种植年限对干旱区枣园土壤酶活性的影响

来源 :天津农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyh20070901
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘    要:以新疆南疆麦盖提县枣园种植区不同树龄的枣树为研究对象,分析了不同树龄、不同土壤深度的多种土壤酶的活性。结果表明,种植年限对红枣果园土壤酶活性有显著影响,枣树种植年限超过一定年限后,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均随着种植年限的增加而增大,过氧化氢酶活性表现为先升高后降低再升高。随着土壤深度增加,3年生枣树过氧化氢酶活性总体呈现先下降后增加趋势,10年、15年生枣树呈现不断降低趋势,5年生果树过氧化氢酶活性变化趋势不大,特征不明显。土壤脲酶、磷酸酶活性表现出随种植年限的增加而递增的趋势,蔗糖酶活性均表现为表层最高,底层最低,降低幅度明显。同一树龄不同层次脲酶、蔗糖酶活性随土壤深度增加而递减,磷酸酶活性表现为先降低后升高。
  关键词:新疆;枣园;种植年限;酶活性
  中图分类号:S154.2             文献标识码:A             DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.02.015
  Effects of Planting Ages on Soil Enzyme Activities in Arid Area of Jujube in Xinjiang——Mengaiti County as an Example
  DU Jun-long1,2, SUN Xia1,2, HUANG Chang-fu1,2, LI Zhi-jun1,2, JIN Jun-xiang1,2, YAN Jian-feng3
  (1 .College of Grassland and Environmental Sciences, Xinjiang Agriculture University, Urumqi, Xinjiang 830052, China; 2. Xinjiang Laboratory of Soil and Plant Ecological Process in Arid Zone, Urumqi, Xinjiang 830052, China;3 Shawan County Merchant Township Comprehensive Agricultural Service Station, Shawan, Xinjiang 832117, China)
  Abstract: The paper used the different age of orchard jujube yard in South Xinjiang Mengaiti County planting area as the research object, determining a variety of soil enzyme activity in different age of orchard and different soil depth. The results showed that planting time had significant influence on soil enzyme activity of red dates jujube orchard, after planting more than a certain number of years, the soil urease, phosphatase,  and invertase activity increased with the increasing of planting year, catalase activity was first increased and then decreased and then increased. With the increasing of soil depth, an overall trend of decreased was showing that first and then increased catalase activity of jujube 3 years, 10 years and 15 years old showed a continuous decreasing trend, 5 years old showed the change trend of catalase activity in fruit large, feature is not obvious. Soil urease, phosphatase activity showed a increasing trend with the increasing of planting year, invertase activities were the highest at the bottom surface, the lowest, significantly. The same age but different levels of urease enzyme activity of sucrose decreased with the increasing of soil depth, while phosphatase activity was decreased at first and then increased.
