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滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

隋夕然 吴丽芳 王妍 王紫泉 肖羽芯 刘云根 杨波

隋夕然, 吴丽芳, 王妍, 王紫泉, 肖羽芯, 刘云根, 杨波. 滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
引用本文: 隋夕然, 吴丽芳, 王妍, 王紫泉, 肖羽芯, 刘云根, 杨波. 滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
SUI Xiran, WU Lifang, WANG Yan, WANG Ziquan, XIAO Yuxin, LIU Yungen, YANG Bo. Characteristics of nutrient and enzyme activity in soil aggregates of different rocky desertification levels in central Yunnan Plateau[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
Citation: SUI Xiran, WU Lifang, WANG Yan, WANG Ziquan, XIAO Yuxin, LIU Yungen, YANG Bo. Characteristics of nutrient and enzyme activity in soil aggregates of different rocky desertification levels in central Yunnan Plateau[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168

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滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31760245);云南省教育厅科学研究基金资助项目(2018JS331,2020J0407);云南省重点实验室基金资助项目(2020YB001)
详细信息
    作者简介: 隋夕然(ORCID: 000-0002-5848-1818),从事石漠化治理研究。E-mail: 545622958@qq.com
    通信作者: 杨波(ORCID: 0000-0002-1204-4305),工程师,博士研究生,从事恢复生态与植物抗逆性修复研究。E-mail: 1023138628@qq.com
  • 中图分类号: S154.1

Characteristics of nutrient and enzyme activity in soil aggregates of different rocky desertification levels in central Yunnan Plateau

  • 摘要:   目的  探究岩溶石漠化区土壤团聚体养分及酶活性特征,可为该地区土壤改良和植被恢复提供理论依据。  方法  以滇中高原4种不同石漠化程度(潜在、轻度、中度和重度石漠化)土壤为研究对象,对其表层土壤3种团聚体(粒径<0.25 mm、粒径0.25~2.00 mm、粒径>2.00 mm)分布特征,团聚体4种水解酶(淀粉酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶)活性和3种养分(有机碳、全氮、全磷)质量分数特征进行分析。  结果  ①不同石漠化程度土壤团聚体组成比例随粒径的增大而增大,由高到低依次为粒径>2.00 mm(51.31%)、粒径0.25~2.00 mm(36.53%)、粒径<0.25 mm(12.04%)的团聚体。②不同团聚体土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、土壤酶活性几何平均数及有机碳、全氮质量分数均随粒径的增大而减小,对有机碳、全氮、全磷及酶活性的贡献率均为粒径>2.00 mm的团聚体最高,其次为粒径0.25~2.00 mm,粒径<0.25 mm的团聚体最低。③不同石漠化程度土壤团聚体淀粉酶活性均值为5.70 mg·g−1·h−1,石漠化土壤的石漠化程度从大到小依次为潜在、轻度、重度、中度,石漠化土壤有机碳、全氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性从大到小依次为重度、轻度、潜在、中度。团聚体粒径及石漠化程度均对土壤有机碳、全氮和酶活性有显著影响(P<0.05),但粒径和石漠化程度的交互作用对土壤养分及酶活性没有显著影响(P>0.05)。  结论  在岩溶石漠化地区,较大粒径的土壤团聚体在土壤组成上占优势,对土壤养分和酶活性的贡献率也相对较高,而较小粒径的土壤团聚体更有利于土壤养分和酶活性的积累,其相应的含量也更高。图2表6参48
  • 图  1  不同石漠化程度土壤团聚体碳、氮、磷变化

    Figure  1  Change of soil aggregates C, N, P contents under different rocky desertification degrees

    图  2  不同石漠化程度下土壤团聚体酶活性的变化

    Figure  2  Enzymatic change of soil aggregates in different degrees of rocky desertification

    表  1  样地基本概况

    Table  1.   Basic information of the plot

    石漠化
    程度 
    海拔/m经度纬度pH有机碳/
    (g·kg−1)
    全氮/
    (g·kg−1)
    全磷/
    (g·kg−1)
    主要植被裸岩面
    积比例/
    %
    潜在 1 853~1 855103°20′41.8″~
    103°20′43.7″E
    24°46′04.1″~
    24°46′05.8″N
    4.6824.20±3.14 b1.57±0.27 c1.08±0.15 c云南松、云南含笑、清香木、铁仔、四脉金茅、茅叶荩草、破坏草0~30
    轻度 1 852~1 862103°20′37.6″~
    103°20′39.5″E
    24°46′03.4″~
    24°46′06.0″N
    5.3532.60± 2.38 a2.18±0.20 b0.94±0.15 c云南松、云南杨梅、铁仔、沙针、茅叶荩草、破坏草、鬼针草30~50
    中度 1 831~1 833103°20′40.9″~
    103°20′48.5″E
    24°46′25.7″~
    24°46′30.6″N
    4.8713.74±1.64 c1.05±0.09 d1.69±0.31 b云南松、小雀花、薄皮木、铁仔、破坏草50~70
    重度 1 822~1 833103°20′28.3″~
    103°20′31.5″E
    24°46′12.5″~
    24°46′13.6″N
    5.6634.34±5.49 a2.73±0.43 a2.74±0.74 a云南松、铁仔、茅叶荩草、破坏草、鬼针草>70
      说明:有机碳、全氮、全磷数据为平均值±标准差;同列不同小写字母表示不同石漠化程度间土壤养分差异显著(P<0.05)。云南杨     梅Myrica nana;鬼针草Bidens pilosa;小雀花Campylotropis polyantha
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    表  2  不同石漠化程度土壤团聚体组成特征

