黄土丘陵区不同林型土壤碳氮磷转化相关酶活性及动力学特征

作     者：马园园 肖列 闵旭旭 杜丹丹 宇文佩瑶 

作者机构：西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室 

出 版 物：《水土保持通报》 (Bulletin of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2024年第05期

页      面：271-279页

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金项目“侵蚀—沉积作用下坝系流域土壤有机碳稳定性及其源汇效应研究”(42377350) 陕西省教育厅协同创新中心项目“煤气化渣综合利用关键技术研究”(22JY043) 

主　　题：不同林型 相对酶活性 动力学参数 黄土丘陵区 

摘      要：[目的]分析黄土丘陵区典型林型土壤相对酶活性和动力学参数变化规律，揭示土壤酶活性特征变化的驱动因素，为区域人工林建设和改良提供理论依据。[方法]以黄土丘陵区针叶林（油松）、阔叶林（麻栎）、混交林（油松—麻栎混交林）3种人工林为研究对象，通过野外采样和室内培养，分析不同林型土壤理化性质和与碳氮磷转化相关的β-1,4-葡糖苷酶（BG）、N-乙酰氨基-β-葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸酶（LAP）和碱性磷酸酶（ALP）的单位有机碳酶活性及动力学参数[最大反应速率(Vmax)、米氏常数（Km）、催化效率(Kcat)]。[结果]（1）土壤容重（BD）、pH值，BG,LAP和ALP这3种酶的单位有机碳酶活性均随土层深度增加而增加，含水率（SWC）和有机碳（SOC）含量随土层深度增加呈减小趋势。pH值表现为针叶林最大，铵态氮（NH+4-N）、总磷（TP）含量在林型上均表现为：阔叶林混交林针叶林。（2）土壤平均（综合）酶活性和动力学参数Kcat均表现为：混交林针叶林阔叶林。动力学参数Km值在不同林型间表现为：混交林针叶林阔叶林。（3）与碳氮磷转化相关4种酶的单位有机碳酶活性均与NH+4-N、硝态氮（NO-3-N）、速效磷（AP）、SOC含量存在极显著负相关，BG,NAG和ALP的单位有机碳酶活性与pH值呈极显著正相关。冗余分析结果表明，针叶林和阔叶林中SOC含量对酶促反应特征参数有极显著影响（p0.01）,而影响混交林土壤相对酶活性及动力学参数的关键因素为SOC含量（p0.01）和TP含量（p0.05）。[结论]黄土丘陵区混交林的单位有机碳酶活性和Kcat高于针叶林、阔叶林，说明混交林土壤酶催化能力高于针叶林、阔叶林，未来在进行人工造林时可以优先考虑混交林来改善土壤质量。