油茶間作天門冬的土壤養(yǎng)分和酶活性變化及其關系研究

黃天忠　曹國璠　趙明書　李金玲　唐樂　周芳　宋乾義

摘 要：本研究旨在探討油茶與天門冬間作、油茶單作、天門冬單作對土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶和酸性磷酸酶活性的影響，并對土壤酶活性和土壤養(yǎng)分進行相關性分析，以期為油茶栽培、生產(chǎn)培肥和土壤改良提供一定的理論依據(jù)。結果表明：與油茶單作相比，在0～10 cm土層，油茶天門冬間作模式中土壤蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分別提高了53.48%、3.56%、2.38%和54.09%;油茶天門冬間作0～10 cm土層的土壤蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶活性均顯著低于10～20 cm土層。油茶天門冬間作和天門冬單作的土壤有機質含量顯著高于油茶單作。相關性分析方面，土壤蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性均與有機質呈顯著正相關，而蔗糖酶活性與脲酶活性存在顯著負相關關系，同時脲酶活性與全氮呈極顯著正相關，酸性磷酸酶與全磷呈極顯著正相關關系。綜上所述，與油茶單作相比，油茶間作天門冬模式能夠在一定程度上提高土壤酶活性，并能改善土壤肥力。

關鍵詞：油茶;間作;天門冬;土壤肥力;土壤酶活性

中圖分類號：S714

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）05-0037-05 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.05.006

Study on the Changes and Relationship of Soil Nutrients and Enzyme Activity of Camellia oleifera-Asparagus Intercropping

HUANG Tian-zhong1，2，CAO Guo-fan1，2*，ZHAO Ming-shu3，LI Jin-ling1，2，TANG Le1，2，ZHOU Fang1，2，SONG Qian-yi1，2

（1.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.Guizhou Key Laboratory of Propagation and Cultivation on Medicine Plants，Guiyang，Guizhou 550025， China;3. Guizhou Luyuan Traditional Chinese Medicine Planting and Development Company，Wuchuan，Guizhou 564300，China）

Abstract：The purpose of this study was to investigate the effects of Camellia oleifera intercropping with Asparagus， Camellia oleifera monoculture and Asparagus monoculture on the activity of soil invertase， urease， catalase and acid phosphatase enzymes， and to analyze the correlation between soil enzyme activities and soil nutrients， in order to provide theoretical reference for the cultivation， production， fertilization and soil improvement of Camellia oleifera. The results showed that the activities of sucrose， catalase， urease and acid phosphatase in 0～10cm soil layer increased by 53.48%， 3.56%， 2.38% and 54.09% for Camellia oleifera -asparagus intercropping compared with Camellia oleifera monoculture; the activities of sucrose， urease and catalase in 0～10 cm soil layer for Camellia oleifera -asparagus intercropping? were significantly lower than that in 10～20 cm soil layer. The soil organic matter content of Camellia oleifera intercropping and Asparagus monoculture was significantly higher than that of Camellia oleifera monoculture. In correlation analysis， the soil sucrose activity and acid phosphatase activity were significantly and positively correlated with organic matter， but significantly and negatively correlated with urease activity; urease activity was significantly and positively correlated with total nitrogen and acid phosphatase was significantly and positively correlated with total phosphorus. In conclusion， Camellia oleifera intercropping with Asparagus can improve soil enzyme activities and soil fertility compared with Camellia oleifera monoculture.

Key words：Camellia oleifera; intercropping; Asparagus; soil fertility; soil enzyme activities

油茶Camellia oleifera屬山茶科山茶屬，為常綠小喬木或灌木，是我國南方較為主要的經(jīng)濟林木[1]。天門冬Asparagus為百合科天門冬屬多年生攀援草本植物，別名天冬[2]。油茶與作物間作模式屬于農(nóng)林復合種植模式，這種模式是土地集約利用的有效途徑。

土壤養(yǎng)分是土壤中含有的植株生長及其代謝所需要的一些營養(yǎng)物質成分，是綜合反映植株生長狀況及土壤肥力的基礎指標[3-4]。土壤酶是具有催化活性功能的蛋白質，具有生物催化劑之稱，它能有效地促進有機體中的一些化學反應，是土壤生物學活性的主要體現(xiàn)[5]。另外，土壤中的酶不僅參與土壤生物化學過程及自然界的物質循環(huán)過程，同時又是植物營養(yǎng)元素的活性庫[6]，在生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著極其重要的作用，是綜合評價土壤肥力方面的一個重要指標。

