新疆艾比湖地區(qū)不同土地利用方式土壤養(yǎng)分、酶活性及微生物特性研究

張曉東， 李 忠， 張 峰

(1.巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院， 新疆 庫爾勒 841000； 2.新疆庫爾勒市香梨研究中心， 新疆 庫爾勒 841000)

新疆艾比湖地區(qū)不同土地利用方式土壤養(yǎng)分、酶活性及微生物特性研究

張曉東1， 李 忠1， 張 峰2

(1.巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院， 新疆 庫爾勒 841000； 2.新疆庫爾勒市香梨研究中心， 新疆 庫爾勒 841000)

新疆艾比湖地區(qū)在我國內(nèi)陸荒漠自然生態(tài)系統(tǒng)中具有典型性和較高研究價值，通過對不同土地利用方式土壤進(jìn)行采樣和分析，系統(tǒng)地研究和比較了不同土地利用方式土壤酶活性及微生物特性(土壤微生物量和微生物數(shù)量)。結(jié)果表明：新疆艾比湖不同土地利用方式土壤機(jī)械組成不盡一致，黏粒含量占主導(dǎo)地位，粗砂粒含量相對較低，土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反。不同土地利用方式對土壤養(yǎng)分具有較大影響，不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分(有機(jī)碳、全氮、全磷)和有效養(yǎng)分(有效磷、有效氮、有效鉀、有效鋅、有效鐵含量)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，土壤全磷在不同土地利用方式下差異均不顯著(p>0.05)；與耕地相比，土壤微生物量碳和氮、土壤微生物數(shù)量(細(xì)菌、真菌和放線菌)，土壤酶活性(土壤蔗糖酶、脫氫酶、脲酶、酸性磷酸酶活性)均有明顯的增加，大致表現(xiàn)為：林地>草地>耕地>未利用地；相關(guān)性分析表明，土壤微生物量碳和氮、細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量、蔗糖酶、脫氫酶、脲酶和磷酸酶活性均呈顯著或者極顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.05，p<0.01)；土壤有機(jī)質(zhì)和全氮與蔗糖酶、脫氫酶、磷酸酶和細(xì)菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，土壤有效養(yǎng)分與土壤微生物量碳、細(xì)菌數(shù)量和蔗糖酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)(p<0.05，p<0.01)，說明土壤微生物量碳仍是有效養(yǎng)分的主要來源，其中土壤容重對土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性貢獻(xiàn)為負(fù)，土壤養(yǎng)分對土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性貢獻(xiàn)為正，這是造成不同土地利用方式土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性差異的重要原因，其中有機(jī)質(zhì)和全氮是土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性的主要養(yǎng)分來源。

艾比湖; 土地利用方式; 土壤養(yǎng)分; 土壤微生物

土壤酶活性和微生物量(土壤養(yǎng)分)是植物生長必不可少的限制性因子，作為各種氣候、地形因子以及人類活動等綜合作用的結(jié)果，深刻影響著地球生態(tài)系統(tǒng)的土壤質(zhì)量與生產(chǎn)力[1-5]；土壤酶是由土壤微生物分泌的具有高效性的活性物質(zhì)，作為重要的蛋白質(zhì)性質(zhì)的生物催化劑，在土壤各種生化反應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用，也是有機(jī)質(zhì)分解過程、物質(zhì)循環(huán)、能量流動等過程中不可或缺的組成部分[6-7]；土壤微生物量是地下生態(tài)系統(tǒng)代謝的主要驅(qū)動力，在一定程度上反映了土壤物質(zhì)交換與能力流動的強(qiáng)度，經(jīng)常被作為反應(yīng)地下生態(tài)系統(tǒng)變化的敏感指標(biāo)和預(yù)警閾值[8-9]，主要是由土壤微生物、植物根系分泌物、腐解的動植物殘體產(chǎn)生，參與土壤中各種有機(jī)物質(zhì)的合成、轉(zhuǎn)化與分解，無機(jī)物質(zhì)的氧化還原等過程。土地利用是人類干預(yù)土壤肥力(土壤酶活性和微生物量)最直接、最重要的表現(xiàn)形式之一，主要是通過改變土壤養(yǎng)分循環(huán)的總量、強(qiáng)度以及路徑等發(fā)生過程，通過影響水、熱等環(huán)境條件等進(jìn)而影響到土壤養(yǎng)分(土壤酶活性和微生物量)轉(zhuǎn)化與流動過程[10]。土地利用方式的改變會引起生物地球化學(xué)循環(huán)過程發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致土地生產(chǎn)力的改變和土壤養(yǎng)分(土壤酶活性和微生物量)循環(huán)過程；合理的土地利用方式能夠改善土壤物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對外界環(huán)境脅迫的抵抗力，然而不合理的土地利用方式造成土壤質(zhì)量下降，并且加速侵蝕和土壤退化等過程[11-12]。

