青藏高原东缘高寒草甸不同管理方式下土壤酶活性的研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ruiping009
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土壤酶是生态系统中具有催化功能的一类蛋白质的总称,参与了土壤中一切生物化学过程,其活性大小可以表征土壤中物质的代谢状况,是评价土壤质量的一项重要指标。我们于2012年和2013年在青藏高原东缘甘南州境内进行了一系列的观察和控制实验:以沼泽化草甸为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤养分和土壤酶活性的影响,土壤酶活性随生长季节推移的动态特征;以高寒草甸为研究对象,分析了不同施肥梯度对土壤养分和土壤酶活性的影响,土壤酶活性随生长季节推移的动态特征,连续施肥扰动下的土壤酶活性的年际变化。通过研究土壤酶活性在人为干扰下的动态波动和反馈信息,来说明土壤酶在土壤生态系统中的功能及其潜在作用机制,同时对该区草地土壤退化的机理进行探讨,也为已退化草原的恢复提供理论依据;得出的主要结论如下:1、在沼泽化草甸,土壤β-葡萄糖苷酶,酸性磷酸酶和脲酶活性都出现了显著的垂直分布特征;冬季放牧和全年禁牧下的β-葡萄糖苷酶活性在生长季初期最高,生长季中期酶活性最低,生长季末期又开始回升,说明土壤中土壤碳循环速度在生长季初期最为强烈,在生长季中期降低,晚期又回升;3种放牧强度下的脲酶活性随生长季节推移而下降,说明土壤中有机氮化合物分解活动的强度在整个生长季节中逐级减弱;β-葡萄糖苷酶活性在冬季放牧处理下最高,全年放牧最低,说明适度的放牧可以提升土壤碳循环速度;酸性磷酸酶活性在冬季放牧最高,全年禁牧最低,说明有效磷的潜在能力在冬季放牧地最高,全年禁牧地最低;脲酶活性随着放牧强度的增大而升高,可能是由于牲畜的粪便使得土壤中的有机氮的含量升高;β-葡萄糖苷酶活性与所测的土壤理化性质有着很好的相关性,说明β-葡萄糖苷酶活性在该地区可作为评价土壤质量的一个理想的生物学指标;β-葡萄糖苷酶活性和酸性磷酸酶活性都与含水量有极显著正相关作用,说明该地区土壤中的水分是促进β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶进行有机质水解的主要影响因子。2、在高寒草甸,土壤β-葡萄糖苷酶活性在生长季初期随施肥量的增加而增加,而在生长季末期,β-葡萄糖苷酶活性出现了单峰曲线的变化趋势;酸性磷酸酶活性在施肥量为120g/m2下随生长季推移而减少,说明大量施肥会减缓有效磷的矿化速率;脲酶活性在3个生长季节下随施肥量的增加呈单峰曲线变化而且都在施肥量为30g/m2时活性达到峰值;说明适量施肥对有机氮的分解活动有一定促进作用;3种酶活性(尤其是脲酶)与所测的土壤养分有着很好的相关性,可以用来评估土壤肥力。3、连续两年施肥下土壤p-葡萄糖苷酶活性在2013年比2012年均有不同程度的升高,说明连续施肥扰动对土壤中碳元素的循环有加强作用;酸性磷酸酶活性总体上出现次年比头年低,说明连续的氮,磷肥混施会抑制土壤中有机磷的矿化;脲酶活性在次年比头年均有不同程度的升高,可能原因是施肥增加了土壤中脲酶反应的底物。
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