：pH值的測(cè)定使用pH計(jì)［SevenCompact S220，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］進(jìn)行（土、水質(zhì)量比為 1 ∶5）；將 5 g 鮮土置于105 ℃的恒溫烘箱中烘干至恒重測(cè)定含水量；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用H2SO4-K2CrO7熔融法進(jìn)行測(cè)定；全氮含量用凱氏定氮法測(cè)定；硝態(tài)氮含量的測(cè)定是用2 mol/L KCl 溶液浸提后，用紫外分光光度計(jì)［UV-2600，島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司］分別在220、275 nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色；全磷、速效磷含量均采用鉬銻抗比色法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2土壤酶活性的測(cè)定

本研究主要探究了4種水解酶，即BG、NAG、LAP、AP（表1），測(cè)定方法如下［30］：稱取1.5 g鮮土置于150 mL的緩沖液中（0.2 mol/L 醋酸鈉+0.026 mol/L冰醋酸，pH值5.3），并置于振蕩器中搖勻2 min，制備成土壤懸浮液，然后將50 μL 底物（表1）和100 μL土壤懸浮液加入到96 孔微孔板上，每個(gè)樣品重復(fù)8次，同時(shí)制備土壤懸浮液標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別為濃度梯度為0、2.5、5、10、25、50、100 μmol/L的4-甲基羥基香豆素（4-methylumbelliferone，MUB）和濃度梯度為0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、2.5 μmol/L的7-氨基-4-甲基香豆素（7-amino-4-methylcoumarin，AMC）。最后將所有微孔板置于25 ℃條件下避光培養(yǎng)3 h后，使用酶標(biāo)儀（Infinite M200，瑞士TECAN公司）在激發(fā)波長(zhǎng)為365 nm和發(fā)射波長(zhǎng)為460 nm條件下進(jìn)行熒光測(cè)定，其活性單位表示為 nmol/（g·h）。

1.3.3土壤微生物量的測(cè)定

土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon，MBC）和微生物量氮（soil microbial biomass nitrogen，MBN）含量通過(guò)三氯甲烷熏蒸-TOC儀法測(cè)定［35］。具體測(cè)定方法：稱取4份10.0 g土壤樣品于小燒杯中，其中2份三氯甲烷熏蒸 24 h，另外2份不熏蒸。之后轉(zhuǎn)移4份土樣于塑料瓶中，加入40 mL 0.5 mol/L 的K2SO4溶液（土水比 1 ∶[KG-*3]4），800 r/min振蕩30 min，然后用中速定量濾紙過(guò)濾得到濾液。吸取10 mL濾液用有機(jī)碳自動(dòng)分析儀（vario TOC cube，德國(guó)Elementar公司）測(cè)定其中碳、氮含量。

土壤微生物量磷（soil microbial biomass phosphorus，MBP）含量通過(guò)三氯甲烷熏蒸-NaHCO3提取-ICP檢測(cè)測(cè)定。熏蒸過(guò)程與微生物碳、氮含量測(cè)定的方法一致，之后轉(zhuǎn)移4份土樣于塑料瓶中，加入40 mL 0.5 mol/L的NaHCO3（土水比1 ∶[KG-*3]8）溶液，300 r/min充分振蕩30 min，完成之后使用無(wú)磷濾紙過(guò)濾得到濾液，再用鉬銻抗比色法測(cè)定其中磷含量。熏蒸部分測(cè)定值減去未熏蒸部分之后，利用0.4的轉(zhuǎn)換系數(shù)［36］計(jì)算土壤微生物量磷含量。

1.4數(shù)據(jù)分析

土壤胞外酶活性的矢量分析計(jì)算公式：矢量長(zhǎng)度代表土壤微生物受到碳的限制，矢量角度代表氮或磷的限制，其中，當(dāng)矢量角度＞45°時(shí)表明受到磷的限制，且角度越大代表受到的微生物限制的程度越強(qiáng)，反之，則是受到氮的限制［37］。公式如下所示［38］：