我國可利用土地面積較少，隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與興起，亟需掌握不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分(土壤酶活性和微生物量)循環(huán)過程及變遷規(guī)律，以便于合理優(yōu)化土地管理和土壤的可持續(xù)利用發(fā)展[13-14]。新疆是我國干旱—半干旱地的主要的集中區(qū)域，該區(qū)域水、熱、光、土、氣條件的獨(dú)特性，形成了獨(dú)具特色的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，因此新疆具備了建立高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的先天性優(yōu)越條件，然而獨(dú)特的氣候條件也造成了該區(qū)土壤退化，養(yǎng)分循環(huán)受阻等，伴隨著隨著不合理的土地利用方式引起的土壤質(zhì)量等問題逐步受到關(guān)注。有鑒于此，研究不同土地利用方式土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)變可為該區(qū)土壤質(zhì)量的有效提高與利用提供基本的數(shù)據(jù)支撐。本論文以新疆艾比湖為研究對象，探討不同土地利用方式下土壤酶活性、土壤微生物量的變化趨勢，旨在揭示不同土地利用方式對土壤養(yǎng)分及質(zhì)量演變的作用機(jī)制，對該區(qū)土壤退化和有效恢復(fù)具有一定的指導(dǎo)意義，同時也為新疆土地資源質(zhì)量的有效調(diào)控及土地的可持續(xù)發(fā)展理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

艾比湖流域(43°38′—45°52′N，79°53′—85°02′E)地跨新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古自治州、奎屯市和克拉瑪依市的獨(dú)山子區(qū)，位于新疆維吾爾自治區(qū)的西北部，準(zhǔn)噶爾盆地西南方向。受西風(fēng)環(huán)流以及蒙古高壓和西伯里亞冷空氣的影響，該區(qū)屬溫帶干旱性氣候，光照充足，干燥少雨，夏季降水稀少，冬季異常干燥寒冷，年平均氣溫6.6～7.8℃，多年平均降水量116.0～169.2 mm，年蒸發(fā)量為1 626 mm左右(近10 a數(shù)據(jù))，年降水量不足100 mm，年平均≥8級以上大風(fēng)165 d，極大風(fēng)速達(dá)55 m/s。該流域土壤多為戈壁及亞沙土，地表植被多稀疏且分布不均，地表、地下水資源的提供與補(bǔ)給主要來源于山區(qū)，地勢西南高，東北低，同時由于春夏降雨及雪山融水原因，地表侵蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。該流域內(nèi)有33條溝系和7條主要河流，水資源量為37.8億m3，土地次生鹽堿化較為明顯，土地退化和生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重突出，地理位置及區(qū)域具有重要性[15-16]。

