間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮及酶活性的影響

張道勇, 李會科,2, 郭 宏, 杜毅飛, 王海濤

(1.西北農林科技大學 資源環(huán)境學院, 陜西 楊凌 712100; 2.農業(yè)部西北植物與肥料及農業(yè)環(huán)境重點實驗室, 陜西 楊凌 712100)

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間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮及酶活性的影響

張道勇1, 李會科1,2, 郭 宏1, 杜毅飛1, 王海濤1

(1.西北農林科技大學 資源環(huán)境學院, 陜西 楊凌 712100; 2.農業(yè)部西北植物與肥料及農業(yè)環(huán)境重點實驗室, 陜西 楊凌 712100)

以渭北黃土高原蘋果園土壤為研究對象，設置傳統(tǒng)蘋果(MalusdomesticaBorkh.)園清耕及間作白三葉(TrifoliumrepensL.)兩個處理，測定和分析了不同土層(0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm及20—40 cm)的土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)、4種土壤酶活性、有機碳(SOC)和全氮(TN)等指標，從土壤微生物碳、氮及酶活性的角度探討間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤的影響。結果表明：間作白三葉能夠顯著提高土壤微生物量碳、氮的含量和土壤酶活性，提高土壤微生物對有機碳和全氮的利用效率，其作用隨著土層深度的增加而降低，在表層土壤效果更為顯著。土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性與土壤有機碳、全氮呈極顯著相關或顯著性相關。蘋果園土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性能敏感響應生草間作，可以作為評價果園生草對果園土壤影響的良好指標。

果園生草; 土壤微生物量碳; 土壤微生物量氮; 土壤酶活性

果園生草栽培是歐美、日本等果樹生產比較發(fā)達,國家普遍采用的果園可持續(xù)發(fā)展的土壤管理模式[1]。1998年，我國將其作為綠色果品生產的主要技術措施開始在全國推廣[2]，所謂果園生草是指在果樹行間或全園(樹盤除外)種植牧草作為覆蓋的一種土壤管理模式，是人工構建的具有多物種、多層次、多時序的復合系統(tǒng)[3]。其目的在于強化各組分之間的相互作用，尤其牧草組分對果園土壤養(yǎng)分的吸收利用及土壤的反饋作用，往往是限制果園生草復合系統(tǒng)能否實現高效持續(xù)經營的重要因素，也是果園生草復合系統(tǒng)果樹組分與牧草組分間相互的主要驅動機制與驅動力[4]。目前，有關果園生草栽培方面的研究主要集中在果園生草微氣候效應、土壤效應及生草對果樹產量與品質影響等效益研究方面，基本上是針對果園生草現狀及互作效果進行評價，而對產生互作效應機制方面的研究則鮮有報道[5-8]。

土壤微生物是土壤中物質轉化和養(yǎng)分循環(huán)的驅動者，微生物量碳、氮被認為是土壤活性養(yǎng)分的儲存庫，植物生長可利用養(yǎng)分的重要來源[9]。土壤酶主要來源于土壤微生物，很大程度上可以反映土壤微生物的活性，其活性代表了土壤中物質代謝的旺盛程度。土壤酶參與土壤中一切生物化學過程，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動中最為活躍的生物活性物質，可反映植物對養(yǎng)分的吸收利用與生長發(fā)育狀況，是土壤肥力的重要指標[10-12]。總之，土壤微生物和土壤酶是土壤養(yǎng)分變化的直接參與者，是土壤穩(wěn)定態(tài)養(yǎng)分轉變?yōu)橛行B(tài)養(yǎng)分的催化劑，是“植物—土壤微生物—土壤養(yǎng)分”系統(tǒng)的聯系紐帶，可敏感地反映土壤養(yǎng)分轉化速率與驅動力。因此，揭示生草栽培條件下，果園土壤微生物碳氮及土壤酶活性演變特征對于揭示果園土壤養(yǎng)分對生草栽培的響應及其反饋作用具有重要意義。

