元陽(yáng)梯田不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分及酶活性特征

吳流通，張智浩，解國(guó)玲，邸雪嫣，石 浩，蘇友波

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650102）

【研究意義】土壤酶是土壤中具有生物活性的蛋白質(zhì)。一方面，土壤酶是土壤有機(jī)質(zhì)分解、腐殖質(zhì)形成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力，在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)等過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用［1-2］；另一方面，土壤酶可以反映土壤微生物在物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的所表現(xiàn)的活性，是評(píng)價(jià)土壤綜合肥力的重要生物學(xué)指標(biāo)［3］。土壤和植被有著緊密的關(guān)系，土壤在為植被生長(zhǎng)提供必需養(yǎng)分的同時(shí)，植被生長(zhǎng)又可改善土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分狀況。因此研究不同植被類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分和酶活性的影響至關(guān)重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤酶活性主要受土壤理化性質(zhì)［4］、耕種方式［5］、植被類(lèi)型［6］和微生物活性［7］等的影響。Chen 等［8］研究發(fā)現(xiàn)土地利用方式、氣候環(huán)境因素、地形地貌都與土壤酶活性的變化有關(guān)。土壤養(yǎng)分在植物生長(zhǎng)和有機(jī)物的腐解等過(guò)程中起著重要作用，影響著土壤生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，是反映土壤質(zhì)量和土壤健康的重要指標(biāo)［9］。不同植被類(lèi)型不僅影響生態(tài)系統(tǒng)的組成方式和功能，還與植物群落組成、土壤養(yǎng)分庫(kù)的穩(wěn)定密切相關(guān)［10-11］。王雅等［12］在對(duì)黃土高原不同植被類(lèi)型的研究中發(fā)現(xiàn)土壤養(yǎng)分含量和土壤酶活性均隨土層深度增加而降低，且發(fā)現(xiàn)土壤養(yǎng)分間、土壤酶活性間存在顯著相關(guān)性。楊秉珣等［13］在對(duì)嘉陵江流域不同植被類(lèi)型的研究中還發(fā)現(xiàn)不同植被多樣性指數(shù)與土壤酶活性、土壤養(yǎng)分含量呈正相關(guān)關(guān)系。Yang 等［14］研究表明土壤含水量、植物覆蓋率、粘土、淤泥和廢棄物養(yǎng)分含量與土壤養(yǎng)分含量呈正相關(guān)。【本研究切入點(diǎn)】有著1 300 多年歷史的元陽(yáng)梯田，是一個(gè)人與自然高度和諧的良性循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。千百年來(lái)不施用化肥卻仍然有著旺盛的生命力，它不僅是傳統(tǒng)梯田生態(tài)系統(tǒng)的典型代表，更是深入認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)土壤肥力可持續(xù)發(fā)展的天然窗口。目前關(guān)于元陽(yáng)梯田生態(tài)系統(tǒng)的研究多集中在土壤養(yǎng)分分布特征［15-17］、土壤微生物特征［18-19］和土壤碳氮轉(zhuǎn)化［20］等，而關(guān)于不同植被類(lèi)型對(duì)元陽(yáng)梯田土壤養(yǎng)分和土壤酶活性影響的研究還較少。因此本試驗(yàn)以元陽(yáng)梯田不同植被類(lèi)型為研究對(duì)象，分析不同植被類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)對(duì)比不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的差異，評(píng)價(jià)不同植被類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的影響，以期探明元陽(yáng)梯田土壤肥力自我維持機(jī)制，為元陽(yáng)梯田生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省紅河哈尼彝族自治州元陽(yáng)梯田核心區(qū)(102°43′～102°47′ E，23°5～23°8′ N)，為亞熱帶山地季風(fēng)氣候。年平均氣溫為20.5℃，年降雨量1 397.6 mm，全年大約179.5 d 有霧，363 d 無(wú)霜，年均日照1 820.8 h。1 200 m 海拔以下為河谷區(qū)，常年無(wú)霜，降雨充足，氣候炎熱；在1 200～1 700 m 海拔段之間為中低山區(qū)，雨量充沛，氣候溫和；1 700 m以上為中高山區(qū)，多霧多雨。