    Table  2.   Composition characteristics of soil aggregates at different levels of rocky desertification

    石漠化程度土壤团聚体质量分数/%DMW/mm
    粒径<0.25 mm粒径0.25~2.00 mm粒径>2.00 mm
    潜在   12.00±0.04 aC35.60±0.06 abB52.20±0.09 abA2.25±0.26 ab
    轻度   11.60±0.04 aC39.20±0.08 aB49.07±0.11 abA2.17±0.31 ab
    中度   14.50±0.07 aB39.86±0.08 aA45.50±0.10 bA2.05±0.28 b
    重度   10.07±0.04 aC31.47±0.08 bB58.47±0.11 aA2.41±0.31 a
      说明:数据为平均值±标准差;同列不同小写字母表示相同粒径不同石漠化程度土壤团聚体质量分数差异显著(P<0.05);同行不同     大写字母表示相同石漠化程度不同粒径团聚体质量分数差异显著(P<0.05)
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    表  3  土壤有机碳、全氮、全磷及土壤酶活性双因素方差分析

    Table  3.   Two-factor variance analysis of soil organic carbon, total nitrogen, total phosphorus and soil enzyme activity

    变异来源   P
    有机碳全氮全磷淀粉酶脲酶β-葡萄糖苷酶酸性磷酸酶
    粒径     0.000*0.000*0.9390.000*0.000*0.000*0.002*
    石漠化程度  0.000*0.000*0.000*0.000*0.000*0.000*0.000*
    粒径×石漠化程度0.2660.3220.9990.000*0.2980.0980.737
      说明:*表示差异显著(P<0.05)
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    表  4  土壤酶活性几何平均数

    Table  4.   Ceometric averages of soil enzymes activities

    石漠化程度几何平均数/(μg·g−1·h−1)全土
    粒径<0.25 mm粒径0.25~2.00 mm粒径>2.00 mm
    潜在   17.67±1.09 aA16.86±0.58 aAB12.33±1.06 aC15.18±0.04 aB
    轻度   17.68±0.73 aA16.27±1.35 aB13.40±0.81 aC15.37±0.78 aB
    中度   11.91±1.21 bA10.40±1.12 bB9.25±0.95 bB11.78±1.05 bA
    重度   18.17±1.23 aA16.75±3.39 aA13.68±1.96 aB16.53±1.21 aA
      说明:数值为平均值±标准差;同列不同小写字母表示相同粒径不同石漠化程度土壤团聚体酶几何平均数差异显著(P<0.05);同行     不同大写字母表示相同石漠化程度不同粒径团聚体土壤酶活性几何平均数差异显著(P<0.05)
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    表  5  不同石漠化程度土壤团聚体养分贡献率

    Table  5.   Nutrient contribution rates of soil aggregates at different rocky desertification degrees

    土壤养分石漠化程度养分贡献率/%
    粒径<0.25 mm粒径0.25~2.00 mm粒径>2.00 mm
    有机碳  潜在15.80±0.01 aC39.69±0.02 aB55.49±0.01 aA
    轻度14.52±0.02 abB43.02±0.04 aA49.38±0.06 aA
    中度18.54±0.03 aB45.03±0.05 aA45.21±0.05 aA
    重度11.15±0.03 bC29.64±0.06 bB48.82±0.09 aA
    全氮  潜在15.27±0.01 abC37.30±0.02 abB48.48±0.00 aA
    轻度13.47±0.02 abC40.41±0.02 aB44.68±0.05 abA
    中度16.12±0.02 aB38.09±0.04 abA38.70±0.02 bA
    重度12.02±0.03 bC30.91±0.07 bB51.05±0.089 aA
    全磷  潜在13.45±0.01 abC35.18±0.00 bcB60.79±0.01 aA
    轻度12.11±0.01 bcC40.01±0.04 abB50.67±0.06 bA
    中度15.63±0.02 aC43.79±0.03 aB47.97±0.02 bA
    重度9.25±0.03 cC29.02±0.07 cB56.68±0.09 abA
      说明:数值为平均值±标准差;同列不同小写字母表示相同粒径不同石漠化程度土壤团聚体养分贡献率差异显著(P<0.05);同行不     同大写字母表示相同石漠化程度不同粒径团聚体土壤养分贡献率差异显著(P<0.05)
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    表  6  不同石漠化程度土壤团聚体酶活性贡献率

    Table  6.   Contribution rates of soil aggregates enzyme activities in different degrees of rocky desertification