1.2 土壤樣品采集

于2015—2016年的9月中旬，對4種不同土地利用方式取樣(林地、草地、耕地、未利用地)，其中林地以梭梭(Haloxylonammodendron)和檉柳(Tamarixchinensis)為主，草地以溫性荒漠草原為主，伴生羊茅(Festucaovina)，針茅(Stipacapillata)，冰草(Agropyroncristatum)等，耕地以為玉米地為主，未利用地為>20 a的棄耕地，每種土地利用方式設(shè)置5個重復(fù)樣地(樣地面積為100 m×100 m左右)，每個樣地相距100 m左右，隨機(jī)設(shè)置5個采樣點(diǎn)，每個采樣點(diǎn)間距在10 m以上，每個采樣點(diǎn)重復(fù)取5次作為平行(間隔2 m)，為了保證取樣條件的一致性，所取樣的土壤坡度均小于5°(合計：n=400)。除去表層的枯落物層，四分法取1 kg左右的土壤樣品(0—20 cm混合土樣)，所取的土壤樣品分為兩部分，一部分鮮土現(xiàn)場過2 mm篩后4℃保溫冰箱保存，另一部分帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干后去除雜質(zhì)對其養(yǎng)分和有效養(yǎng)分進(jìn)行測定；一份4℃保存用于測定土壤微生物量。在每個樣點(diǎn)附近挖取相同深度對的剖面測定土壤容重(環(huán)刀法，g/cm3)并計算土壤孔隙度(%)。

1.3 土壤養(yǎng)分和酶活性測定

土壤自然風(fēng)干(20 d)后過2 mm篩(去除植物根系等雜物)。土壤有機(jī)碳(SOC)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法進(jìn)行測定；土壤全氮采用開氏消煮法測定；土壤全磷采用NaOH堿溶—鉬銻抗比色法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法；土壤有效氮采用NaOH-H3BO3法；土壤有效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度計法；土壤有效性銅、鋅、鐵的測定采用DTPA提取—原子吸收光譜法[17]；土壤顆粒組成采用吸管法測定，根據(jù)美國農(nóng)部制將土壤顆粒級別分為：2～0.5 mm(粗砂粒)，0.5～0.25 mm(中砂粒)，0.25～0.05 mm(細(xì)砂粒)，0.05～0.002 mm(粉粒)、<0.002 mm(黏粒)。采用平板梯度稀釋法測定土壤微生物的數(shù)量[17]，其中牛肉膏蛋白胨瓊脂為細(xì)菌培養(yǎng)基，馬丁氏培養(yǎng)基為真菌培養(yǎng)基，高氏一號瓊脂為放線菌培養(yǎng)基；采用氯仿熏蒸-0.5 mol/L的K2SO4浸提法測定土壤微生物生物量碳和氮[17]；土壤酶活性的測定[17]：采用分光光度計比色法測定土壤酶活性，測定酶活種類為蔗糖酶、脫氫酶、脲酶和酸性磷酸酶。

1.4 統(tǒng)計分析

利用SPSS 18.00和Excel 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，單因素方差分析(One-way ANOVA)和鄧肯新復(fù)檢驗(yàn)法對處理之間的差異進(jìn)行統(tǒng)計，各試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差的形式表示，Pearson相關(guān)分析系數(shù)探討土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用方式土壤顆粒分布特征

分析和對比了不同土地利用方式下土壤粒徑分布及分形維數(shù)(表1)。由表1看出，土壤粒徑分布在不同土地利用方式有著有明顯的不同，其中黏粒百分比占主導(dǎo)地位，范圍變化為44.13%～69.13%。細(xì)砂粒和中砂粒含量百分比分別位于3.56%～18.37%和2.17%～8.16%，粗砂粒含量相對較低。研究區(qū)土壤顆粒分形維數(shù)變化范圍是2.615～2.979，表明土壤質(zhì)量較好。有較高分形維數(shù)的地類對應(yīng)于較高的土壤質(zhì)量。因此，與單純依靠土壤粒徑分布或土壤質(zhì)地相比，土壤顆粒分形維數(shù)在比較不同土地利用方式土壤質(zhì)量時能提供更多的信息。不同土地利用方式的分形維數(shù)表現(xiàn)為未利用地>草地>耕地>林地，說明未利用地的土壤相對更好，這是因?yàn)闂l件好、土層厚的土地主要用來種植農(nóng)作物，而大多數(shù)林地植被生長在立地條件相對較差的環(huán)境。