矢量長(zhǎng)度=SQRT（X2+Y2）；

矢量角度=Degrees［Atan2（X，Y）］；

X=lnBG ∶ln（BG+AP）；

Y=lnBG ∶ln（BG+NAG+LAP）。

使用Excel 2021對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理與分析，使用SPSS 19.0進(jìn)行均值和標(biāo)準(zhǔn)誤的計(jì)算，之后進(jìn)行顯著性方差（one-way ANOVA）分析，用LSD法進(jìn)行多重比較，再將處理好的數(shù)據(jù)用Origin 2021進(jìn)行柱狀圖、散點(diǎn)圖的繪制，用R語(yǔ)言進(jìn)行Spearman相關(guān)分析。

2結(jié)果與分析

2.1甘蔗花生間作對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可知，與花生單作相比，間作土壤全氮、全磷、硝態(tài)氮、速效磷含量以及土壤N/P都顯著高于單作，土壤C/N和N/P顯著低于單作；而與單作甘蔗相比，間作顯著提高了土壤全氮、硝態(tài)氮、速效磷含量，且間作體系中土壤C/P顯著高于單作。

2.2甘蔗花生間作對(duì)土壤微生物量的影響

從圖2可以看出，無(wú)論是在間作還是單作中，甘蔗和花生體系下MBC、MBN、MBP含量差異均不顯著，且MBN/MBP、MBC/MBP的差異性也不顯著，但MBC/MBN無(wú)論是對(duì)于花生還是甘蔗而言，間作均顯著高于單作，且花生間作是單作的1.87倍，甘蔗間作是單作的1.15倍。

2.3甘蔗花生間作對(duì)土壤酶活性及養(yǎng)分限制的影響

如圖3所示，無(wú)論是單作還是間作體系中甘蔗和花生BG、NAG+LAP活性差異不顯著，花生單作AP活性顯著高于間作，而在甘蔗體系中則表現(xiàn)為間作顯著高于單作，甘蔗單作和間作模式下土壤碳、氮和磷相關(guān)酶活性［BG ∶（NAG+LAP） ∶AP］的比值分別約為1.14 ∶1 ∶1.10和1.10 ∶1 ∶1.27；花生單作和間作模式下的比值分別約為1.21 ∶1 ∶2.38和 1.37 ∶1 ∶1.70，經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后，甘蔗單作和間作中碳、氮和磷相關(guān)酶活性［即lnBG ∶ln（NAG+LAP） ∶lnAP］比值分別為1.03 ∶1 ∶1.02和 1.02 ∶1 ∶1.05，花生單作與間作中酶活性比值分別為1.04 ∶1 ∶1.17和 1.07 ∶1 ∶1.11。而對(duì)于土壤酶化學(xué)計(jì)量比來(lái)說(shuō)，花生體系中l(wèi)nBG/ln（NAG+LAP）、ln（NAG+LAP）/lnAP差異不顯著，而間作lnBG/lnAP顯著高于單作，對(duì)于甘蔗種植體系來(lái)說(shuō)，間作中l(wèi)nBG/ln（NAG+LAP）、ln（NAG+LAP）/lnAP、lnBG/lnAP差異均不顯著。此外，由土壤碳、氮和磷相對(duì)比值散點(diǎn)分析（圖4）可以看出，4個(gè)處理的點(diǎn)均落在受碳或磷限制的區(qū)域內(nèi)，矢量分析（圖5）發(fā)現(xiàn)，4個(gè)處理的矢量角度均超過(guò)了45°，表明單作和間作模式中均受到較強(qiáng)的磷限制，且花生間作顯著低于單作。結(jié)合圖3中4個(gè)處理 lnBG/ln（NAG+LAP）＞1、ln（NAG+LAP）/lnAP＜1和 lnBG/ln AP＜1（甘蔗單作除外），可以得出單作和間作體系中的土壤微生物養(yǎng)分限制均表現(xiàn)為磷限制＞碳限制＞氮限制，且由圖5可知花生單作中土壤微生物磷限制顯著高于間作，甘蔗體系中單作和間作體系中差異不顯著。