    土壤酶   石漠化程度酶活性贡献率/%
    粒径<0.25 mm粒径0.25~2.00 mm粒径>2.00 mm
    淀粉酶   潜在15.53±0.01 aC55.00±0.03 aA41.62±0.00 aB
    轻度12.77±0.01 bB46.53±0.07 abA48.22±0.11 aA
    中度17.13±0.01 aB41.48±0.05 bcA36.91±0.05 aA
    重度9.02±0.02 cC33.58±0.10 cB48.95±0.09 aA
    脲酶    潜在14.68±0.01 aB29.66±0.01 aA39.36±0.06 aA
    轻度13.74±0.01 aB37.73±0.05 aA38.82±0.03 aA
    中度18.20±0.02 aB37.41±0.03 aA41.59±0.06 aA
    重度13.78±0.05 aC32.90±0.14 aB45.02±0.07 aA
    β-葡萄糖苷酶潜在15.08±0.00 aB39.44±0.07 abA38.73±0.03 aA
    轻度16.04±0.04 aB44.98±0.17 aA37.31±0.06 aA
    中度10.04±0.02 bB25.01±0.04 bA23.13±0.02 bA
    重度11.82±0.03 abB32.19±0.12 abA41.23±0.06 aA
    酸性磷酸酶 潜在12.56±0.01 abB12.52±0.01 abB52.99±0.01 abA
    轻度12.00±0.01 abB11.89±0.01 abB49.59±0.04 bA
    中度14.86±0.02 aB14.82±0.02 aB45.73±0.02 bA
    重度10.22±0.03 bB10.06±0.03 bB58.75±0.09 aA
      说明:数值为平均值±标准差;同列不同小写字母表示相同粒径不同石漠化程度土壤团聚体酶活性贡献率差异显著(P<0.05);同行     不同大写字母表示相同石漠化程度不同粒径团聚体土壤酶活性贡献率差异显著(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-08
  • 修回日期:  2021-05-28

滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(31760245);云南省教育厅科学研究基金资助项目(2018JS331,2020J0407);云南省重点实验室基金资助项目(2020YB001)
    作者简介:

    隋夕然(ORCID: 000-0002-5848-1818),从事石漠化治理研究。E-mail: 545622958@qq.com

    通信作者: 杨波(ORCID: 0000-0002-1204-4305),工程师,博士研究生,从事恢复生态与植物抗逆性修复研究。E-mail: 1023138628@qq.com
  • 中图分类号: S154.1

摘要:   目的  探究岩溶石漠化区土壤团聚体养分及酶活性特征,可为该地区土壤改良和植被恢复提供理论依据。  方法  以滇中高原4种不同石漠化程度(潜在、轻度、中度和重度石漠化)土壤为研究对象,对其表层土壤3种团聚体(粒径<0.25 mm、粒径0.25~2.00 mm、粒径>2.00 mm)分布特征,团聚体4种水解酶(淀粉酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶)活性和3种养分(有机碳、全氮、全磷)质量分数特征进行分析。  结果  ①不同石漠化程度土壤团聚体组成比例随粒径的增大而增大,由高到低依次为粒径>2.00 mm(51.31%)、粒径0.25~2.00 mm(36.53%)、粒径<0.25 mm(12.04%)的团聚体。②不同团聚体土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、土壤酶活性几何平均数及有机碳、全氮质量分数均随粒径的增大而减小,对有机碳、全氮、全磷及酶活性的贡献率均为粒径>2.00 mm的团聚体最高,其次为粒径0.25~2.00 mm,粒径<0.25 mm的团聚体最低。③不同石漠化程度土壤团聚体淀粉酶活性均值为5.70 mg·g−1·h−1,石漠化土壤的石漠化程度从大到小依次为潜在、轻度、重度、中度,石漠化土壤有机碳、全氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性从大到小依次为重度、轻度、潜在、中度。团聚体粒径及石漠化程度均对土壤有机碳、全氮和酶活性有显著影响(P<0.05),但粒径和石漠化程度的交互作用对土壤养分及酶活性没有显著影响(P>0.05)。  结论  在岩溶石漠化地区,较大粒径的土壤团聚体在土壤组成上占优势,对土壤养分和酶活性的贡献率也相对较高,而较小粒径的土壤团聚体更有利于土壤养分和酶活性的积累,其相应的含量也更高。图2表6参48

English Abstract

隋夕然, 吴丽芳, 王妍, 王紫泉, 肖羽芯, 刘云根, 杨波. 滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
引用本文: 隋夕然, 吴丽芳, 王妍, 王紫泉, 肖羽芯, 刘云根, 杨波. 滇中岩溶高原不同石漠化程度土壤团聚体养分及酶活性特征[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
SUI Xiran, WU Lifang, WANG Yan, WANG Ziquan, XIAO Yuxin, LIU Yungen, YANG Bo. Characteristics of nutrient and enzyme activity in soil aggregates of different rocky desertification levels in central Yunnan Plateau[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168
Citation: SUI Xiran, WU Lifang, WANG Yan, WANG Ziquan, XIAO Yuxin, LIU Yungen, YANG Bo. Characteristics of nutrient and enzyme activity in soil aggregates of different rocky desertification levels in central Yunnan Plateau[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210168

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