表1 土壤顆粒的粒徑分布與分形特征

注：相同小寫字母表示在0.05水平上差異不顯著，下同。

2.2 不同土地利用方式土壤養(yǎng)分含量特征

由表2可知，在林地、草地、耕地、未利用地4種不同土地利用方式下，土壤養(yǎng)分和有效養(yǎng)分均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地和草地高于耕地和未利用地；其中林地和草地土壤有機(jī)碳含量差不不顯著(p>0.05)，二者顯著高于耕地和未利用地(p<0.05)，耕地和未利用地差異顯著(p<0.05)；土壤全氮依次表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，其中不同土地利用方式土壤全氮含量差異均顯著(p<0.05)；土壤全磷含量依次表現(xiàn)為林地>草地>未利用地>耕地，不同土地利用方式土壤全磷含量差異均不顯著(p>0.05)；土壤有效磷和有效氮含量依次表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，其中不同土地利用方式土壤有效磷和有效氮含量差異均顯著(p<0.05)；土壤有效鉀含量依次表現(xiàn)為林地>草地>未利用地>耕地，未利用地和耕地土壤有效鉀含量差異不顯著(p>0.05)，二者顯著低于林地和草地；土壤有效鋅含量依次表現(xiàn)為林地>草地>未利用地>耕地，林地和草地土壤有效鉀含量差異不顯著(p>0.05)，二者顯著高于未利用地和耕地；土壤有效鐵含量依次表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，未利用地最低(p<0.05)。

表2 不同土地利用方式土壤養(yǎng)分

2.3 不同土地利用方式土壤微生物碳和氮

從表3可以看出，不同土地利用方式土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地和草地高于耕地和未利用地；不同土地利用方式土壤微生物量碳含量變化范圍為73.02～136.56 mg/kg，不同土地利用方式土壤微生物量碳含量差異均顯著(p<0.05)；不同土地利用方式土壤微生物量氮含量變化范圍為15.49～35.18 mg/kg，不同土地利用方式土壤微生物量氮含量差異均顯著(p<0.05)；不同土地利用方式土壤微生物量碳/微生物量氮則呈現(xiàn)出相反的變化趨勢(草地<林地<耕地<未利用地)，變化范圍為3.88～4.71，草地、林地和耕地差異不顯著(p>0.05)，顯著低于未利用地(p<0.05)。

表3 不同土地利用方式土壤微生物生物量碳和氮

2.4 不同土地利用方式土壤微生物數(shù)量

土壤微生物數(shù)量分布是土壤中活性物質(zhì)的的具體體現(xiàn)之一，還能夠敏感地反映土壤質(zhì)量的變化。由表可知，土壤微生物數(shù)量與總微生物數(shù)量在不同土地利用方式下均具有較大的差異，其中各類菌數(shù)量與微生物總量保持一致的變化規(guī)律；與此同時，在組成類別中，細(xì)菌數(shù)量占據(jù)著絕對優(yōu)勢地位(其比分比校稿)。由表可知，不同土地利用方式土壤細(xì)菌數(shù)量變化范圍為0.61～1.75 cfu/g，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，不同土地利用方式土壤細(xì)菌數(shù)量、放線菌數(shù)量差異均顯著(p<0.05)；不同土地利用方式土壤真菌數(shù)量變化范圍為0.32～0.91 cfu/g，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，林地和草地差異不顯著(p>0.05)，二者顯著高于耕地和未利用地(p<0.05)；不同土地利用方式土壤微生物總數(shù)與3種菌類數(shù)量變化趨勢相一致，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，林地和草地差異不顯著(p>0.05)，二者顯著高于耕地和未利用地(p<0.05)。

表4 不同土地利用方式土壤微生物數(shù)量

2.5 不同土地利用方式土壤酶活性

土壤酶活性能夠靈敏地反映土壤管理措施的變化，可用于表征土壤養(yǎng)分循環(huán)速率。由表5可知，不同土地利用方式下土壤酶活性存在較大差異，不同土地利用方式土壤蔗糖酶活性變化范圍為62.58～121.47 mg/(g·d)，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，不同土地利用方式土壤蔗糖酶活性均顯著(p<0.05)；脫氫酶活性變化范圍為0.52～0.79 mg/(g·d)，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，林地和草地差異不顯著(p>0.05)，二者顯著高于耕地和未利用地(p<0.05)；脲酶活性變化范圍為0.32～0.83 mg/(g·d)，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，不同土地利用方式土壤脲酶活性均顯著(p<0.05)；酸性磷酸酶活性變化范圍為112.47～236.52 mg/(g·d)，基本表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，不同土地利用方式下酸性磷酸酶活性差異均顯著(p<0.05)。

