不同土地利用方式对秦王川灌区土壤酶活性及土壤养分的影响

２０１３年１０月　第５期７１Ｏ７～１１３　甘肃农业大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＡＮＳＵ　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　第４　８卷　双月刊　

不同土地利用方式对秦王川灌区土壤酶活性　

及土壤养分的影响　

王莹　，刘淑英　，王平　，张志功　，王娟。　

（１．甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州　７３００７０，２．甘肃省定西市旱作农业　科研推广中心，甘肃定西７４３０００）　

摘要：对甘肃省秦王川灌区不同土地利用方式下土壤酶活性、土壤养分以及土壤酶与土壤养分、土壤酶活性之　间相关性进行了研究．结果表明：不同土地利用方式下土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性、土壤有机质、　全氮、碱解氮含量均为耕地＞果园地＞荒草地，土壤速效磷和速效钾含量为果园地＞耕地＞荒草地．不同土地利用　方式下，在０～６Ｏ　ｃｍ土层内，随土层的加深土壤酶活性均呈降低趋势，土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均为０　

～２Ｏ　ｃｍ＞２Ｏ～４Ｏ　ｃｍ＞４Ｏ～６Ｏ　ｃｍ，且Ｏ～２０　ｃｍ显著高于４０￣６０　ｃｍ．耕地、果园地蔗糖酶、脲酶活性与土壤养分之　间相关性大，呈显著或极显著正相关，并且这两种酶活性之间也呈极显著正相关，脲酶、蔗糖酶活性可以作为该地　耕地、果园地较为理想的土壤养分的表征指标．荒草地过氧化氢酶与土壤养分之间呈显著或极显著正相关；而耕　地、果园地过氧化氢酶与土壤养分之间相关性小，因此，过氧化氢酶活性可以表征荒草地土壤肥力状况，不能表征　

人为精细耕作的土壤肥力状况．　关键词：土地利用方式；土壤酶活性；土壤养分；秦王川灌区　中图分类号：Ｓ　１５４．２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００３—４３１５（２０１３）０５　０１０７—０７　

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｌａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｙｐｅ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ａｎｄ　

ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　Ｑｉｎｗａｎｇｃｈｕａｎ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　

ａｒｅａ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　

ＷＡＮＧ　Ｙｉｎｇ　，ＬＩＵ　Ｓｈｕ－ｙｉｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｐｉｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｇｏｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｊｕａｎ。　

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇａｎｓｕ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｄｉｎｇｘｉ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｄｒｙｌａｎｄ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ，Ｄｉｎｇｘｉ　７４３０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｙｐｅｓ　

ｉｎ　Ｑｉｎｗａｎｇｃｈｕａｎ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ｏｆ　Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｃｉｔｙ，Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　

ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌｉｎｖｅｒｔａｓｅ，ｕｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｔａｌａｓｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｉ１　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ　Ｎ　ａｎｄ　ａｌｋａ—　ｌｉｎｅ　ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ　Ｎ　ｗｅｒｅ　ａｌｌ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｌａｎｄ＞ｇａｒｄｅｎ　ｌａｎｄ＞ｗａｓｔｅｌａｎｄ．Ｔｈｅ　

ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｐ　ａｎｄ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｇａｒｄｅｎ　ｌａｎｄ＞ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　１ａｎｄ＞ｗａｓｔｅ—　

ｌａｎｄ．Ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｙｐｅｓ，ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ｔｅｎｄ　ｔｏ　ｄｅｃｌｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｐｔｈ　ｉｎ　０　

～６０　ｃｍ　ｓｏｉｌｌａｙｅｒ．Ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌｉｎｖｅｒｔａｓｅ，ｕｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｔａｌａｓｅ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｏ～２０　ｃｍ＞　

２０￣４０　ｃｍ＞４０～６Ｏ　ｃｍ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ｏｆ　Ｏ～２０　ｃｍ　ｗａｓ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　４０￣６０　ｃｍ．Ｔｈｅｒｅ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ａ　ｃｌｏｓｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｉｎｖｅｒｔａｓｅ，ｕｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｉｎ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｌａｎｄ　

第一作者：王莹（１９８６一），女，硕士研究生，主要从事土壤酶、土壤养分、测土配方施肥的研究工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｙ６２９５６０＠１６３．ｃｏｒｎ　通信作者：刘淑英，女，教授，研究生导师，主要从事土壤肥力、土壤酶等的研究．Ｅ　ｍａｉｌ：ｌｓｈｙ８２６＠１２６．ｃｏｍ　基金项目：甘肃省教育厅高等学校研究生导师科研项目（Ｎｏ．１１０２—０９）．　

收稿日期：２０１３—０３—０５；修回日期：２０１３　０４　０９　１０８　甘　肃　农　业　大　学　学　报　２０１３正　

ｏｒｃｈａｒｄ　ｌａｎｄ．Ｔｈｅｙ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｏｒ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｓｅ　ｔＷＯ　

ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ａｌｓｏ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｕｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｒｔａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　

ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｉｄｅａｌ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｌａｎｄ　ａｎｄ　ｏｒｃｈａｒｄ　ｌａｎｄ．Ｔｈｅｒｅ　ｒｅ—　

ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｏｒ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃａｔａｌａｓｅ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ｉｎ　

ｗａｓｔｅ　１ａｎｄ。ｗｈｉｌｅ　ｉｔ　ｈａｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃａｔａｌａｓｅ　ａｎｄ　ｓｏｉ１　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ｉｎ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｌａｎｄ　ａｎｄ　ｏｒｃｈａｒｄ　

ｌａｎｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｃａｔａｌａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｌａｎｄ　ｂｕｔ　ｎｏｔ　ｓｕｉｔ　ｔｏ　ｆｉｎｅ　

ｆａｒｍｉｎｇ　ｌａｎｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｙｐｅ；ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ；Ｑｉｎｗａｎｇｃｈｕａｎ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　

土壤酶是由微生物、动植物活体分泌以及由动　

植物残体、遗骸分解释放于土壤中的一类具有催化　能力的生物活性物质［１］，土壤酶参与土壤中各种化　

学反应和生物化学过程，与有机物质矿化分解、矿质　

营养元素循环、能量转移、环境质量等密切相关［２］．　

土壤酶活性反映了土壤中进行的各种生物化学过程　

的动向和强度，是衡量土壤生物学活性和土壤生产　

力的指标ｌ＿３］．随着对土壤学研究的不断深入，土壤质　

量、土壤污染与环境功能问题已成为举世关注的问　题，而运用土壤酶活性等生物学指标对土壤退化及　

土壤污染进行评价已成为土壤学的重要研究主　题ｌ４　］．据文献报道，不同植被覆盖和土地管理措施　

都会影响土壤酶的空间变异和活性变化ｌ６蜘．但这些　

研究有些是在不同土类问进行的，虽然处理问差异　显著，但无法确定土壤酶活性产生差异的原因是土　

壤类型不同，还是植被覆盖或土地管理方式不同所　

致．本文研究了秦王川灌区不同土地利用方式对土　

壤酶活性的影响，分析了土壤酶活性与土壤养分、土　

壤酶活性之间的相关性，旨为进一步探讨土壤酶活　

性可否表征土壤肥力状况提供理论依据．　

１　材料与方法　

１．１研究区概况　

研究区域秦王川灌区位于甘肃省兰州市以北约　

７０　ｋｍ处，总土地面积３．３万ｈｍ　，位于Ｅ　１０３。３０　

～１０３。４５　，Ｎ　３６。２６　～３６。４７　［　，属于温带半干旱气　

候，降水少而蒸发量大，年均降水量３００　Ｉｎｎｌ，蒸发量　是降水量的３．６～６．５倍，年均气温５．９。Ｃ，极端最低　

气温一２８。Ｃ，极端最高气温３４．４　Ｃ，日照时数　

２　６５５．６　ｈ，无霜期１２６　ｄｌ】　］．２０世纪８０年代“引大　

入秦”工程竣工后，秦王川灌区成为甘肃省重要的农　业生产基地．该区域以耕地为主，其中耕地、果园地、　

荒草地比例为９０：４：６，土壤类型主要为灌耕灰钙土．　

１．２样品采集　将行政区划图与土地利用现状图叠加，形成工　

作图，采用方格网法（１００　ｍ×１００　ｍ）布点．选择耕　

地、果园地、荒草地３种不同土地利用方式，为了尽　

可能消除生物、环境等因素对土壤酶活性的影响，在　

同一季节、相同气候条件下集中取样．　

２０１２年８月１～３日在秦王川灌区用ＧＰＳ定　

位，采集Ｏ～２Ｏ　ｃｍ表层土样９６个，其中耕地６３个、　

果园地７个、荒草地１６个．按照０～２Ｏ、２０～４０、４０　

～６０　ｃｍ层次采集９个剖面２７个土样，其中耕地、　

果园地、荒草地各３个剖面９个土样．每个土样按Ｓ　

形样点多点采集后混匀，带回实验室，经风干处理　

后，磨细，分别过１　ｍｍ和０．１５　ｍｍ筛，储存备用．　

１．３测定方法　

蔗糖酶活性采用３，５一二硝基水杨酸比色法，以　

葡萄糖ｍｇ／ｇ土（３７℃，２４　ｈ）表示［１胡；过氧化氢酶　

活性采用高锰酸钾滴定法测定，以０．１　ｍｏｌ／Ｌ　

ＫＭｎＯ４使用量表示（ｍＩ　／ｇ土）（２５。Ｃ，２０　ｍｉｎ）ｌ１。。；　

脲酶活性采用靛酚蓝比色法，以ＮＨ。一Ｎ　ｍｇ／ｇ土　

（３７℃，２４　ｈ）表示［Ｈ］；土壤有机质、氮、磷、钾等按照　

土壤农化常规方法进行ｌｌ　］．　

１．４数据统计分析　分析数据采用ＳＰＳＳ　１３．０、ＤＰＳ　７．０５和Ｍｉ—　

ｃｒｏｓｏｆｔ　Ｅｘｃｅｌ　２００３软件进行处理．　

２　结果与分析　

２．１不同土地利用方式下表层土壤养分状况　

３种不同土地利用方式０～２Ｏ　ｃｍ表层土壤有　

机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾平均值及标准