白三葉(TrifoliumrepensL.)為多年生豆科優(yōu)質牧草，由于其易于管理、生長快、固氮能力強等優(yōu)點，與農作物及經濟作物間、套、復種方式的生產日漸增多，尤其在果園中廣泛種植。本研究通過間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤微生物碳氮及土壤酶活性演變及其分布格局的研究，探討果園土壤微生物碳氮及土壤酶活性對生草栽培的響應及其反饋作用，為進一步探討果園生草復合系統(tǒng)組分間的互作機制提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于渭北黃土高原蘋果代表產區(qū)白水縣，地處東經109°16′—109°45′，北緯35°4′—35°27′，屬于暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，平均海拔850 m左右。土壤為黃綿土，土層深厚，剖面質地均勻，多年平均氣溫11.4℃，多年平均降水量577.8 mm，降水年際變化大，年內分配不均，日照充足，光熱資源豐富，無霜期207 d，試驗位于白水縣中部杜康鎮(zhèn)塬面西北農林科技大學蘋果試驗站果園，供試蘋果為13 a生喬化紅富士(富士/新疆野蘋果)果園，栽植密度3 m×8 m。

1.2 試驗設計

采用單因素隨機區(qū)組試驗設計，設置蘋果清耕單作和蘋果/白三葉2個處理，每個處理3次重復，共6個小區(qū)，每小區(qū)面積為30 m2。2005年3月行間生草播種，現已持續(xù)生草8 a，播前深翻整地，開溝條播，供試草種為白三葉(TrifoliumrepensL)，播種密度為0.75 g/m2，各處理的生態(tài)條件及蘋果的田間管理措施一致。

1.3 采樣與測定

2013年7月在各處理區(qū)隨機布設3個采樣點，清除表層凋落物，用土鉆分別采集0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm和20—40 cm土層土樣，將土樣去除根系后分成兩部分，一部分鮮土過2 mm篩后放入4℃的冰箱保存用于土壤微生物生物量C，N的測定，將另一部分的土壤樣品去雜后風干，磨細，過篩，裝入塑封袋中，用于土壤有機碳、全氮和酶活性的測定。土壤有機碳(SOC)采用濃硫酸—重鉻酸鉀外加熱法測定。土壤全氮采用凱氏法消解—全自動定氮儀測定。土壤蔗糖酶和纖維素酶用3,5—二硝基水楊酸比色法測定；過氧化氫酶用高錳酸鉀滴定法；土壤脲酶用靛酚比色法測定[13-14]。土壤微生物量碳用氯仿熏蒸、浸提—TOC自動分析儀測定，土壤微生物量氮用氯仿熏蒸、浸提—紫外分光光度法測定。微生物量碳(BC)的計算公式為：BC=EC/KEC，式中，EC為熏蒸與未熏蒸土樣全碳的差值(mg/kg)，KEC為熏蒸殺死的微生物中被K2SO4所提取的比例，取0.45[15]。微生物量碳(BN)的計算公式為：BN=EN/KEN，式中，EN為熏蒸與未熏蒸土樣全氮的差值(mg/kg)，KEN為熏蒸殺死的微生物中被K2SO4所提取的比例，取0.54[16]。土壤有機碳(SOC)與全氮(TN)含量見表1。

表1 不同處理土壤有機碳和全氮含量

1.4 統(tǒng)計分析

所有數據均采用Excel 2007處理，利用SPSS 18.0軟件進行相關分析。

2 結果與分析

2.1 間作白三葉對果園SMBC和qSMBC的影響

由圖1A可以看出，隨著土層加深，兩處理SMBC含量均呈現下降趨勢，其中，間作白三葉處理變幅為715.02～145.43 mg/kg，0—5 cm土層SMBC含量是20—40 cm土層的4.92倍。清耕處理變幅則為242.93～136.62 mg/kg，0—5 cm土層SMBC含量是20—40 cm土層的1.78倍，表明間作白三葉處理比傳統(tǒng)清耕處理果園土壤SMBC下降劇烈，且隨土層加深，SMBC含量迅速降低，但未對果園SMBC含量分布格局產生影響。方差分析結果顯示，間作白三葉處理各土層間SMBC含量達顯著性差異水平(p<0.05)，而清耕處理除5—10 cm與10—20 cm土層外，其他土層間SMBC含量差異顯著(p<0.05)，這一結果表明生草導致不同層次SMBC含量分異明顯。與清耕處理相比，間作白三葉不同程度增加了0—40 cm各土層SMBC含量，增幅隨土層深度的增加呈降低趨勢，說明生草對SMBC含量的影響隨土層深度的增加而逐漸減弱。T檢驗結果顯示(表2)，間作白三葉處理0—5 cm，5—10 cm土層SMBC含量與清耕處理相應土層達極顯著性差異水平(p<0.01)，而在10—20 cm，20—40 cm土層，兩處理SMBC含量無顯著性差異(p>0.05)，表明間作白三葉對果園SMBC的影響主要集中在0—10 cm土層，較大幅度地增加了0—10 cm土層SMBC含量，而對果園10 cm以下土層SMBC影響較小。

