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方法

1試驗設計

2010年8月對運行年限為1～10a的10個生態核桃園進行土壤樣品采集，以未開墾的荒地土樣為對照(CK)。每個運行年限核桃園按5m×5m隨機劃出5個樣方，每樣方不同位置取5個樣點，利用一定體積的鋼制環刀取樣，樣點深度分別為0～20cm、20～40cm和40～60cm，每層取土共計約1kg。將取好的土樣放入密封袋內，置于4℃冰箱保存。

2測定項目與方法

2.1土壤脲酶活性。采用比色法測定。以24h后1g土壤中NH3-N的質量(mg)表示脲酶活性〔Ure，mg/(g•h)〕。計算公式為:Ure=(a樣品－a無－a無基質)•V•n/m式中，a為由標準曲線求得的NH3-N濃度(mg/mL)，a樣品為樣品試驗中的光密度值在標準曲線上對應的NH3-N濃度，a無為無土對照試驗中的光密度值在標準曲線上對應的NH3-N濃度，a無基質為無基質對照試驗中的光密度值在標準曲線上對應的NH3-N濃度;V為顯色液體積(50mL);n為分取倍數;m為烘干土重(g)。

2.2土壤過氧化氫酶活性。采用KMnO4滴定法測定。計算公式為:過氧化氫酶活性(mL/g)=(空白樣剩余過氧化氫滴定體積－土樣剩余過氧化氫體積)/土壤質量

2.3土壤轉化酶活性。采用硫代硫酸鈉滴定法測定。稱新鮮土樣10g于100mL容量瓶，加入甲苯1.5mL，室溫放置15min，然后注入基質(20%蔗糖溶液)和磷酸緩沖液各10mL，置恒溫箱中37℃保溫1h。培養1h后，取未經過濾的透明液20mL測定還原糖含量。還原糖含量的測定方法。于100mL三角瓶中注入菲林溶液10mL和供試液20mL，并混入蒸餾水20mL，在沸騰的水浴中放置10min，取出冷卻至25℃，加入33%碘化鉀溶液3mL和稀硫酸(V硫酸∶V水=1∶3)4mL，用0.1mol/L硫代硫酸鈉滴定(應先注入0.5mL淀粉指示劑，再進行滴定)至藍色消失。土壤轉化酶活性以單位土重的0.1mol/L硫代硫酸鈉毫升數(對照與試驗測定值之差)表示。

2.4土壤脫氫酶活性。稱取新鮮土樣(粒徑＜2mm)20g，加入碳酸鈣0.2g搖勻，再從中稱取3份6.0g土壤于玻璃試管，每管加入235-三苯基四氮氯化物溶液1mL和去離子水2.5mL，攪拌均勻后蓋緊，于30℃培養24h。培養結束后，加入甲醇25mL，搖勻，用塞有脫脂棉的漏斗過濾。殘渣用少量甲醇洗滌數次，直到濾液無色。合并濾液及洗液，定容至100mL，以甲醇做空白對照，用分光光度計在485nm處比色。土壤脫氫酶活性單位以mg/(g•d)表示。

結果與分析

1不同運行年限對生態經濟型水土保持核桃林土壤脲酶活性的影響脲酶能使尿素水解生成氨和二氧化碳，肥料、含氮有機物和動植物殘體代謝過程中產生的尿素都可在脲酶作用下分解供植物吸收利用，因此，土壤中的脲酶與其氮、磷營養元素的轉化利用及植物營養狀況密切相關。在同一土層，隨著運行年限的增加，核桃林土壤脲酶活性呈增強趨勢，且不同運行年限核桃林土壤脲酶活性均＞未開墾荒地;在運行年限相同的條件下，隨著土層深度的增加，核桃林土壤脲酶活性呈逐漸降低趨勢，即不同土層的土壤脲酶活性順序為0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(圖1)。

