太行山南麓侧柏人工林土壤酶活性和无机氮含量分布特征
发布时间：2022-01-13 20:56
为研究人工林生态系统土壤酶活性与活性氮周转的相互关系,以太行山南麓地区15 a侧柏人工林下土壤为研究对象,对比分析不同土层土壤转化酶、脲酶活性及土壤铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）含量的季节变化特征。结果表明,土壤转化酶、脲酶活性和NH4+-N含量具有明显的季节变化特征（P<0.05）,且均在6月达到峰值;土壤转化酶、脲酶活性和NO3--N含量均随土层深度的增加显著降低（P<0.05）,相较于0～10 cm土层,20～40 cm的年均降幅均超过25%,呈表层富集现象;线性回归分析表明土壤转化酶和脲酶活性与NH4+-N和NO3--N含量呈显著线性正相关关系（P<0.05）,酶活性与土壤无机氮含量的耦合作用在6月表现最强烈（P<0.05）,暗示了土壤转化酶与脲酶活性可作为催化剂间接指示有机氮向...
【文章来源】：西北林学院学报. 2020,35(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
土壤转化酶与脲酶活性的季节变化特征
由表3可知,土壤转化酶、脲酶活性、NH4+-N、NO3--N含量均与TN、DON含量呈极显著正相关(P<0.01)。另外,土壤脲酶活性和NH4+-N含量与DOC含量呈显著正相关(P<0.05),土壤转化酶活性、NO3--N含量分别与土壤砂粒、粉粒呈显著正相关(P<0.05),土壤脲酶活性和NO3--N含量与土壤含水率呈显著相关关系(P<0.05)。表2 季节和土层对土壤酶活性和无机氮含量影响的方差分析(n=36)Table 2 MNOVA analysis for the effects of season and soil layer on soil enzyme activities and inorganic nitrogen content (n=36) 因子组 转化酶活性/(mg·g-1·d-1)P值 脲酶活性/(mg·g-1·d-1)P值 NH4+-N 含量/(mg·kg-1)P值 NO3--N 含量/(mg·kg-1)P值 季节 0.000 0.000 0.000 0.797 土层 0.030 0.073 0.295 0.003 季节×土层 0.991 0.722 0.942 0.406
本研究中土壤NH4+-N和NO3--N含量的季节变化规律差异较大,这可能是由于两者的影响因素不同所致。土壤NH4+-N含量主要受土壤溶解性有机质的影响,并与土壤DOC具有极显著负相关关系(表3)。该研究区6-8月日平均温度均在30℃以上,持续的高温会加快土壤DOC的分解速率[22],提高氮矿化速率,从而促进土壤NH4+-N的产生和积累;土壤NH4+-N在土壤中极易转化,3月土壤处于冻结融化期,植物对土壤养分的吸收作用增强,土壤微生物活动加强,促进了氮周转,NH4+-N作为中间产物极易被吸收利用与转化,这些因素使3月土壤NH4+-N含量降到最低。而土壤NO3--N含量主要受土壤的物理性质影响,与土壤粘粒、粉粒体积分数及土壤含水率呈显著正相关(表3)。3月冻融期及6月较多的降水增加了土壤含水率,促进了以厌氧为主的反硝化作用的进行,使得部分NO3--N以气体形式流失[23];此外侧柏属常绿乔木,9月、12月归还土壤的枯落物相对较少,且凋落物质地较硬,较难分解,对短时期内土壤NO3--N含量的变化影响不显著,这些可能是造成土壤NO3--N无显著季节变化的主要原因。随土层深度的增加,土壤转化酶和脲酶活性、NH4+-N和NO3--N含量均呈现降低的趋势(图1、图2),呈表层富集现象,这主要是由于长期的凋落物沉积与分解增加了表层土壤腐殖质和有机质含量,改善了表层土壤结构。本研究发现表层土壤黏粒体积分数均高于深层土壤(表1),且土壤转化酶活性和NO3--N含量均与土壤质地呈显著相关性(表3)。