土壤微生物量碳(SMBC)與土壤有機碳(SOC)的比值稱為微生物碳熵(qSMBC)。微生物碳熵(qSMBC)可以作為土壤中有機碳向微生物量碳轉化速率快慢的一個指標[17]。從圖1B可以看出，白三葉處理土壤微生物碳熵均隨土層深度的增加而降低，方差分析結果顯示(圖1B)，間作白三葉處理各土層間qSMBC達顯著性差異水平(p<0.05)，這與SMBC含量演變趨勢一致。而在清耕處理中，各土層間qSMBC無顯著性差異(p>0.05)。如圖1B所示，0—5 cm，5—10 cm土層間作白三葉處理qSMBC高于清耕處理，而在10—20 cm，20—40 cm土層，間作白三葉處理qSMBC約低于清耕處理。T檢驗結果顯示(表2)，0—5 cm，5—10 cm土層白三葉處理qSMBC與清耕處理差異極顯著(p<0.01)，10—20 cm，20—40 cm土層清耕處理qSMBC與白三葉處理無顯著性差異(p>0.05)，說明生草導致表層土壤中的有機碳分解速率較快，土壤微生物在分解有機碳的同時，逐漸累積微生物生物量碳。

注：不同小寫字母表示同一處理不同土層間差異達到顯著水平(p<0.05)。下圖同。

圖1 不同處理對微生物量碳和微生物碳熵的影響

表2 不同處理土壤微生物量碳和微生物碳熵T檢驗結果

2.2 間作白三葉對果園SMBN和qSMBN的影響

由圖2A可以看出，SMBN含量的變化與SMBC相似，隨著土層加深，兩處理SMBN含量均呈現下降趨勢。其中，間作白三葉處理變幅為80.44～28.27 mg/kg，0—5 cm土層SMBC含量是20—40 cm土層的2.85倍。清耕處理變幅則為53.73～17.24 mg/kg，0—5 cm土層SMBC含量是20—40 cm土層的3.12倍，表明間作白三葉處理未對果園SMBN含量分布格局產生影響。方差分析結果顯示(圖2A)，間作白三葉處理各土層間SMBN含量達顯著性差異水平(p<0.05)，清耕處理除10—20 cm與20—40 cm土層外，其他土層間SMBN含量差異顯著(p<0.05)，這一結果表明生草導致不同層次SMBN含量差異明顯。與清耕處理相比，間作白三葉對果園SMBN含量產生了積極影響，0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm和20—40 cm土層SMBN含量分別較清耕處理增加49.71%，73.16%，94.11%和63.93%。在0—20 cm土層，增幅隨土壤深度的增加呈增加的趨勢，說明生草對SMBC含量影響隨土層深度的增加而逐漸增強，但在20—40 cm土層趨勢減弱。T檢驗結果表明(表2)，間作白三葉處理0—40 cm各土層SMBN含量均與清耕處理相應土層達極顯著性差異水平(p<0.01)，表明間作白三葉對果園SMBN含量在0—40 cm中4個土層都產生影響，顯著增加了0—40 cm土層SMBN的含量。

土壤微生物量氮(SMBN)與土壤全氮(TN)的比值稱為微生物氮熵(qSMBN)。土壤微生物氮熵(qMBN)反映微生物對全氮(TN)的利用效率[18]。從圖2B可以看出，白三葉處理土壤微生物氮熵均隨土層深度的增加無明顯變化，方差分析結果顯示(圖2B)，間作白三葉處理各土層間qSMBC無顯著性差異(p>0.05)。而在清耕處理中，0—5 cm與5—10 cm土層以及10—20 cm與20—40 cm土層間qSMBC無顯著性差異(p>0.05)，但0—5 cm，5—10 cm土層分別與10—20 cm和20—40 cm土層存在顯著性差異(p<0.05)。如圖2B所示，0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm和20—40 cm土層間作白三葉處理qSMBC均高于清耕處理，清耕處理中0—10 cm的qSMBN顯著高于10—40 cm土層。T檢驗結果顯示(表3)，0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm，20—40 cm土層白三葉處理qSMBN與清耕處理差異均達極顯著水平(p<0.01)，說明生草導致土壤中的全氮分解速率較快，提高了土壤微生物對全氮的利用效率。