  Key words: Xinjiang; jujube; planting year; enzyme activity
  收稿日期:2014-11-05;修订日期:2014-12-02
  基金项目:新疆维吾尔自治区高校科研计划重点项目(XJUEDU2013I15);土壤学自治区重点学科建设项目   作者简介:杜俊龙(1990—),男,甘肃康乐人,在读硕士生,主要从事土壤与植物营养研究。通讯作者为孙霞。
  塔里木盆地是我国最大的内陆盆地,深处大陆内部,气候极为干旱。该地区是世界落叶果树的最佳适生栽培区域之一,目前环塔里木盆地已建成1.07×106 hm2的特色林果基地,林果业已成为新疆新的经济增长点和农民增收的重要手段。枣树的栽培特点使其在新疆林果业发展中发挥着十分重要的作用,枣树生产已成为新疆农业产业中的又一新兴产业[1]。位于塔里木盆地的麦盖提县是新疆红枣生产基地之一,红枣种植历史久远,枣园种植管理已形成了较为成熟的体系。由于独特的地理气候,生产的干灰枣均是在树上自然风干的吊干枣,具有皮薄肉厚、色泽鲜亮、含糖量高的特点。凭借得天独厚的自然条件,麦盖提县的红枣种植面积不断扩大,2013年该县的红枣种植面积达到3.75×104 hm2[2],占该县种植面积的74.27%。红枣种植已成为该地区促进发展的重要经济要素,是引领新疆红枣发展特色林果产业的策源地。土壤酶是土壤中的生物催化剂,参与土壤的发生、发育及土壤肥力的形成和演变。土壤酶活性指土壤各类酶产生相应酶的专一生物化学反应产物的速度,不同植物的根系在生长发育过程中的分泌物、死亡根茬的矿化分解及不同的土地利用、耕作和管理方式等都会影响土壤酶活性。由于土壤酶活性对环境或管理因素引起的变化较为敏感,土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标目前已被广泛接受,作为农业土壤质量和生态系统功能的生物活性指标也已被广泛研究[3]。土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色,常作为表征土壤肥力的指标[4-8]。目前,国内有关果园土壤酶活性的研究在苹果、樱桃、香梨、脐橙[9-12]等果树上已见报道,但对于枣园土壤酶活性分析的文献却不多[13],对典型干旱区枣园土壤酶活性的研究少见报道。本研究以麦盖提县为例,探讨干旱区不同种植年限下枣园土壤酶活性特征,以建立反映果园生态系统肥力变化的酶活性特征,为培肥果园土壤、促进果园可持续发展提供科学理论依据。
  1    研究区概况
  麦盖提县位于新疆维吾尔自治区南部,地理位置为东经77°28'~79°05',北纬38°25'~39°22',地处塔里木盆地西部,叶尔羌河下游和提孜那甫河下游。属温带大陆性干燥气候,热量丰富,日照充足,昼夜温差大。年均日照2 806 h以上,降水量39.4 mm,年积温4 550 h以上,平均气温22.4 ℃,无霜期214 d。试验田位于麦盖提县新疆生产建设兵团45团林业连,该连以种植枣树和棉花为主。主栽灰枣,土壤为细砂土,土壤有机质含量9.47 g·kg-1,速效氮含量22.10 mg·kg-1,速效磷含量14.71 mg·kg-1,速效钾含量120.66 mg·kg-1,pH值为8.14,总盐含量3.46 g·kg-1。
  2    研究方法
  2.1    试验方案
  采样时间在2014年4月果树萌发期进行,以3年、5年、10年、15年生枣园为研究对象,在不同年限的枣园里选取长势、树相等大致相同的果树各3棵,与树冠垂直投影范围内距树干2/3处布设采样点,挖取1 m深土壤剖面,按照0~5,5~10,10~20,20~30,30~50,50~70,70~100 cm间距逐层采集土样,编号后置于密封袋,同时放置冰块于采样袋内,立即带回实验室进行土壤酶活性分析。
  2.2    测定指标与方法
  土壤酶活性测定:以甲苯为抑菌剂,加入有各相应酶作用的底物和相应pH值的缓冲溶液,加入一定量的土壤,置于不同条件下进行反应。蔗糖酶活性测定采用3.5-二硝基水杨酸(DNS)比色法,酶活性以24 h后每克土壤中葡萄糖的毫克数表示;脲酶活性采用萘氏比色法,酶活性用24 h内10 g干土中NH+-N/的毫克数表示(mg·g-1);碱性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法,酶活性单位用酚mg·(100 g)-1 (37 ℃,24 h)表示;过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定,以单位土重消耗的0.002 mol·L-1高锰酸钾毫升数表示[14]。