丁怡飛等[7]研究結果表明，油茶林地間作鼠茅草，鼠茅草枯死腐解，不參與油茶果實生長養(yǎng)分的競爭，鼠茅草的腐解提高了油茶林地0～20 cm耕作層的土壤含水量、土壤養(yǎng)分的含量及土壤脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶活性，降低了土壤蔗糖酶活性。另外，有關研究表明，土壤過氧化氫酶活性與所有土壤各項理化指標相關性最高，原因可能是土壤有機質、全氮、全磷通過直接和間接的效應成為影響土壤脲酶和酸性磷酸酶、轉化酶活性的主導因素[8]。與此同時，土壤酶還來源于土壤中部分動、植物及其微生物細胞活動的分泌物質和殘體分解的物質，其活性反映了土壤中各種生化過程的強度及其方向[9-12]。馮龍等[13]施肥處理對白菜盆栽試驗的研究表明，化肥兼中藥渣有機肥處理對土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和過氧化氫酶活性均有所提高;土壤酶活性與土壤理化性質條件、土壤微生物、土壤有機質等因素有著密切的相關性。

本研究通過比較分析油茶單作、天門冬單作、油茶間作天門冬三種種植模式的土壤酶活性與土壤養(yǎng)分的關系，以期為油茶栽培、生產(chǎn)培肥和土壤改良方面提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省務川縣紅絲鄉(xiāng)綠源中藥材種植基地。地處E 108°05′，N 28°41′，海拔1115.6 m，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫16.5℃，年日照2014.8 h，年平均降水量1271.7 mm，年均無霜期280 d左右。供試耕作層土壤基本理化性質見表1。

1.2 試驗材料

廣西岑溪軟枝油茶2號;西南天門冬。

1.3 試驗設計

供試油茶林于2013年按行株距3 m×2 m定植，油茶林長勢基本一致，植株高度在2 m左右。試驗設置了油茶單作、天門冬單作和油茶間作天門冬3種種植模式。其中，天門冬單作與油茶天門冬間作的天門冬行株距均為45 cm×30 cm，每個小區(qū)面積為42 m2，重復3次。3種種植模式在整地前均施用“貴福”有機肥（貴州省貴福生態(tài)肥業(yè)有限公司），統(tǒng)一按1000 kg/hm2進行人工均勻撒施;后期每個處理田間管理措施均一致。

1.4 測定項目及方法

本試驗土壤樣品于2018年7月在每個小區(qū)統(tǒng)一采集，所取土層深度分別為0～10 cm、10～20 cm，為了減少土壤化學指標測定的誤差，盡量避開施肥區(qū)分層取樣;同時在小區(qū)內五點取土樣，混勻，采用四分法棄去多余土樣，留1 kg左右土樣裝于自封袋中，對應寫好標簽，帶回實驗室攤放使其自然風干后，磨細過0.15 mm篩后封裝備用。土壤酶活性采用索萊寶生化試劑盒-微量法進行測定，分別測定土壤蔗糖酶、土壤脲酶、過氧化氫酶和酸性磷酸酶活性。土壤養(yǎng)分含量按常規(guī)理化方法進行測定[14]：土壤有機質含量的測定采用重鉻酸鉀容量法-外加加熱法;全氮的測定采用半微量凱式法;全磷的測定采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法;全鉀的測定采用氫氧化鈉熔融-火焰光度法;堿解氮含量的測定采用擴散法;速效磷的測定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法;速效鉀含量的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

圖表制作使用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗用DPSv7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式對兩個土層土壤酶活性的影響

土壤酶在土壤有機化合物和動植物殘體的分解轉化方面發(fā)揮著重要的作用，是進行土壤肥力綜合評價的一個重要指標。由表2可知，在0～10 cm和10～20 cm兩個土層中，油茶天門冬間作處理除酸性磷酸酶外，其余3種酶的活性均表現(xiàn)為0～10 cm土層要顯著低于10～20 cm土層。與油茶單作模式相比，油茶天門冬間作模式在0～10 cm土層中土壤蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和磷酸酶活性分別提高了53.48%、3.56%、2.38%和54.09%，經(jīng)過多重比較分析，在0～10 cm土層間油茶天門冬間作的4種酶活性顯著高于油茶單作模式。在不同土層間，油茶單作和天冬單作的蔗糖酶活性、脲酶活性、過氧化氫酶活性和磷酸酶活性的差異均未達到顯著水平，但在不同種植模式下，天門冬單作的蔗糖酶活性和過氧化氫酶活性顯著高于油茶單作;總體來看，兩種單作處理下，除油茶單作的脲酶、酸性磷酸酶和天冬單作的蔗糖酶活性外，0～10 cm土層的酶活性不同程度高于10～20 cm土層。在3種種植模式下，油茶天門冬間作的4種酶活性均顯著高于油茶單作模式，同時油茶與天門冬間作的脲酶和酸性磷酸酶活性高于天門冬單作。另外油茶天冬間作0～10 cm土層的酸性磷酸酶活性低于10～20 cm土層，但未達到顯著差異。

