不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量及酶活性变化规律研究.pdf
《不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量及酶活性变化规律研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量及酶活性变化规律研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 43 卷第 3 期2024 年 3 月中 国 野 生 植 物 资 源Chinese Wild Plant ResourcesVol.43 No.3Mar.2024不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量及酶活性变化规律研究刘汉成,陈庆圆,董刚,侯明杰,马雄*(甘肃民族师范学院 化学与生命科学系,甘肃 合作,747000)摘要 目的:明晰种植唐古特大黄对土壤微生态的影响。方法:利用常规测定方法研究不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量和酶活性的变化规律。结果:土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物量磷(MBP)含量随着唐古特大黄生长年限的增加而表现出“马鞍型”变化趋势,同一
2、生长年限的唐古特大黄根部土壤微生物量与土壤深度呈极显著负相关(P 0.01);MBC/MBN值在8.85%18.94%之间,说明唐古特大黄根部土壤已向“真菌型”转变。MBC/SOC、MBN/TN和MBP/TP值均低于植被覆盖良好区域。同一生长年限的唐古特大黄根部土壤酶活性随土壤深度增加而降低;在不同生长年限的唐古特大黄间,纤维素酶活性随着唐古特大黄生长年限的增加而降低;蛋白酶和硝酸还原酶活性随唐古特大黄生长年限增加也呈“马鞍型”变化趋势;过氧化氢酶活性随唐古特大黄生长年份增加而增高。结论:连续种植唐古特大黄能够对土壤微生物群落结构产生影响,一方面增加了根部土壤真菌数量,另一方面根部土壤积累过氧
3、化氢类物质,可能导致唐古特大黄根系易发生病害或损伤。因此,研究认为唐古特大黄在青藏高原东北缘最适生长年限为4年。关键词 唐古特大黄;土壤;微生物量;土壤酶中图分类号:S154.3 文献标识码:A 文章编号:1006-9690(2024)03-0044-07Study on the Changes of Microbial Biomass and Enzyme Activity in the Root Soil of Rheum tanguticum in Different Growth YearsLiu Hancheng,Chen Qingyuan,Dong Gang,Hou Mingjie
4、,Ma Xiong*(Department of Chemistry and Life Science,Gansu Minzu Normal University,Hezuo 747000,China)Abstract Objective:To investigate the effect of planting Rheum tanguticum on soil micro-ecology.Methods:Use routine determination methods to study the changes of microbial biomass and enzyme activity
5、 in the root soil of R.tanguticum in different growth years.Results:The results showed that the contents of soil microbial biomass carbon(MBC),microbial biomass nitrogen(MBN)and microbial biomass phosphorus(MBP)showed a saddle type trend with the increase of the planting year of R.tanguticum.There w
6、as a very significant negative correlation between soil microbial biomass and soil depth of R.tanguticum with the same growth period(P 0.01);The values of MBC/MBN varied from 8.85%to 18.94%,indicating that the number of fungi in the root soil of R.tanguticum increased significantly.Values of MBC/SOC
7、,MBN/TN and MBP/TP were lower than those in areas with good vegetation coverage.The enzyme activity in the root soil of R.tanguticum with the same growth period decreased with increasing soil depth.As the increase of the planting year of R.tanguticum,the cellulase activity decreased and the activiti
8、es of protease and nitrate reductase also showed a saddle type trend,doi:10.3969/j.issn.1006-9690.2024.03.007收稿日期:2023-05-29,录用日期:2024-03-08基金项目:甘肃省教育厅青年博士基金项目(2021QB-122);2021年甘肃省高等学校创新基金项目(2021B-294);甘肃民族师范学院高层次人才启动计划项目(GSNU-GCCR-1902);甘肃省自然科学基金项目(23JRRP0002)。作者简介:刘汉成(1982-),男,土族,甘肃天祝人,博士,副教授,研究方向