  数据分析和处理用SPSS17.0和Excel进行。
  3    结果与分析
  3.1    不同园龄土壤脲酶活性的动态变化
  土壤脲酶是土壤酶系中唯一催化尿素水解的酶,其活性强度常用来表示土壤氮素供应强度[14],在土壤氮素循环进程中起着重要作用,可以作为评价土壤肥力状况的重要指标。图1为不同树龄的各层次土壤脲酶活性的分布图。由图1可以看出,随着种植年限的增长,脲酶活性在不同树龄间呈现不断增长的趋势,表现为15年>10年>5年>3年。其中,15年生枣树脲酶活性比3年生脲酶活性高14.05%;3~15年生各树龄土壤在0~100 cm深度内脲酶活性平均值分别为3.5,3.71,4.06和3.92 mg·g-1·(24 h)-1。同一树龄的土壤脲酶活性随土壤深度的增加总体上呈现不断降低的趋势,脲酶活性集中在表层土壤,以0~10 cm深度活性最高,70~100 cm最低。表层0~5 cm与底层70~100 cm相比,各树龄脲酶活性分别降低71.26%,64.03%,44.44%,96.27%。
  3.2    不同园龄土壤碱性磷酸酶活性的动态变化
  图2反映了不同种植年限间各土壤深度碱性磷酸酶活性的变化。由图2可知,不同园龄的土壤碱性磷酸酶活性随着种植年限的增加表现出不断增长的趋势,0~100 cm深度内磷酸酶活性均值分别为125.23,118.10,114.40,105.30 mg·(100 g)-1,表现为15年>10年>5年>3年;最高值出现在15年生70~100 cm深度,土壤磷酸酶活性为140.9 mg·(100 g)-1,最小值出现在3年生20~30cm层次,活性值为83.2 mg·(100 g)-1,其中15年生磷酸酶活性比3年、5年、10年生分别高18.93%,9.47%,6.04%;同一年限不同土壤深度间土壤碱性磷酸酶活性呈现先降低后增长的趋势,表现为0~30 cm磷酸酶活性递减,50~100 cm磷酸酶活性递增,其中20~30 cm深度时磷酸酶活性最低,70~100 cm深度活性最高。   3.3    不同园龄土壤过氧化氢酶活性的动态变化
  不同种植年限下土壤过氧化氢酶活性的动态变化见图3。由图3可知,过氧化氢酶活性总体表现为5年生最高,其次为15年生,3年生和10年生过氧化氢酶活性差值很小。其中3年生过氧化氢酶活性随深度增加表现为先升高后降低再升高;10年、15年生酶活性随深度增加不断降低,5~70 cm土壤层次中过氧化氢酶活性均表现为5年最高,3年生最低;在70~100 cm深度时略有变化,表现为15年生最低;同一年限不同土层,过氧化氢酶活性大体为表层0~5 cm土壤活性最高,70~100 cm深度活性最低。3年生枣树过氧化氢酶活性表现为先降低后升高,10年生和15年生果树过氧化氢酶活性随土壤深度增加不断降低。
  3.4    不同园龄土壤蔗糖酶活性的动态变化
  土壤蔗糖酶活性的变化见图4。由图4可知,随种植年限增加,蔗糖酶活性不断增加,0~100 cm深度各年限蔗糖酶活性分别为2.60,2.92, 2.96,2.99 mg·g-1,表现为15年>10年>5年>3年,其中15年生酶活性均值为2.99  mg·g-1比3年生2.60 mg·g-1高出15%,不同园龄下蔗糖酶活性均表现为表层最高,底层最低,降低幅度明显。随土壤深度增加,蔗糖酶活性不断减小。其中50~70 cm层次蔗糖酶活性下降趋势明显,比30~50 cm深度降低108.82%~127.58%,反映出蔗糖酶活性有一定表聚性,存在于一定深度内土壤中。
  4    结论与讨论
  种植年限对果园土壤性状产生不同影响,使土壤酶活性产生差异。本研究表明,3~15 a生枣园土壤脲酶活性表现出随种植年限的增加而递增的趋势,表现为15 a>10 a>5 a>3 a,同一园龄不同层次表现出随土壤深度增加而递减,这与马云华 [15]研究的结果相似;土壤碱性磷酸酶活性随着种植年限的增加而增大,同一年限不同土壤层次间表现为先降低后升高,表现为0~30 cm磷酸酶活性递减,50~100 cm磷酸酶活性递增,其中20~30 cm深度时磷酸酶活性最低,70~100 cm深度活性最高。杨恒山等[16]对不同种植年限的苜蓿地研究则认为过氧化氢酶活性随着土壤深度增加。本研究的3 a生枣树过氧化氢酶总体呈现先下降后增加趋势,10 a、15 a生枣树呈现不断降低趋势,5 a果树过氧化氢酶活性变化趋势不大,特征不明显,这与王静等[10]研究的樱桃园过氧化氢酶活性的表现一致;随种植年限增加,蔗糖酶活性不断增加,不同园龄下蔗糖酶活性均表现为表层最高,底层最低,降低幅度明显,随土壤深度增加,蔗糖酶活性不断减小,这与杜静静[9]的研究结果相似。
  随着土壤深度增加,3年生枣树过氧化氢酶活性总体呈现先下降后增加趋势,10年、15年生枣树呈现不断降低趋势,5年生果树过氧化氢酶活性变化趋势不大,特征不明显。土壤脲酶、磷酸酶活性表现出随种植年限的增加而递增的趋势,蔗糖酶活性均表现为表层最高,底层最低,降低幅度明显。同一树龄不同层次脲酶、蔗糖酶活性随土壤深度增加而递减,磷酸酶活性表现为先降低后升高。
  参考文献:
  [1] 漆联全.新疆红枣高产栽培技术[M].乌鲁木齐:新疆科学技术出版社,2009.