2.2 不同種植模式對兩個土層土壤養(yǎng)分含量的影響

不同種植模式間土壤養(yǎng)分含量存在一定的關聯(lián)性和差異性。由表3可以看出，在土壤有機質含量方面，油茶單作10～20 cm土層含量最低，在不同種植模式之間，油茶天門冬間作和天門冬單作的土壤有機質含量顯著高于油茶單作處理，與油茶單作模式相比，在0～10 cm土層油茶天門冬間作、天門冬單作的有機質含量分別提高了33.59%和35.22%。在全氮和全鉀方面，油茶天門冬間作和天門冬單作的土壤全氮和全鉀含量均高于油茶單作，且達到顯著水平;在不同土層上，油茶天門冬間作模式10～20 cm土層的全氮、全鉀和速效磷含量顯著高于0～10 cm土層，其余種植模式的土層間均未達到顯著水平。在堿解氮和速效鉀方面，不同土層間的含量未達到顯著水平，但在不同種植模式間，油茶天門冬間作和天門冬單作處理的堿解氮和速效鉀含量均不同程度高于油茶單作處理。

2.3 土壤酶活性與土壤養(yǎng)分的相關分析

將不同種植模式的土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性用DPSv7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理得到表4，由表4可以看出，土壤全磷、堿解氮、蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性均與有機質呈顯著正相關關系;脲酶活性與全氮在1%水平上呈極顯著正相關，同時過氧化氫酶活性、全鉀與全氮之間存在顯著正相關;全磷與酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、速效磷均存在顯著正相關關系，且酸性磷酸酶與全磷呈極顯著正相關;堿解氮與脲酶活性、酸性磷酸酶活性呈顯著正相關，且脲酶活性與堿解氮含量呈極顯著正相關關系;速效磷含量與酸性磷酸酶活性呈顯著正相關關系。另外，蔗糖酶活性與脲酶、酸性磷酸酶活性呈負相關，且蔗糖酶活性與脲酶活性呈顯著負相關關系;脲酶活性與過氧化氫酶活性、酸性磷酸酶活性的相關性較弱，未達到顯著水平。說明土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性之間存在一定的相互作用和影響。

3 結論與討論

土壤酶在土壤有機化合物和動植物殘體的分解轉化方面發(fā)揮著重要的作用，是進行土壤肥力綜合評價的重要指標之一。土壤養(yǎng)分是土壤中含有植物生長及代謝所需要的營養(yǎng)物質成分，也是綜合反映土壤肥力的一個基礎指標[3-4]。研究表明，在0～10 cm和10～20 cm土層中，油茶天冬間作處理除酸性磷酸酶外，其余3種酶的活性均為0～10 cm土層顯著低于10～20 cm土層。在0～10 cm土層，油茶天門冬間作模式中土壤蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和磷酸酶活性與油茶單作相比分別有所提高?？傮w看來，兩種單作處理下，除油茶單作的脲酶、酸性磷酸酶和天冬單作的蔗糖酶活性外，0～10 cm土層的酶活性不同程度高于10～20 cm土層。在3種種植模式下，油茶天門冬間作的四種酶活性均顯著高于油茶單作模式，同時，油茶與天門冬間作的脲酶和磷酸酶活性顯著高于天門冬單作模式。本研究油茶與天門冬間作處理的4種酶活性0～10 cm土層均低于10～20 cm土層，可能是由于間作后土壤中微生物作用的原因，造成10～20 cm土層中油茶根系與天門冬塊根之間土壤中微生物數(shù)量增多，從而促進土壤中酶活性增強，導致間作處理下的較深層土壤（10～20 cm）酶活性要高于表土層（0～10 cm）。

本研究土壤養(yǎng)分含量之間存在一定的關聯(lián)性。在土壤有機質方面，油茶單作10～20 cm土層含量最低，在不同種植模式之間，油茶天門冬間作和天門冬單作的土壤有機質含量顯著高于油茶單作處理;在全氮和全鉀方面，油茶天門冬間作和天門冬單作的土壤全氮和全鉀含量均顯著高于油茶單作，這說明間作后植株的枯枝落葉在一定程度上能夠提高土壤肥力，但從有機質、全氮、全鉀和堿解氮含量來看，油茶天門冬間作模式的含量要略低于天門冬單作，這可能是由于油茶與天門冬間作后植株生長之間的養(yǎng)分競爭所致。

本研究通過養(yǎng)分含量與酶活性的相關性分析得知，土壤蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性均與有機質呈顯著正相關關系，這與何鋼等[15]研究的結果基本一致;脲酶活性與全氮呈極顯著正相關;全磷與酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、速效磷均呈顯著正相關關系，且酸性磷酸酶與全磷呈極顯著正相關;且脲酶活性與堿解氮含量呈極顯著正相關的關系;同時速效磷與酸性磷酸酶活性也呈顯著正相關關系。另外，蔗糖酶活性與脲酶、酸性磷酸酶活性呈負相關，且蔗糖酶與脲酶活性呈顯著負相關的關系，說明蔗糖酶活性與脲酶、酸性磷酸酶活性之間存在一定的制約作用。本研究中土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性之間存在正效應，同時土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性與蔗糖酶活性之間存在一定的負效應。

研究綜合表明，油茶天門冬間作在一定程度上提高了土壤酶活性，改善了土壤肥力，同時對油茶林地的土壤改良和農(nóng)林間作可持續(xù)發(fā)展具有一定的促進作用。

參 考 文 獻：

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