土壤黏粒含量越多,含水量变化就越小[24],且土壤黏粒表面易附着有机质使其不易流失[25],可为微生物生长提供碳源,因而使得土壤转化酶活性和NO3--N含量在不同土层深度呈现极大的差异性(表2)。本研究中对于不同土层深度土壤酶活性和无机氮含量的研究主要着重于土壤质地,对土壤微生物群落结构差异的影响关注较少,仍需进一步研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北石质山区坡位对栓皮栎人工林土壤温室气体排放的影响[J]. 徐越,巩闪闪,赵佳宝,朱龙飞,孔玉华. 西北林学院学报. 2019(03)
[2]沙地樟子松人工林土壤酶活性及其影响因子[J]. 于德良,雷泽勇,张岩松,于东伟,周晏平,姜吉文. 干旱区研究. 2019(03)
[3]不同土壤质地对平邑甜茶幼苗连作障碍程度的影响[J]. 盛月凡,王海燕,乔鈜元,王玫,陈学森,沈向,尹承苗,毛志泉. 中国农业科学. 2019(04)
[4]不同海拔对福建戴云山黄山松林土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响[J]. 赵盼盼,周嘉聪,林开淼,林伟盛,袁萍,曾晓敏,苏莹,徐建国,陈岳民,杨玉盛. 生态学报. 2019(08)
[5]川西高山林线土壤活性碳、氮对短期增温的响应[J]. 马彩霞,李洪杰,郑海峰,陈亚梅,杨林,王利峰,张健,刘洋. 应用生态学报. 2019(03)
[6]塔克拉玛干沙漠公路防护林不同咸水滴灌下土壤有机碳与无机碳垂直分布特征[J]. 张谦,张建国,王丽梅,丁晓雪,马爱生,张红,李利敏. 西北林学院学报. 2019(04)
[7]增温和降雨减少对杉木幼林土壤酶活性的影响[J]. 江淼华,倪梦颖,周嘉聪,陈岳民,杨玉盛. 生态学杂志. 2018(11)
[8]子午岭人工林土壤微生物生物量及酶活性[J]. 白雪娟,曾全超,安韶山,张海鑫,王宝荣. 应用生态学报. 2018(08)
[9]太行山南麓5个林龄侧柏人工林土壤酶活性季节变化[J]. 裴丙,朱龙飞,冯志培,姜钰蒙,杨喜田,孔玉华. 水土保持研究. 2018(02)
[10]不同作业方式对落叶松人工林土壤养分及酶活性的影响[J]. 张景普,于立忠,刘利芳,张金鑫,高尚林,张文儒,刘成宇. 生态学杂志. 2016(06)
本文编号：3587129
【文章来源】：西北林学院学报. 2020,35(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
土壤转化酶与脲酶活性的季节变化特征
由表3可知,土壤转化酶、脲酶活性、NH4+-N、NO3--N含量均与TN、DON含量呈极显著正相关(P<0.01)。另外,土壤脲酶活性和NH4+-N含量与DOC含量呈显著正相关(P<0.05),土壤转化酶活性、NO3--N含量分别与土壤砂粒、粉粒呈显著正相关(P<0.05),土壤脲酶活性和NO3--N含量与土壤含水率呈显著相关关系(P<0.05)。表2 季节和土层对土壤酶活性和无机氮含量影响的方差分析(n=36)Table 2 MNOVA analysis for the effects of season and soil layer on soil enzyme activities and inorganic nitrogen content (n=36) 因子组 转化酶活性/(mg·g-1·d-1)P值 脲酶活性/(mg·g-1·d-1)P值 NH4+-N 含量/(mg·kg-1)P值 NO3--N 含量/(mg·kg-1)P值 季节 0.000 0.000 0.000 0.797 土层 0.030 0.073 0.295 0.003 季节×土层 0.991 0.722 0.942 0.406