圖2 不同處理對微生物量氮和微生物氮熵的影響

表3 不同處理微生物量氮和微生物氮熵T檢驗結果

2.3 間作白三葉對果園土壤酶活性的影響

土壤酶是土壤中生物活動的產物，主要來自于土壤微生物和植物根系，其活性強弱可表征土壤生化反應的強度[19]。由表4可見，隨著土層深度的增加，過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶和纖維素酶活性在不同處理中均呈現出逐漸降低的趨勢。除脲酶以外，其他三種酶在間作白三葉處理中各土層間存在顯著性差異。間作白三葉處理4種土壤酶活性在4個土層中均高于清耕處理，0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm和20—40 cm土層中，過氧化氫酶活性(0.652—0.428 ml/g)分別是清耕(0.433—0.254 ml/g)的1.51倍、1.82倍、1.78倍和1.69倍；蔗糖酶活性(20.521～12.583 mg/g)分別是清耕(9.171～4.699 mg/g)的2.24倍、2.13倍、2.15倍和2.68倍；脲酶活性(2.555～1.183 mg/g)分別是清耕(0.969～0.341 mg/g)的2.64倍、3.05倍、4.13倍和3.47倍；纖維素酶活性(2.328～0.900 mg/g)分別是清耕(0.891～0.426 mg/g)的2.61倍、2.34倍、2.14倍和2.11倍。說明間作白三葉能夠增加蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤酶的活性。這種作用尤其是對提高蔗糖酶、脲酶和纖維素酶三種酶更為明顯。近表層土壤是動、植物殘體和微生物密集的區(qū)域，生草處理后，由于該區(qū)域酶的作用底物被加強，從而使酶活性增大。

2.4 土壤微生物量碳、氮與土壤理化性質和土壤酶活性的關系

土壤微生物量碳是土壤活性有機質庫的活躍部分，反映了微生物與環(huán)境之間的相互作用，微生物量氮是有機氮庫中的活躍部分，對土壤氮素循環(huán)和利用具有重要意義。此外，土壤中各種生化反應除受微生物本身活動的影響外，也在各種相應的酶的參與下完成，酶活性與土壤中動、植物殘體和微生物密集的區(qū)域密切相關，酶活性的高低直接影響一些有機物質的循環(huán)和轉化[20-21]。如表5所示，SMBC與SMBN、SOC、TN、qSMBC、蔗糖酶、脲酶、纖維素酶極顯著正相關(p<0.01)，與qSMBN顯著正相關(p<0.05)，與過氧化氫酶正相關，但未達到顯著水平(p>0.05)，說明SMBC與SMBN、SOC、TN、qSMBC、蔗糖酶、脲酶、纖維素酶之間存在著動態(tài)依存關系，反映果園生草栽培中SMBC的變化受到SMBN、SOC、TN、qSMBC、蔗糖酶、脲酶、纖維素酶的影響，其中SMBC與SMBN、SOC、TN、qSMBC、纖維素酶相關系數高(0.963，0.981，0.966，0.953)，且高于SMBC與蔗糖酶、脲酶相關系數，說明SMBC的含量與分布受到 SMBN、SOC、TN、qSMBC、纖維素酶變化的影響強烈。SMBN與SOC、TN、qSMBC、qSMBN、纖維素酶、蔗糖酶和脲酶極顯著相關(p<0.01)，與過氧化氫酶呈正相關，但未達到顯著水平(p>0.05)，表明SOC、TN、qSMBC、qSMBN、纖維素酶、蔗糖酶和脲酶具有重要的作用，直接影響著SMBN變化。過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、纖維素酶之間極顯著正相關(p<0.01)或顯著正相關(p<0.05)，土壤酶活性彼此之間存在著相互制約相互促進的復雜關系。表明SMBC、SMBN、qSMBC、qSMBN、SOC、TN以及土壤酶活性之間聯系緊密。

表4 不同處理對土壤酶活性的影響

注：不同小寫字母表示同一處理不同土層間差異達到顯著水平(p<0.05)。

表5 土壤微生物量碳、氮與有機碳、全氮和土壤酶活性的相關性

注：*表示存在顯著相關(p<0.05)，**表示存在極顯著相關(p<0.01)，n=12；SMBC：土壤微生物量碳；SMBN：土壤微生物量氮；SOC：土壤有機碳；TN：土壤全氮；qSMBC：微生物碳熵；qSMBN：微生物氮熵。