1.2 樣品采集

土壤樣品于2021 年6 月在元陽(yáng)梯田采集，采樣地點(diǎn)設(shè)置10 m×10 m 的樣方，按照“S”型5 點(diǎn)采樣法采集0～20 cm 和20～40 cm 土層土壤，共獲得土壤樣品36 份。測(cè)定土壤酶活性的土壤樣品置于4 ℃冰箱保存，測(cè)定土壤養(yǎng)分含量的樣品自然風(fēng)干后研磨，分別過(guò)孔徑0.25 mm 和1 mm 篩，去除土壤中的根茬、動(dòng)植物殘?bào)w和石塊等雜物。

1.3 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤pH 值采用電極電位法（2.5 ∶1 水土比浸提液）測(cè)定，有機(jī)質(zhì)（OM）采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定，土壤全氮（TP）采用自動(dòng)定氮儀法（NY/T 1121.24-2012）測(cè)定，土壤全磷（TP）采用堿熔-鉬銻抗分光光度法（HJ632-2011）測(cè)定，土壤全鉀（TK）采用NaOH 熔融-火焰光度法測(cè)定，堿解氮（AN）采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷（AP）采用0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀（AK）采用醋酸銨-火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 土壤酶活性的測(cè)定

過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀（0.1 mol/L）滴定法測(cè)定，蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，酸性磷酸酶活性采用對(duì)磷酸苯二鈉比色法（緩沖液pH=5）測(cè)定，脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定［15］。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016 軟件進(jìn)行整理和繪圖，采用SPSS 23 軟件進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法采用ANOVA 法，相關(guān)分析采用Pearson 相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被類(lèi)型土壤理化性質(zhì)的變化

不同植被類(lèi)型在不同采樣深度的土壤養(yǎng)分和化學(xué)性質(zhì)如表1 所示。

表1 不同植被類(lèi)型土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physicochemical properties of soils in different vegetation types

2.1.1 pH 值 不同植被類(lèi)型土壤pH 在4.59～5.29之間，屬于酸性土壤，不同植被類(lèi)型土壤pH 差異不大。

2.1.2 有機(jī)碳 土壤有機(jī)碳是反映土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，不同植被類(lèi)型間土壤有機(jī)碳含量差異顯著。土壤機(jī)碳含量在0～20 cm 土層高低依次為：野牡丹＞樟木＞鼠麹草＞杉木＞撐綠竹＞旱地，在20～40 cm 土層高低依次為：野牡丹＞杉木＞鼠麹草＞樟木＞旱冬瓜＞撐綠竹，各植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為0～20 cm ＞20～40 cm 土層，野牡丹土壤有機(jī)碳含量在0～20 cm 土層和20～40 cm 土層均顯著高于撐綠竹和旱冬瓜。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤有機(jī)碳含量平均值為：鼠麹草21.67 g/kg，撐綠竹16.15 g/kg，野牡丹24.35 g/kg，杉木20.86 g/kg，旱冬瓜15.32 g/kg，樟木20.53 g/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，野牡丹處于一級(jí)水平，鼠麹草、杉木和樟木處于二級(jí)水平，旱冬瓜和撐綠竹處于三級(jí)水平。

2.1.3 全氮和堿解氮 土壤全氮含量在0～20 cm土層變化范圍在1.59～3.22 g/kg 之間，杉木土壤全氮含量顯著高于鼠麹草、撐綠竹、樟木和旱冬瓜，20～40 cm 土層土壤全氮變化范圍在1.26～2.54 g/kg之間，旱冬瓜土壤全氮含量顯著高于鼠麹草、撐綠竹、野牡丹、杉木和樟木，各植被類(lèi)型土壤全氮含量均表現(xiàn)為0～20 cm ＞20～40 cm 土層。土壤堿解氮含量在0～20 cm 土層和20～40 cm 土層均表現(xiàn)為旱冬瓜顯著高于鼠麹草、撐綠竹、野牡丹、杉木和樟木，各植被類(lèi)型土壤堿解氮含量均表現(xiàn)為0～20 cm ＞20～40 cm 土層。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土壤全氮含量平均值為：鼠麹草1.8 g/kg，撐綠竹1.63 g/kg，野牡丹1.47 g/kg，杉木2.24 g/kg，旱冬瓜2.05 g/kg，樟木1.44 g/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，旱冬瓜和杉木處于一級(jí)水平，鼠麹草和撐綠竹處于二級(jí)水平，野牡丹和樟木處于三級(jí)水平。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤堿解含量平均值為：鼠麹草78.89 mg/kg，撐綠竹73.59 mg/kg，野牡丹72.16 mg/kg，杉木83.14 mg/kg，旱冬瓜112.46 mg/kg，樟木50.08 mg/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，旱冬瓜處于三級(jí)水平，鼠麹草、撐綠竹、野牡丹、杉木處于四級(jí)水平，樟木處于五級(jí)水平。