本研究中土壤NH4+-N和NO3--N含量的季节变化规律差异较大,这可能是由于两者的影响因素不同所致。土壤NH4+-N含量主要受土壤溶解性有机质的影响,并与土壤DOC具有极显著负相关关系(表3)。该研究区6-8月日平均温度均在30℃以上,持续的高温会加快土壤DOC的分解速率[22],提高氮矿化速率,从而促进土壤NH4+-N的产生和积累;土壤NH4+-N在土壤中极易转化,3月土壤处于冻结融化期,植物对土壤养分的吸收作用增强,土壤微生物活动加强,促进了氮周转,NH4+-N作为中间产物极易被吸收利用与转化,这些因素使3月土壤NH4+-N含量降到最低。而土壤NO3--N含量主要受土壤的物理性质影响,与土壤粘粒、粉粒体积分数及土壤含水率呈显著正相关(表3)。3月冻融期及6月较多的降水增加了土壤含水率,促进了以厌氧为主的反硝化作用的进行,使得部分NO3--N以气体形式流失[23];此外侧柏属常绿乔木,9月、12月归还土壤的枯落物相对较少,且凋落物质地较硬,较难分解,对短时期内土壤NO3--N含量的变化影响不显著,这些可能是造成土壤NO3--N无显著季节变化的主要原因。随土层深度的增加,土壤转化酶和脲酶活性、NH4+-N和NO3--N含量均呈现降低的趋势(图1、图2),呈表层富集现象,这主要是由于长期的凋落物沉积与分解增加了表层土壤腐殖质和有机质含量,改善了表层土壤结构。本研究发现表层土壤黏粒体积分数均高于深层土壤(表1),且土壤转化酶活性和NO3--N含量均与土壤质地呈显著相关性(表3)。土壤黏粒含量越多,含水量变化就越小[24],且土壤黏粒表面易附着有机质使其不易流失[25],可为微生物生长提供碳源,因而使得土壤转化酶活性和NO3--N含量在不同土层深度呈现极大的差异性(表2)。本研究中对于不同土层深度土壤酶活性和无机氮含量的研究主要着重于土壤质地,对土壤微生物群落结构差异的影响关注较少,仍需进一步研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北石质山区坡位对栓皮栎人工林土壤温室气体排放的影响[J]. 徐越,巩闪闪,赵佳宝,朱龙飞,孔玉华. 西北林学院学报. 2019(03)
[2]沙地樟子松人工林土壤酶活性及其影响因子[J]. 于德良,雷泽勇,张岩松,于东伟,周晏平,姜吉文. 干旱区研究. 2019(03)
[3]不同土壤质地对平邑甜茶幼苗连作障碍程度的影响[J]. 盛月凡,王海燕,乔鈜元,王玫,陈学森,沈向,尹承苗,毛志泉. 中国农业科学. 2019(04)
[4]不同海拔对福建戴云山黄山松林土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响[J]. 赵盼盼,周嘉聪,林开淼,林伟盛,袁萍,曾晓敏,苏莹,徐建国,陈岳民,杨玉盛. 生态学报. 2019(08)
[5]川西高山林线土壤活性碳、氮对短期增温的响应[J]. 马彩霞,李洪杰,郑海峰,陈亚梅,杨林,王利峰,张健,刘洋. 应用生态学报. 2019(03)
[6]塔克拉玛干沙漠公路防护林不同咸水滴灌下土壤有机碳与无机碳垂直分布特征[J]. 张谦,张建国,王丽梅,丁晓雪,马爱生,张红,李利敏. 西北林学院学报. 2019(04)
[7]增温和降雨减少对杉木幼林土壤酶活性的影响[J]. 江淼华,倪梦颖,周嘉聪,陈岳民,杨玉盛. 生态学杂志. 2018(11)
[8]子午岭人工林土壤微生物生物量及酶活性[J]. 白雪娟,曾全超,安韶山,张海鑫,王宝荣. 应用生态学报. 2018(08)
[9]太行山南麓5个林龄侧柏人工林土壤酶活性季节变化[J]. 裴丙,朱龙飞,冯志培,姜钰蒙,杨喜田,孔玉华. 水土保持研究. 2018(02)
[10]不同作业方式对落叶松人工林土壤养分及酶活性的影响[J]. 张景普,于立忠,刘利芳,张金鑫,高尚林,张文儒,刘成宇. 生态学杂志. 2016(06)
本文编号：3587129
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