  [2] 新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2013.
  [3] 李会科.渭北旱地苹果园生草的生态环境效应及综合技术体系构建[D]杨凌:西北农林科技大学,2008:65-68.
  [4] 关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:农业出版社,1986:309-313.
  [5] 邱莉萍,刘军,王益权,等.土壤酶活性与土壤肥力的关系研究[J].植物营养与肥料学报,2004,10(3):277-280.
  [6] 马瑞瑞,高小丽,崔雯雯,等.芸豆连作田土壤酶活性和养分含量研究[J].华北农学报,2013(5):157-162.
  [7] 胡延杰,翟明普,武觐文,等.杨树刺槐混交林及纯林土壤酶活性的季节性动态研究[J].北京林业大学学报,2001,23(5):23-26.
  [8] 张成娥,梁银丽.高原沟壑区套作苹果幼园土壤养分及酶活性研究[J].干旱地区农业研究,1999,17(4):22-25.
  [9] 杜静静.不同种植年限果园土壤理化性质与酶活性研究[D].西安:陕西师范大学,2013:13-24.
  [10] 王静,呼丽萍,李昶,等.种植年限对樱桃园土壤养分和酶活性的影响[J].水土保持通报,2013,33(4):155-165.
  [11] 张喜焕,辛贺明.生草栽培对梨园土壤养分及土壤酶活性的影响[J].河南农业科学,2012(8):85-88.
  [12] 郭恢财,廖鹏飞,陈伏生.脐橙果园土壤养分动态与酶活性的季节变化[J].生态学杂志,2010,29(4):754-759.
  [13] 宋海燕,李传荣,许景伟,等.滨海盐碱地枣园土壤酶活性与土壤养分、微生物的关系[J].林业科学,2007,43(S):28-32.
  [14] 李振高,骆永明,滕应. 土壤与环境微生物研究法[M]. 北京:科学出版社,2008:409-422.
  [15] 马云华,魏珉,王秀峰.日光温室连作黄瓜根区微生物区系及酶活性的变化[J].应用生态学报,2004,15(6):1 005-1 008.
  [16] 杨恒山,张庆国,邰继承,等.种植年限对紫花苜蓿地土壤pH值和磷酸酶活性的影响[J].中国草地学报,2009,31(1):32-34.