2.1.4 全磷和有效磷 土壤全磷含量在0～20 cm土層表現(xiàn)為旱冬瓜＞撐綠竹＞杉木＞野牡丹＞樟木＞鼠麹草，在20～40 cm 土層表現(xiàn)為旱冬瓜＞撐綠竹＞野牡丹＞樟木＞杉木＞鼠麹草。6 種植被類(lèi)型在0～20 cm 土層和20～40 cm 土層土壤全磷含量差異不顯著。這可能是因?yàn)橥寥廊椎姆植稼厔?shì)主要與根系分布和不同植被對(duì)土壤剖面磷的吸收利用有關(guān)。有效磷含量在0～20cm 土層表現(xiàn)為鼠麹草＞旱冬瓜＞樟木＞杉木＞撐綠竹＞野牡丹，野牡丹土壤有效磷含量顯著低于鼠麹草、旱冬瓜、樟木、杉木和撐綠竹。在20～40 cm 土層土壤有效磷含量表現(xiàn)為鼠麹草＞杉木＞旱冬瓜＞樟木＞撐綠竹野牡丹，且鼠麹草中的有效磷含量顯著高于杉木、野牡丹和撐綠竹中的有效磷含量。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤全磷含量平均值為：鼠麹草0.63 g/kg，撐綠竹0.74 g/kg，野牡丹0.71 g/kg，杉木0.71 g/kg，旱冬瓜0.81 g/kg，樟木0.7 g/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，旱冬瓜處于二級(jí)水平，鼠麹草、撐綠竹、野牡丹、杉木和樟木處于三級(jí)水平。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤有效磷含量平均值為：鼠麹草72.10 mg/kg，撐綠竹41.66 mg/kg，野牡丹30.96 mg/kg，杉木56.68 mg/kg，旱冬瓜54.97 mg/kg，樟木51.50 mg/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，野牡丹處于一級(jí)水平，鼠麹草、撐綠竹、杉木、旱冬瓜樟木處于二級(jí)水平。

2.1.5 全鉀和速效鉀 土壤全鉀含量在0～20 cm土層表現(xiàn)為旱冬瓜＞杉木＞樟木＞鼠麹草＞撐綠竹＞野牡丹，在20～40 cm 土層表現(xiàn)為旱冬瓜＞撐綠竹＞樟木＞杉木＞野牡丹＞鼠麹草。各植被類(lèi)型土壤全鉀含量均表現(xiàn)為0～20 cm ＞20～40 cm土層。土壤速效鉀含量在0～20 cm 土層表現(xiàn)為旱冬瓜＞杉木＞鼠麹草＞樟木＞撐綠竹＞野牡丹，在20～40 cm 土層表現(xiàn)為樟木＞旱冬瓜＞杉木＞撐綠竹＞鼠麹草（26.35 mg/kg）＞野牡丹。且隨土層深度的增加，土壤速效鉀含量降低。各植被類(lèi)型土壤速效鉀含量均表現(xiàn)為0～20 cm ＞20～40 cm土層。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤全鉀含量平均值為：鼠麹草4.52 g/kg，撐綠竹5.06 g/kg，野牡丹4.03 g/kg，杉木5.21 g/kg，旱冬瓜5.42 g/kg，樟木5.15 g/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鼠麹草、撐綠竹、杉木、旱冬瓜和樟木處于五級(jí)水平，野牡丹處于六級(jí)水平。6 種植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤速效鉀含量平均值為：鼠麹草59.01 g/kg，撐綠竹47.61 g/kg，野牡丹31.91 g/kg，杉木80.04 g/kg，旱冬瓜83.46 g/kg，樟木74.73 g/kg，對(duì)照全國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鼠麹草、杉木、旱冬瓜和樟木處于四級(jí)水平，撐綠竹和野牡丹處于五級(jí)水平。