3 討 論

土壤微生物量只占土壤有機質的3%左右，卻是植物養(yǎng)分轉化和循環(huán)的驅動力，在土壤肥力和生態(tài)系統(tǒng)評價中起著重要作用。研究土壤微生物量碳氮對了解土壤肥力、土壤養(yǎng)分的轉化和循環(huán)具有重要意義[22]。本研究中，SMBC與SMBN的含量隨土層深度的增加而減少，蘋果園生草白三葉可以顯著提高SMBC與SMBN的含量，生草改善了土壤的理化性質，牧草枯落物生物量，增加了土壤有機—無機體的轉化，促進了土壤微生物生長繁育，從而明顯增加了土壤微生物量，有利于土壤碳氮的積累，這與龍妍[23]、岳泰新[24]、惠竹梅[25]等在葡萄園生草白三葉研究結果一致，呂德國等[26]也認為在蘋果園覆草可提高表層土壤微生物量。這與微生物利用底物的量直接相關，研究表明SMBC的高低主要受土壤中有機碳源的制約，并與隨土壤剖面的加深土壤活性碳庫的減少有關[27]，地上部分生物量的差異使輸入到土壤中的有機碳量明顯不同，造成進入土壤的微生物可利用底物的質和量的變化，從而影響土壤微生物量的變化[28]。

土壤微生物量與土壤養(yǎng)分的比值可以用來反映土壤養(yǎng)分向微生物量的轉化效率、土壤養(yǎng)分損失和土壤礦物對有機質的固定，并且其在標記土壤過程或土壤健康變化時要比單獨使用微生物量或土壤養(yǎng)分的值更有效[29]。土壤微生物碳熵(qSMBC)的變化可以反映土壤有機碳的變化。qSMBC在白三葉處理中隨土層加深明顯下降，且表層(0—5 cm和5—10 cm)的qSMBC高于清耕處理，在清耕處理中，qSMBC值基本保持一致。說明間作白三葉提高0—10 cm土層土壤微生物對有機碳的利用效率。在各個土層中，間作白三葉處理的qSMBN高于清耕處理，其隨土層加深變化不明顯，說明間作白三葉也提高了土壤微生物對全氮碳的利用效率。

土壤微生物的數量和活躍程度與土壤中有機碳的來源緊密相關。清耕土壤有機碳含量偏低，不利于土壤微生物的生長繁殖，其土壤微生物的儲量和活性均很低。間作白三葉可顯著提高土壤有機碳含量，根際產物(分泌物、脫落細胞等)釋放量增加，土壤微生物獲得較多的碳源，導致土壤微生物量碳、氮增加。土壤質量得到改善，有利于土壤微生物的繁殖及相互作用，由于根系活動對微生物的生長有促進作用，隨著土層深度的增加，其影響效果逐漸減小。植物根系分泌的大量低分子量的根系分泌物也加劇了土壤微生物的繁衍，使其生命活動旺盛,從而導致土壤微生物量碳、氮含量增加，并提高了微生物碳熵和微生物氮熵[30-32]。

土壤酶主要來自于土壤微生物代謝過程，此外也能由土壤動物、植物產生殘體分解。土壤酶是土壤中的生物催化劑，參與土壤的發(fā)生、發(fā)育及土壤肥力形成和演變。土壤中一切生化反應都是在土壤酶的參與下完成的，對土壤有機碳的分解和轉化起著重要作用，土壤酶活性的高低能反映土壤生物活性和土壤生化反應強度[33]。間作白三葉后，土壤4種土壤酶活性都有明顯提高，且隨著土層深度增加而降低，這與前人研究結果相一致[23-34]。植物的根系在生長發(fā)育過程中的分泌物、死亡根茬的礦化分解會影響土壤酶活性，生草提高土壤有機碳和全氮的含量，增強牧草根系新陳代謝作用的結果，同時生草改善了土壤的結構與通氣性，從而提高了土壤酶的活性。李發(fā)林等[35]多年定位研究結果表明：果園生草、套種綠肥可以改善土壤酶活性。林桂志等[36]報道，幼齡荔枝園種植百喜草后，土壤轉化酶、蛋白酶、脲酶、過氧化物酶活性均明顯增加。