其他文献
摘 要:生态环境是人类生存及社会经济持续发展的基础,经济的快速增长有效提高了人民生活水平,但同时对生态环境也造成了一定的影响。为了更好地了解经济发展和城市化对城市生态环境的影响程度,定量评估其影响水平,以苏州市吴中区为研究对象,选取生态承载力、土地利用变化、植被净初级生产力(NPP)和生态因子指数等4个指标对苏州市吴中区的生态环境质量进行定量评估和分析。结果表明:(1)苏州市吴中区人均生态承载力为
期刊
摘 要:采用全面踏勘法、典型样地法和样带法,对G218国道新疆伊犁段路域植被进行了实地调查,结果显示:公路沿线自然植被可划分为4个植被型、5个植被亚型、9个群系;人工植被可划分为2个植被型、3个植被亚型、5个群系;主要植被类型为荒漠和草原。河谷平原地区北部主要以白茎绢蒿荒漠和小蓬荒漠为主。山前冲积扇地区主要以白茎绢蒿荒漠为主。低山丘陵地区主要以农田为主。  关键词:G218国道新疆伊犁段;植被类型
期刊
摘 要:为了探讨影响猕猴桃果实品质变化的主要因素及机理,并为制定科学的田间管理措施和果实后熟期管理措施提供理论依据,连续3年(2012—2014)对猕猴桃树结果蔓上不同结果部位影响果实采果时和后熟期的品质变化规律进行了研究。结果显示:(1)结果部位直接影响猕猴桃果实在采收时和果实后熟后的单果质量和纵横径等内容的大小变化,即从顶芽到三芽,果实单果质量和果实纵横径等内容逐渐增大,从三芽到五芽,果实单果
期刊
摘 要:分析了农业生产经营组织的内涵及控制食品安全的动力来源,以葡萄产业为例,选择农民专业合作社及农业企业这两种典型的农业生产经营组织,分析其内部食品安全管理机制。提出合作社应保证生产的组织化和生产过程的标准化,与科研机构合作并及时将先进技术传递给农户,建立稳定的销售渠道以保证农户的切身利益。为了提高合作社在食品安全控制方面发挥的作用,应加强政府对合作社的监督;农业企业基于管理集中的生产组织模式、
期刊
摘 要:基于成本收益理论,构建了农户易地搬迁决策机制分析框架。首先分析移民成本收益内涵,进而分析影响农户搬迁决策的一般性因素和政策性因素。随后探讨政策性因素对一般性因素的响应及扶贫政策资源的利用效益。在此基础上,结合山西省五台县典型搬迁农户进行实证研究。以利于政府更好地制定出有针对性的扶贫政策,推进易地扶贫搬迁。  关键词:易地扶贫搬迁;移民搬迁决策;成本收益  中图分类号:C912.82
期刊
摘 要:旅游资源与客源市场是区域旅游发展的两个关键要素。对于资源与市场都比较普通的县域而言,过分拔高旅游业的地位和过度忽视旅游业的贡献都是不可取的。笔者在系统分析全国县域旅游的发展现状及相关研究成果后,结合开江县的战略定位个案,从产业融合、景区建设和形象统领3个层面对资源与市场普通型县域的旅游业发展战略思路做了初步探讨。  关键词:资源与市场普通型县域;县域旅游;旅游业发展战略  中图分类号:F5
期刊
摘 要:油用牡丹是一种新兴的木本油料作物,种植前景也非常令人看好。本文通过4个方面分别介绍了油用牡丹基本情况、天津市林业生态建设现状、油用牡丹在天津市种植前景及发展对策。  关键词:油用牡丹;天津市;种植前景;发展对策  中图分类号: S567.1+5 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.028  油用牡丹为多年生落叶小灌木,种植2~3年
期刊
摘 要:在城市化快速发展和“双失”农民不断增加的背景下,通过构造“两期”效用模型分析征地货币补偿方式,首先从理论上评价中国普遍实行的一次性货币补偿方式,然后对实行一次性货币补偿方式样本村的补偿效果进行分析,表明一次性货币补偿极有可能产生城市化过程新贫困阶层。最后进行总结并指出需要进一步研究的问题。  关键词:一次性货币补偿;“双失”农民;“两期”效用模型;非理性消费;新贫困阶层  中图分类号:F
期刊
摘 要:秸秆还田是一项利国利民的好事,可增加土壤有机质,改良土壤结构,促进作物生长和发育,提高作物产量,避免秸秆焚烧造成的大气污染。但秸秆还田不当,会达不到应有的效果。本文以荆州市马山镇和菱角湖管理区为例,综述了秸秆还田的技术要求和注意事项,并对进一步做好秸秆还田提出建议。  关键词:秸秆还田;马山镇;菱角湖管理区  中图分类号:S141.4 文献标识码:A DOI 编码:10.3
期刊
摘 要: 采取单因素变量法设计试验,采用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)与单因素方差分析相结合,探讨了蚯蚓对牛粪、木醋液对以牛粪为基质产生的蚯蚓粪的影响。结果表明:蚯蚓处理后,牛粪中有机质、磷含量显著升高,全钾含量、转化酶和碱性磷酸酶活性显著升高(P<0.05);木醋液处理后以牛粪为基质产生的蚯蚓粪中有机质、全磷含量和转化酶、碱性磷酸酶活性明显降低(
期刊