2.2 不同植被類(lèi)型土壤酶活性的變化

不同植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤酶活性變化如表2 所示。

表2 不同植被類(lèi)型0～40 cm 土層土壤酶活性測(cè)定結(jié)果Table 2 Determination results of soil enzyme activities at 0-40 cm of different vegetation types

2.2.1 土壤蔗糖酶 土壤蔗糖酶可以增加土壤中易溶性物質(zhì)，其活性與土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和呼吸強(qiáng)度密切相關(guān)。如圖1A 所示，不同植被類(lèi)型土壤蔗糖酶活性變化范圍在0.70～81.74 mg/g·24h之間，隨著土層深度的增加，土壤蔗糖酶活性均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。0～20 cm 土層土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為：杉木＞撐綠竹＞野牡丹＞旱冬瓜＞鼠麹草＞樟木，撐綠竹和杉木顯著高于鼠麹草和樟木。20～40 cm 土層土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為：撐綠竹＞杉木＞野牡丹＞旱冬瓜＞鼠麹草＞樟木，撐綠竹和山木顯著高于其他植被類(lèi)型。

2.2.2 土壤脲酶 土壤脲酶是催化土壤尿素的唯一酶類(lèi)，其酶促水解產(chǎn)物為氨氣和二氧化碳，土壤脲酶活性的高低常被用來(lái)表征土壤氮素的供應(yīng)程度大小。如圖1B 所示，不同植被類(lèi)型土壤脲酶活性變化范圍在10.56～106.73 mg/g·24 之間，隨著土層深度的增加，土壤脲酶活性均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。0～20 cm 土層土壤脲酶活性表現(xiàn)為：杉木＞旱冬瓜＞撐綠竹＞野牡丹＞鼠麹草＞樟木，杉木顯著高于其他植被類(lèi)型。20～40 cm 土層土壤脲酶活性表現(xiàn)為：撐綠竹＞旱冬瓜＞杉木＞野牡丹＞鼠麹草＞樟木，撐綠竹和旱冬瓜顯著高于其他植被類(lèi)型。

圖1 不同植被類(lèi)型對(duì)土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、過(guò)氧化氫酶活性的影響Fig.1 Effects of different vegetation types on soil sucrase,urease,protease and catalase activities

2.2.3 土壤蛋白酶 土壤蛋白酶能水解各種蛋白質(zhì)以及肽類(lèi)等化合物為氨基酸，因此土壤蛋白酶活性與土壤中氮素營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化狀況有及其重要的關(guān)系。如圖1C 所示，不同植被類(lèi)型土壤蛋白酶活性變化范圍在4.59～356.41 mg/g·h 之間，隨著土層深度的增加，土壤蛋白酶活性均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。0～20 cm 土層蛋白酶活性表現(xiàn)為：旱冬瓜＞杉木＞撐綠竹＞鼠麹草＞野牡丹＞樟木，旱冬瓜顯著高于其他植被類(lèi)型。20～40 cm 土層土壤蛋白酶活性表現(xiàn)為：撐綠竹＞旱冬瓜＞杉木＞野牡丹＞鼠麹草＞樟木。

2.2.4 土壤過(guò)氧化氫酶 土壤過(guò)氧化氫酶廣泛存在于土壤和生物體內(nèi)中，其活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物數(shù)量有關(guān)。如圖1D 所示，不同植被類(lèi)型土壤過(guò)氧化氫酶活性變化范圍在0.14～0.57 mg/g·24h 之間，隨著土層深度的增加，土壤過(guò)氧化氫酶活性均亦呈降低的趨勢(shì)。0～20 cm土層土壤過(guò)氧化氫酶活性表現(xiàn)為：杉木＞撐綠竹＞鼠麹草＞旱冬瓜＞野牡丹＞樟木，杉木顯著高于鼠麹草、野牡丹、旱冬瓜、和樟木。20～40 cm土層土壤過(guò)氧化氫酶活性表現(xiàn)為：杉木＞撐綠竹＞旱冬瓜＞鼠麹草＞樟木＞野牡丹，野牡丹和樟木顯著低于其他植被類(lèi)型。