表5 不同施肥模式對葡萄根區(qū)土壤酶活性的影響

2.6 不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性

由表6可知，土壤微生物量碳和氮、細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量、蔗糖酶、脫氫酶、脲酶和磷酸酶活性均呈顯著或者極顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.05，p<0.01)；土壤容重與土壤微生物量碳和氮、細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量、蔗糖酶、脫氫酶、脲酶和磷酸酶活性均負(fù)相關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)和全氮與土壤微生物量碳、微生物量氮、蔗糖酶、脫氫酶、磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，土壤養(yǎng)分為土壤微生物提供了重要碳源和氮源。土壤有效養(yǎng)分與土壤微生物量碳、細(xì)菌數(shù)量和蔗糖酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)(p<0.05，p<0.01)，說明土壤微生物量碳仍是有效養(yǎng)分的主要來源，其中土壤容重對土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性貢獻(xiàn)為負(fù)，土壤養(yǎng)分對土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性貢獻(xiàn)為正，這是造成不同土地利用方式土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性差異的重要原因，其中有機(jī)質(zhì)和全氮是土壤微生物量、微生物數(shù)量和酶活性的主要養(yǎng)分來源。

表6 不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性(n=80)

注：*，**分別表示在0.05，0.01水平上差異顯著(雙尾)。

3 討論與結(jié)論

土壤顆粒組成及分布特征是重要的物理屬性，對土壤水熱條件、肥力狀況、養(yǎng)分循環(huán)等過程發(fā)揮著重要作用，對深入了解土壤退化和侵蝕等過程具有有重要的研究意義[18]。在本研究的土壤顆粒組成中，以黏粒含量占據(jù)著主導(dǎo)地位，粗砂粒含量相對較低，土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反，這與前人研究結(jié)果相似[19-20]。相較于耕地，未利用地、草地、林地，土壤大粒徑顆粒呈現(xiàn)增加趨勢，這主要是由于人類的耕作方式極大地造成土壤結(jié)構(gòu)性破壞，在土壤團(tuán)聚體形成過程中，小粒徑的顆粒很難形成大顆粒團(tuán)聚體；另外，耕作模式和管理方式加劇了土壤侵蝕，導(dǎo)致耕地的秸稈少部分歸還到土壤中，這直接造成有機(jī)質(zhì)的分解和礦化降低，土壤顆粒的粘結(jié)作用造成耕地小粒徑顆粒較多。相比較而言，草地和林地沒有耕作措施和人為管理模式，土壤顆粒的粘結(jié)作用較強(qiáng)，增加了土壤團(tuán)聚體的粘結(jié)作用，從而促進(jìn)了土壤小顆粒物質(zhì)通過團(tuán)聚作用而形成的大顆粒物質(zhì)。此外，林地較草地和耕地有豐富的凋落物和根系，對小粒徑顆粒的粘結(jié)作用更強(qiáng)，同時植被層也保證的一定的水分條件，為微生物活動提供了更好的環(huán)境，并促進(jìn)了微生物的代謝和生長，從而更進(jìn)一步促進(jìn)了小粒徑物質(zhì)團(tuán)聚為大粒徑物質(zhì)[19-20]。這也使得土壤養(yǎng)分、酶活性及微生物特性呈現(xiàn)出一致的變化規(guī)律。通常情況下，我們用土壤的分形維數(shù)類反映土壤質(zhì)地組成的拘役程度以及肥力特征，并且與土壤的分形維數(shù)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性密切相關(guān)，主要表現(xiàn)為分形維數(shù)越小，土壤結(jié)構(gòu)也就越穩(wěn)定[21-22]。由表1可知，耕地土壤的分形維數(shù)均顯著高于林地和草地，由此表明林地和草地的土壤物理結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，這與不同土地利用方式下根系分布格局有關(guān)，主要是因?yàn)樵谕寥澜Y(jié)構(gòu)體的形成過程中，龐大的根系對土壤的穿插和纏結(jié)等作用發(fā)揮著重要的作用。