2不同運行年限對生態經濟型水土保持核桃林土壤過氧化氫酶活性的影響過氧化物酶是土壤中的一種氧化還原酶，其活性與土壤呼吸強度和微生物活動有關，在一定程度上反映了土壤微生物活動過程的強度，也可用來表征土壤腐殖化的強度和有機質積累的程度。在同一土層，隨著運行年限的增加，核桃林土壤過氧化氫酶活性總體呈增強趨勢，運行年限≥5a的各土層土壤過氧化氫酶活性均＞未開墾荒地。運行年限為1a、3a、6a的核桃林和未開墾荒地的土壤過氧化氫酶活性順序為20～40cm＞0～20cm＞40～60cm，運行年限為7a和9a的核桃林土壤過氧化氫酶活性順序為0～20cm＞40～60cm＞20～40cm，其他運行年限的核桃林土壤過氧化氫酶活性順序為0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(圖2)。

3不同運行年限對生態經濟型水土保持核桃林土壤轉化酶活性的影響轉化酶能促使蔗糖水解成還原己糖(葡萄糖和果糖)，其活性與土壤中的腐殖質、水溶性有機質和黏粒的含量以及微生物數量和活性呈正相關。土壤的轉化酶活性通常可以體現土壤的熟化程度和肥力狀況。在同一土層，隨著運行年限的增加，核桃林土壤轉化酶活性總體呈增強趨勢，且不同運行年限核桃林土壤轉化酶活性均＞未開墾荒地;在運行年限相同的條件下，隨著土層深度的增加，核桃林土壤轉化酶活性呈逐漸降低趨勢，即不同土層的土壤轉化酶活性順序為0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(圖3)。2.4不同運行年限對生態經濟型水土保持核桃林土壤脫氫酶活性的影響脫氫酶屬于氧化還原酶系，在土壤的物質和能量轉化中占有很重要的地位，其參與土壤腐殖質組分的合成，也參與土壤的形成，其能從一定的基質中分析出氫而進行氧化作用，因此對土壤氧化還原酶系的研究有助于對土壤發生和土壤肥力等實質問題的了解。

在同一土層，隨著運行年限的增加，核桃林土壤脫氫酶活性總體呈增強趨勢，且不同運行年限核桃林土壤脫氫酶活性均＞未開墾荒地;在運行年限相同的條件下，除運行年限為2a和9a以外的其他運行年限的不同土層的土壤脫氫酶活性順序均為0～20cm＞20～40cm＞40～60cm(圖4)。這可能與植物產生的腐殖質等有關，使0～20cm土層有機質含量較高，酶活性較強。

結論與討論

土壤酶是土壤中的活性物質，它與土壤微生物一起共同參與和推動土壤各種有機質的轉化及物質循環過程，使土壤這個類生物體表現不停頓的正常代謝機能，并在營養物質轉化中起著重要作用。土壤酶活性反映了土壤中各種生物化學過程的強度和方向，是土壤重要的生物學特性。同時土壤微生物在土壤養分物質轉化方面的作用較大，土壤微生物群落組成的改變也會引起土壤酶活性和養分有效性的變化。已有研究結果表明，土壤中的微生物群落具有較高的多樣性，是一個豐富的微生物資源庫。不同的人類生產活動，可以對土壤酶活性和土壤理化性質等產生重要的影響，灌溉、耕作和施肥等人類生產活動改變了土壤酶在各土層間的活性格局。

本研究結果表明，相對于未耕作的背景土壤，隨著運行年限的增加，灌溉、土地耕作、施肥等人類活動使同一運行年限核桃林的土壤脲酶活性、過氧化氫酶活性、脫氫酶活性和轉化酶活性在0～20cm、20～40cm和40～60cm3個土層中存在差異，且表層酶活性大于中下層，在同一土層，隨著運行年限的增加，4種酶活性總體呈增強趨勢，這是因為隨著運行年限的延長，土壤中的有機質及其他養分含量逐漸增加，土壤水分、空氣及溫度狀況良好，有利植物-微生物良性互作體系的形成與發展。

作者：閻愛華王志剛李保國馬聰慧周舜單位：河北農業大學林學院河北省林木種質資源與森林保護重點實驗室