相關性分析表明SMBC，SMBN，qSMBC，qSMBN，SOC，TN間存在著極顯著或顯著性相關。除去過氧化氫酶外，其他三種土壤酶活性與SMBC、生草葡萄園土壤酶活性與SMBC，SMBN，qSMBC，qSMBN、有機碳和全氮間存在著極顯著或顯著性相關。土壤酶活性的強度直接影響著SMBC，SMBN和土壤養(yǎng)分的變化。SMBC，SMBN及土壤酶活性與SOC和TN之間聯系緊密，SMBC，SMBN和土壤酶活性可以作為判斷土壤肥力狀況的生物學指標，同時也可提高土壤肥力水平。

綜上所述，由于間作白三葉增加了果園活地被物，形成的果園復層結構有利于增加SOC的輸入，白三葉地被凋落物和根系及其分泌物為土壤微生物提供了穩(wěn)定而豐富的碳源，因此顯著增加了果園土壤SMBCN和SMBN含量，提高了土壤微生物對SOC和TN的利用效率，同時增強了土壤酶活性。Vepsalainen等[37]研究表明，根系殘體和根系分泌物有利于微生物生長繁殖，促進微生物活性提高，而微生物量的提高反過來影響土壤活性有機碳的含量的升高。在果園生草栽培復合系統(tǒng)中，牧草組分通過自身的生命活動對土壤各種物理、化學和生物過程產生影響，至于果園土壤物理生物化學環(huán)境變化與果樹生長發(fā)育互動關系以及對果實品質的影響的研究有待進一步探討。

4 結 論

(1) 土壤微生物量碳、氮含量和土壤酶活性均隨著土層深度的增加呈現降低趨勢。與清耕相比，間作白三葉可顯著提高土壤微生物量碳、氮含量和土壤微生物熵和土壤微生物氮熵，提高土壤微生物對有機碳和全氮的利用效率，顯著提高土壤酶活性。

(2) 土壤微生物量碳、氮、土壤微生物碳熵、土壤微生物氮熵、土壤酶活性與土壤有機碳、全氮呈極顯著相關或顯著性相關，表明土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性和土壤養(yǎng)分間關系密切，可以作為判斷土壤肥力狀況的生物學指標，同時也可以作為提高土壤肥力提供依據。

(3) 土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性對蘋果園生草栽培響應敏感，間作白三葉對蘋果園土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性產生了積極影響，其影響主要集中在表層土壤。

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Effects of Growing White Clover on Soil Microbial Biomass Carbon and Nitrogen and Soil Enzyme Activity in Apple-White Clover Intercropping System

ZHANG Daoyong1, LI Huike1,2, GUO Hong1, DU Yifei1, WANG Haitao1

(1.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China; 2.KeyLaboratoryofPlantNutritionandtheAgro-EnvironmentinNorthwestChina,MinistryofAgriculture,Yangling,Shaanxi712100,China)

Intercropping cover crops in orchards is one of soil managements for the sustainability of orchards. We examined dynamics of soil microbial biomass carbon (MBC), soil microbial biomass nitrogen (MBN), soil organic carbon (SOC), soil total nitrogen (TN) and soil enzyme activity in an apple-white clover system in Weibei of the Loess Plateau from 2005 to 2013. Soil samples were collected at depths of 0—5 cm, 5—10 cm, 10—20 cm and 20—40 cm in clear tillage and white clover-intercropping orchards. MBC, MBN, SOC, TN, ratio of MBC to SOC (qSMBC), ratio of SMBN to soil total nitrogen (qSMBN) and soil enzyme activity in apple-white clover intercropping system significantly increased in comparison with the clear tillage orchard. The increments, however, decreased rapidly with soil depth. MBC, MBN,qSMBC),qSMBNand soil enzyme activity were correlated or significantly correlated with SOC and soil TN. MBC, MBN and soil enzyme activities of apple orchard grass cultivation were sensitive to intercropping. Intercropping white clover has the positive impact on MBC, MBN and soil enzyme activity in apple orchard, the main effect concentrated in the 0—20 cm soil layer compared with clean tillage orchard.

growing herbage in orchard; soil microbial biomass carbon; soil microbial biomass nitrogen; soil enzymatic activity

2015-03-16

2015-05-12

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201103005G9);西北農林科技大學推廣專項(Z222021211)

張道勇(1988—),男,貴州省平塘人,碩士研究生,主要從事水土保持與生態(tài)環(huán)境研究。E-mail:ptzhangren@126.com

李會科(1965—),男,陜西省武功人,副教授,主要從事果草復合經營方面的研究。E-mail:lihuike@nwsuaf.edu.cn

S154.3

1005-3409(2015)05-0039-07