黑土酶活性分布特征研究

论文摘要

黑土是我国主要耕地土壤之一,土质肥沃,自然肥力较高,但由于自然环境恶化和长期耕作的影响,致使土壤肥力下降。而土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向,可以作为评价土壤肥力的重要指标。因此本文在前人对东北黑土区土壤养分全面调查的基础上,对黑龙江省典型黑土耕作带多样点酶活性的分布特征及影响因素进行了研究,包括过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的垂直分布和水平分布特征,黑土层厚度、不同作物茬口对酶活性的影响,酶活性和碳、氮、磷、钾等养分的相关关系以及过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶活性在玉米不同生育期的变化规律。探讨了黑土酶活性的变化机理,进一步认识和揭示酶在评价土壤养分中的作用,为耕作黑土的改良和合理利用提供理论基础。在黑龙江省黑土区内选择了九个典型黑土剖面,对其过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的垂直分布规律进行研究。结果表明:黑土的垂直分布具有一定的规律性,在080 cm土层中,酶活性随土壤层次的加深而递减;在80 cm以下的土层中,过氧化氢酶、硝酸还原酶、转化酶活性不再降低,趋于稳定或略有升高,而磷酸酶和脲酶活性却急剧降低,甚至没有酶活性。对五种酶活性和土壤养分垂直分布规律的通径分析结果表明:过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性与土壤全氮、速效氮、全磷、全碳、C/N的分布都有直接或间接的关系。主成分分析结果进一步表明,脲酶、磷酸酶活性可作为评价土壤全量氮、速效氮、全量碳和全量磷垂直分布的指标;而过氧化氢酶、转化酶、硝酸还原酶活性不宜作为评价土壤养分垂直分布的指标。在黑龙江省黑土带的北端、中部和南端选择了三个典型黑土区域,每一区域内按照纬度的变化设置30-60个样点,研究区域内及区域间的过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的水平分布变化规律。结果表明:区域1内,五种酶活性随纬度降低都有下降的趋势;区域2和区域3内,磷酸酶和硝酸还原酶活性随纬度的下降而降低,而过氧化氢酶、脲酶、转化酶活性随纬度的降低变化较小或略有增加。各区域之间相比,磷酸酶和硝酸还原酶活性为区域1>区域2>区域3,与土壤养分分布规律一致;而过氧化氢酶、脲酶、转化酶活性的顺序为区域3>区域2>区域1,与养分分布规律相反。对五种酶活性和土壤养分水平分布规律的通径分析结果表明:过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性的水平分布与土壤各养分分布有着直接或间接的关系;但主成分分析结果表明只有磷酸酶活性能够做为反映土壤碳、氮、磷养分水平分布的指标,土壤全钾、速效钾含量虽然和部分酶活性之间也存在一定的相关关系,但却不能用单一的酶活性作为其水平分布指标。在黑龙江省黑土区内,对厚层黑土、中层黑土和薄层黑土各取样点30个,对其过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶、硝酸还原酶活性进行比较研究。结果表明在厚度不同的黑土层中五种酶活性分布规律不同:过氧化氢酶和转化酶活性在厚层、中层、薄层三种黑土中的差异不显著;薄层黑土的脲酶活性大于中层和厚层黑土,而中层和厚层黑土的脲酶活性没有显

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 土壤酶学研究概述
• 1.2 土壤酶活性与土壤肥力关系研究
• 1.3 黑土酶活性的研究概况及现状
• 1.4 土壤酶学的发展趋势
• 1.5 研究的目的及意义
• 1.6 本研究的特点
• 2 研究区域概况及研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.2 研究方法
• 3 研究结果与讨论
• 3.1 黑土酶活性的垂直分布
• 3.2 黑土酶活性的垂直分布对养分的评价
• 3.3 黑土酶活性的水平分布
• 3.4 黑土酶活性的水平分布对养分的评价
• 3.5 酶活性在不同厚度黑土层中的变化
• 3.6 不同作物茬口黑土酶活性的变化
• 3.7 黑土酶活性在玉米生育期内的变化
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文