本研究顯示不同土地利用方式土壤機(jī)械組成不盡一致，土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反，不同土地利用方式對土壤養(yǎng)分具有較大影響，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地；主要是由于土壤養(yǎng)分來源于地表枯枝落葉層的積累、分解和礦化，林地植被蓋度和生物量相對較高，受人為干擾的影響小，有機(jī)質(zhì)量積累多而分解少，因此林地土壤養(yǎng)分、微生物特性及土壤酶活性最高，耕地與此相反，地表幾乎沒有枯枝落葉層，造成養(yǎng)分循環(huán)代謝較低，土壤養(yǎng)分含量葉相對較低。土壤微生物數(shù)量與其發(fā)揮的生態(tài)功能緊密相關(guān)，在一定程度上能夠反映出土壤質(zhì)量的好壞[23-24]；而土壤酶活性能夠表征土壤碳的代謝循環(huán)和微生物活性，反映出土壤養(yǎng)分的累積、分解和礦化等規(guī)律；相比于耕地，不同土地利用方式土壤酶活性、微生物量碳和氮、微生物數(shù)量均有所增加，這與不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)的變化趨勢相一致。相關(guān)性分析表明：土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤養(yǎng)分之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，土壤養(yǎng)分與土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，由此表明了土壤有機(jī)質(zhì)作為碳源和其他營養(yǎng)成分的來源，有利于微生物代謝功能和土壤酶活性代謝的提高；而土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性與土壤有效養(yǎng)分含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與前人的研究結(jié)果相似[23-24]。

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SoilEnzymeActivitiesandMicrobialCharacteristicsUnderDifferentLandUsePatternsinAibinurLakeRegionofXinjiang

ZHANG Xiaodong1, LI Zhong1, ZHANG Feng2

(1.BayingolVocationalandTechnologyCollege，Korla,Xinjiang841000，China;2.KorlaResearchCenterofFragrantPearKorla,Xinjinag841000,China)

The Aibinur Lake region had great position for its ecology and geography. As the essential indicators of soil quality, soil enzyme activities and soil microbial biomass play an important role in many soil chemical, physical and biological properties. A field experiment was conducted to determine the variation of soil enzyme activities and soil microbial biomass under different land use patterns in Aibinur Lake region of Xinjiang. The results are as follows. (1) Coarse silt is dominant in soil, in addition to the coarse sand grains, the land uses have significant effects on the contents of the rest fractions, the hierarchy is not obvious. The soil mechanical composition under different land use patterns was different, and the change trend of soil total porosity was contrary with the soil bulk density. The soil organic carbon, total nitrogen, total phosphorus and soil available nutrients (available phosphorus, available potassium, available potassium zinc, available iron) had the same change trends, which decreased in the order: forestland>grassland>cultivated land>unused land, while the soil total phosphorus had no significant difference under different land use patterns (p>0.05). Compared with cultivated land, there was the significant increase in soil microbial biomass (carbon and nitrogen), soil microbial quantity (bacteria, fungi and actinomycetes) and soil enzyme activities (invertase, dehydrogenase, urease and phosphatase), which decreased in the order: forest land>grassland>cultivated land>unused land. Correlation analysis showed that there was the extremely significant difference between soil microbial biomass and soil microbial quantity, soil enzyme activity (p<0.05,p<0.01), soil organic matter and total nitrogen had the extremely significant difference with soil enzyme activity (p<0.01), while soil bulk density had the extremely negatively significant difference with soil microbial biomass and soil microbial quantity, soil enzyme activity, which indicated that soil microbial biomass is the main source of available nutrients, and soil pH value had the negative contribution to soil microorganism quantity and enzyme activity, while soil nutrient had the positive contribution, which was the mainly reason for the differences in soil microorganism quantity and enzyme activity. Soil organic matter and total nitrogen were the main sources of nutrients.

Aibinur Lake; land use patterns; soil nutrients; soil microbial

S153.2

A

1005-3409(2017)06-0091-06

2017-03-10

2017-03-24

張曉東(1980—),男,重慶開縣人,碩士研究生,講師,主要從事土壤修復(fù)研究。E-mail:xiaodong_zhangxj@163.com