2.3 土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性的相關(guān)分析

為了進(jìn)一步研究元陽(yáng)梯田土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性之間的關(guān)系，將土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析，結(jié)果見(jiàn)表3。4 種酶的活性存在較高的相關(guān)性，其中蛋白酶與過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶和脲酶呈極顯著正相關(guān)（r=0.654，P＜0.01；r=0.667，P＜0.01；r=0.584，P＜0.01）。從酶活性與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性來(lái)看，過(guò)氧化氫酶與總氮和pH 呈顯著正相關(guān)（r=0.324，P＜0.05；r=0.356，P＜0.05），與堿解氮呈極顯著正相關(guān)（r=0.390，P＜0.01）。蛋白酶與總氮、堿解氮呈極顯著正相關(guān)（r=0.548，P＜0.01；r=0.694，P＜0.01），與有效磷呈顯著正相關(guān)（r=0.317，P＜0.05）。蔗糖酶與堿解氮呈極顯著正相關(guān)（r=0.413，P＜0.01），脲酶與堿解氮呈顯著正相關(guān)（r=0.340，P＜0.05）。

表3 土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis between soil physicochemical properties and soil enzyme activities

3 討論

3.1 不同植被類(lèi)型對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

有研究表明，由于不同植被類(lèi)型林下凋落物的組成和分解狀況不同，土壤養(yǎng)分含量也會(huì)存在較大差異［21-22］。本研究發(fā)現(xiàn)不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量在垂直空間分布上具有顯著差異，具體表現(xiàn)為不同植被類(lèi)型0～20 cm 土壤養(yǎng)分含量高于20～40 cm 土壤，這與前人的研究結(jié)果一致［23-26］。這可能是因?yàn)橹参锔涤绊懥送寥鲤B(yǎng)分在垂直空間的分布［27-28］。郝寶寶等［25］認(rèn)為這是因?yàn)榈蚵湮镌谕寥辣韺臃纸庑纬傻挠袡C(jī)質(zhì)在降雨、地表徑流等的作用下向深層土壤緩慢運(yùn)移所導(dǎo)致的。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所測(cè)養(yǎng)分隨土層深度的增加，養(yǎng)分含量均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。除有機(jī)碳和有效磷分別在野牡丹和鼠麹草的含量最高外，總氮、堿解氮、總磷、全鉀、速效鉀均表現(xiàn)為在旱冬瓜的含量最高，一方面說(shuō)明旱冬瓜提高了土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并且對(duì)改良土壤和防止地力衰退具有重要作用，另一方面也表明植被類(lèi)型與土壤養(yǎng)分有著密切的聯(lián)系。

有機(jī)碳含量的高低主要取決于有機(jī)物質(zhì)的輸入和輸出［29-30］。王雅等［12］研究表明，中國(guó)黃土高原4 種植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量范圍在2.44～11.73 g/kg，而本研究中不同植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量普遍較高，0～20 cm 土壤有機(jī)碳平均含量為22.40 g/kg，20～40 cm 土壤有機(jī)碳平均含量為18.31 g/kg。與撐綠竹和旱冬瓜相比，野牡丹土壤有機(jī)碳含量更高，這可能是因?yàn)椴煌脖活?lèi)型的生物量和凋落物數(shù)量不同，使得輸入土壤的有機(jī)碳含量差異較大，從而使不同植被類(lèi)型的有機(jī)碳含量差異顯著［19，31］。