2.4土壤微生物磷限制與土壤理化性質(zhì)、微生物量的相關(guān)性分析

由表3可知，BG活性與pH值顯著負(fù)相關(guān)，NAG+LAP活性與pH值、MBC/MBP顯著負(fù)相關(guān)，與MBN含量和MBP含量顯著正相關(guān)，AP活性與pH值顯著負(fù)相關(guān)，而與MBN含量顯著正相關(guān)；ln（NAG+LAP）/lnAP與MBN含量、MBN/MBP呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，lnBG/lnAP與N/P呈顯著正相關(guān)關(guān)系而與MBN含量和MBN/MBP呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，矢量長(zhǎng)度與MBN/MBP呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，矢量角度與MBN含量極顯著正相關(guān)，與MBN/MBP顯著正相關(guān)，而與N/P顯著負(fù)相關(guān)。

3討論與結(jié)論

3.1甘蔗花生間作對(duì)土壤微生物養(yǎng)分限制特征

土壤酶是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)的生物催化劑，是衡量土壤生態(tài)系統(tǒng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)［39-40］。分析發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)4個(gè)處理的土壤酶活性比均表現(xiàn)為lnBG/ln（NAG+LAP）＞1、ln（NAG+LAP）/lnAP＜1、lnBG/lnAP＜1（甘蔗單作除外）；且甘蔗單作和間作模式下土壤碳、氮和磷相關(guān)酶活性的比值分別約為1.14 ∶1 ∶1.1和 1.1 ∶1 ∶1.27；花生單作和間作模式下的比值分別約為 1.21 ∶1 ∶2.38 和 1.37 ∶1 ∶1.70，此外，Sinsabaugh等一項(xiàng)關(guān)于全球尺度下的研究表明，土壤碳、氮和磷相關(guān)酶的相對(duì)活性經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后的比值約為 1 ∶1 ∶1，即 lnBG ∶ln（NAG+LAP） ∶lnAP為 1 ∶1 ∶1 時(shí)，表明了土壤酶化學(xué)計(jì)量比的內(nèi)穩(wěn)態(tài)［9］。本研究中，經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后，甘蔗單作和間作中碳、氮和磷相關(guān)酶活性［即lnBG ∶ln（NAG+LAP） ∶lnAP］比值分別為 1.03 ∶1 ∶1.02和1.02 ∶1 ∶1.05，花生單作與間作中酶活性比值分別為1.04 ∶1 ∶1.17和1.07 ∶1 ∶1.11（圖3），此外，研究區(qū)域內(nèi)向量長(zhǎng)度＞1（圖5），向量角度均＞45°（圖5），說(shuō)明本研究區(qū)域無(wú)論是花生甘蔗單作還是間作體系都受到較大的磷限制， 其原因可能是由于研究區(qū)域的土壤為紅壤，pH值范圍在5.95～6.86，為酸性土壤，而磷素在酸性土壤中更容易與土壤中的鐵、鋁等元素結(jié)合形成難溶解的化合物，而難以被活化為易被作物直接吸收利用的游離態(tài)磷酸根離子［41］，此外，酸性環(huán)境可能會(huì)抑制土壤微生物對(duì)于磷的分解和釋放，因此使得研究區(qū)域土壤微生物主要受到磷的限制［42-43］。其次，對(duì)不同種植模式而言，花生間作顯著降低了磷的限制，從表2可以看出，花生間作顯著提高了土壤全氮、全磷、硝態(tài)氮以及速效磷的含量，前人研究表明，當(dāng)土壤微生物受限制時(shí)，作物根系會(huì)優(yōu)先分泌相關(guān)胞外酶對(duì)該養(yǎng)分進(jìn)行活化從而來(lái)緩解土壤中最受限的資源，而土壤微生物不受限時(shí)酶的活化則相對(duì)減少［44］。本研究發(fā)現(xiàn)，花生間作中全氮、全磷、硝態(tài)氮和速效磷含量均得到顯著提高（表2），NAG+LAP和AP活性降低，而甘蔗間作中AP顯著高于單作（圖3），散點(diǎn)圖分析（圖4）、矢量長(zhǎng)度（圖5）和矢量角度（圖5）分析也表明間作花生顯著緩解了土壤微生物磷限制，甘蔗中間作與單作差異不顯著，其原因可能是因?yàn)殚g作模式對(duì)于花生和甘蔗養(yǎng)分的積累具有一定的促進(jìn)作用［45］，因此，速效磷的積累使得間作體系中的花生根系不需要進(jìn)一步分泌AP將磷活化為速效磷形態(tài)，從而緩解了土壤微生物的磷限制；而在花生甘蔗間作體系中，甘蔗作為競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)物種，因此被花生固定的氮素會(huì)向甘蔗根系附近轉(zhuǎn)移，供給其正常生理需求的養(yǎng)分，從而刺激甘蔗根系分泌相關(guān)酶將這些養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為可吸收形態(tài)。從養(yǎng)分平衡的角度分析，氮素的增加可能會(huì)增加根系對(duì)相關(guān)碳、磷酶的分泌，從而將向甘蔗偏移的氮素轉(zhuǎn)化為可供作物吸收利用的形態(tài)，這也可能是甘蔗體系中BG、NAG+LAP、AP活性呈上升趨勢(shì)的原因所在，也是導(dǎo)致甘蔗間作土壤微生物磷限制程度高于單作的原因。綜上可得，間作緩解了花生微生物磷限制，而對(duì)甘蔗影響不顯著。