3.2 不同植被類(lèi)型對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶是土壤中有機(jī)體代謝的主要?jiǎng)恿?，是反映生態(tài)系統(tǒng)土壤肥力和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過(guò)程的重要指標(biāo)［32-33］。土壤脲酶、土壤蔗糖酶在土壤碳、氮循環(huán)中起著重要的作用。土壤脲酶不僅是土壤中氮轉(zhuǎn)化的重要催化劑，而且還對(duì)提高土壤氮的利用效率有至關(guān)重要的作用［34］。土壤蛋白酶參與著土壤中氨基酸、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程［35］。土壤過(guò)氧化氫酶直接影響著土壤氧化還原，參與微生物呼吸過(guò)程的物質(zhì)代謝作用，可表示土壤氧化還原過(guò)程的強(qiáng)度。元陽(yáng)梯田不同植被類(lèi)型下土壤酶活性研究結(jié)果顯示，不同植被類(lèi)型土壤酶活性高低均存在一定的差異。從酶活性的空間分布來(lái)看，土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶和土壤過(guò)氧化氫酶均呈現(xiàn)明顯的垂直分布現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為各植被類(lèi)型土壤酶活性在0～20 cm 土層土壤高于20～40 cm 土層土壤，這與前人的研究結(jié)果一致［36］。土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和過(guò)氧化氫酶活性間呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明這3 種酶在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，一方面具有特定的專一性，另一方面說(shuō)明其存在一定的共性［37］。

本研究中，6 種植被類(lèi)型土壤蛋白酶活性存在較大差異，撐綠竹、杉木和旱冬瓜土壤蛋白酶活性顯著高于其他3 種植被類(lèi)型，表明撐綠竹、杉木和旱冬瓜土壤氮轉(zhuǎn)化速率高于鼠麹草、野牡丹和樟木。撐綠竹和杉木土壤過(guò)氧化氫酶活性顯著高于其他4 種植被類(lèi)型，說(shuō)明杉木和撐綠竹土壤的氧化還原程度高于鼠麹草、野牡丹旱冬瓜和樟木。本研究還發(fā)現(xiàn)蔗糖酶和脲酶在杉木土壤中的活性最高，且杉木土壤中的總氮含量顯著高于其他植被類(lèi)型土壤，表明杉木土壤中的氮素轉(zhuǎn)化速率高于其他5 種植被類(lèi)型土壤，這與Gong 等［38］的研究結(jié)果一致。

3.3 土壤肥力和酶活性相關(guān)性分析

郭春秀等［39］研究表明，各類(lèi)土壤酶在土壤養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程中扮演著重要角色。土壤養(yǎng)分含量通過(guò)影響植物和微生物的生長(zhǎng)，從而使土壤酶活性發(fā)生變化，最終導(dǎo)致土壤酶活性與土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系更加密切。Xu 等［41］研究表明土壤養(yǎng)分含量的增加或減少會(huì)導(dǎo)致土壤酶活性的變化，這可能是由于養(yǎng)分需求和養(yǎng)分供應(yīng)共同調(diào)節(jié)了土壤酶活性。本研究中土壤總氮含量和土壤蛋白酶活性呈極顯著正相關(guān)，與土壤過(guò)氧化親酶活性呈顯著正相關(guān)，這可能是因?yàn)橥寥乐械貫橥寥烂柑峁┝四芰縼?lái)源，從而促使了土壤蛋白酶和土壤過(guò)氧化氫酶活性的提高［42-43］。土壤堿解氮含量與土壤蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈極顯著相關(guān)正相關(guān)，與土壤脲酶活性呈顯著正相關(guān)，這表明土壤蛋白酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶與堿解氮存在明顯的協(xié)同工作用，促進(jìn)了土壤中氮的轉(zhuǎn)化［44］。

4 結(jié)論

元陽(yáng)梯田不同植被類(lèi)型對(duì)土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性有不同程度的影響。不同植被類(lèi)型土壤pH 無(wú)顯著差異，土壤養(yǎng)分隨著土壤深度的增加均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，垂直分布現(xiàn)象明顯。總體來(lái)看，土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和過(guò)氧化氫酶活性均表現(xiàn)為0～20 cm 土層高于20～40 cm 土層。旱冬瓜和杉木在元陽(yáng)梯田土壤養(yǎng)分持續(xù)供給、土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有一定的優(yōu)勢(shì)。