3.2甘蔗花生間作微生物磷限制的影響因素

許淼平等發(fā)現(xiàn)，生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)認(rèn)為碳、氮、磷以及其他元素的不同比值組成了生態(tài)系統(tǒng)中的一切物質(zhì)，并且不同的養(yǎng)分比值與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)有著密切的關(guān)系［46］，而土壤微生物與環(huán)境以及土壤中的不同微生物與作物之間通過(guò)胞外酶等介質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)和能量交換［47-48］，從而維持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，因此，探究土壤理化性質(zhì)、土壤微生物量與酶活性比值對(duì)于研究土壤微生物代謝特征以及胞外酶耦合機(jī)制的相互關(guān)系有著重要意義。此外，大量研究表明，土壤微生物資源限制受到多種的因素的共同影響，如土壤養(yǎng)分含量、植被類型、氣候等［49-50］。然而，本研究區(qū)域的土壤微生物磷限制主要受到土壤養(yǎng)分和微生物量及其比值的調(diào)控，而不是受到某種單一養(yǎng)分和微生物量的限制。其主要表現(xiàn)如下：相關(guān)分析（表3）得出，ln（NAG+LAP）/lnAP與MBN含量和MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，lnBG/lnAP與MBN含量和MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，而與N/P顯著正相關(guān)；矢量長(zhǎng)度與MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，矢量角度與MBN含量和MBN/MBP極顯著或顯著正相關(guān)，與N/P顯著負(fù)相關(guān)。其原因可能是因?yàn)槲⑸锪兹狈赡軙?huì)影響碳和氮微生物的生長(zhǎng)和代謝，從而維持平衡的土壤碳、氮和磷組成以及生物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)［5］，在缺磷條件下，土壤微生物可能會(huì)將更多的能量用于磷相關(guān)酶的生產(chǎn)中，從而來(lái)緩解磷的限制。前人研究表明，土壤碳、磷比和氮、磷比對(duì)土壤磷酸酶活性有顯著影響［51］。Zhao等的研究表明，土壤酶活性的變化過(guò)程通常與微生物代謝和生物地球化學(xué)過(guò)程的速率有關(guān)，并在很大程度上受營(yíng)養(yǎng)平衡的影響［52］。本研究表明，ln（NAG+LAP）/lnAP與MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，lnBG/lnAP與N/P顯著正相關(guān)而與MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，矢量長(zhǎng)度與MBN/MBP顯著負(fù)相關(guān)，矢量角度與N/P顯著負(fù)相關(guān)。因此，本研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了土壤養(yǎng)分和微生物量及其化學(xué)計(jì)量比在探究土壤酶活性和化學(xué)計(jì)量學(xué)中的重要性。

本研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域土壤微生物受磷限制。土壤微生物磷限制與土壤中的養(yǎng)分和土壤微生物量的相對(duì)比值（N/P、MBC/MBP、MBN/MBP）存在顯著相關(guān)性。間作通過(guò)提高土壤中的硝態(tài)氮和速效磷含量進(jìn)而改善了土壤中碳氮磷、微生物量含量以及土壤酶活性及其化學(xué)計(jì)量比，從而顯著緩解了花生土壤微生物磷限制，但由于甘蔗的生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的需求遠(yuǎn)高于花生，導(dǎo)致養(yǎng)分的提升和偏移對(duì)土壤微生物磷限制影響不顯著。

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