9、为草地生物多样性。E-mail:*通讯作者:马雄(1981-),男,回族,甘肃临夏人,硕士,教授,研究方向为动物生态学。E-mail: 44第 3 期刘汉成,等:不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物量及酶活性变化规律研究and the catalase activity increased.Conclusion:Continuous planting of R.tanguticum could affect the soil microbial community structure,increase the number of fungi in the root soil,and prom
10、ote the accumulation of hydrogen peroxide substances in the root soil,which may lead to the susceptibility of R.tanguticum root system to diseases or damage.Therefore,it was believed that the optimal planting period of R.tanguticum in northeast edge of QinghaiTibet Plateau was 4 years.Key words Rheu
11、m tanguticum;Soil;Microbial biomass;Soil enzyme土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是土壤中的活力系统,在参与土壤养分循环、能量流动、土壤肥力形成和地球生物化学循环等方面发挥着重要作用1。同时,土壤微生物与地表植物形成互联反馈体系2-3,其生物活性指标常被用于检测环境质量和群落结构变化4-5。土壤微生物生物量是指土壤中体积小于 5 103 m3的所有微型生物的生物量,包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等6。土壤微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物量氮(Microbial biomass nitrog
12、en,MBN)和微生物量磷(Microbial biomass phosphorus,MBP)是 土 壤 有 机 质(Soil organic matter,SOM)中最活跃的部分,土壤微生物在生物量周转和再循环的过程中固持SOM的同时,通过新陈代谢矿化大部分新固定的碳、氮和磷元素以供给植物利用7。不同植被类型6、耕作管理方式8-9、施肥模式10及环境因子11均可影响土壤微生物数量和群落组成,进而影响土壤微生物量12-13。中草药栽培会对土壤微生物量产生影响,大多研究表明,中草药根系分泌物积累是引起根际微生物量和酶活性变化的主要因素,也是中药材连作障碍的主导因素14。土壤酶参与土壤中有机态营养
13、元素的矿化过程,在维持土壤生态平衡和养分转化方面起着重要作用15。土壤酶活性与SOM含量、微生物数量和营养元素含量相关,反映了土壤的生物学活性大小16,受人类生产活动的影响,不同生产方式是驱动土壤酶活性变化的主要因素17-19。在种植不同中药材的土壤中,酶活性变化规律不尽相同20。唐古特大黄(Rheum tanguticum Maxim.ex Balf.)是多年生草本植物,人工栽培4年后可收获。为更好地了解种植唐古特大黄对土壤微生态环境的影响,本文研究了不同种植年限唐古特大黄根部土壤中MBC、MBN、MBP含量和相关土壤酶活性变化规律,旨在探索种植唐古特大黄对土壤微生态环境所产生的影响和土壤生
14、物活性对唐古特大黄生长年限的反馈机制,以期为科学种植唐古特大黄提供参考资料。1材料和方法1.1样地概况及采样唐古特大黄种植基地位于甘肃省甘南藏族自治州合作市佐盖曼玛乡门浪滩,平均海拔3 120 m,种植区为山谷地形,无灌溉条件。唐古特大黄幼苗覆膜栽培,种植期间不施农药和化肥,人工拔除杂草。双因素试验设计,因素A为唐古特大黄生长年限,分别为1年(A1)、2年(A2)、3年(A3)和4年(A4);因素B为土层深度,分别为1 20 cm(B1)、21 40 cm(B2)和41 60 cm(B3)。试验土样于2021年9月采用梅花5点取样法采取21。1.2土样预处理将采集的各样点土样带回实验室后分成2
15、份,1 份新鲜土样去除可见动植物残体及杂物后过2 mm筛,调节土壤含水量至饱和持水量的60%后将其置于烧杯,25培养 7 15 d 后进行 MBC、MBN、MBP含量测定6。另 1份土样风干、过筛后按常规方法测定土壤理化性质和酶活性。1.3分析测定土壤微生物生物量测定:土样经氯仿熏蒸后,分别用重铬酸钾硫酸外加热法测定MBC,用凯氏定氮法测定MBN,用钼蓝比色法测定MBP22。土壤理化性质和酶活性测定:土壤含水量用烘干法测定,pH使用pH S型酸度计测定,SOM含量采用重铬酸钾硫酸氧化外加热法测定,全氮(Total nitrogen,TN)含量使用 Kjeltec 8200半自动定氮仪测定,碱解
16、氮含量用碱解扩散法测定,全磷(Total phosphorus,TP)、速效磷含量采用碱熔钼锑抗比色法测定,土壤全钾(Total potassium,TK)含量采用碱熔火焰光度法测定,速效钾采用原子吸收分光光度法检测23;过氧化氢酶活性的测定采用容量法,用 1 g 土消耗的 0.02 mol/L 高锰酸钾毫升数表示;脲酶活性的测定采用靛酚蓝比色法,用24 h后1 g土壤中释放NH3-N毫克数表示;纤维素酶活性采用蒽酮比色法测定,以24 h后1 g土壤中生成的葡萄 45中 国 野 生 植 物 资 源第 43 卷糖毫克数表示;土壤蛋白酶活性采用铜盐络合比色法测定,以2 h后1 g土壤中释放的酪氨酸
17、微克数表示;土壤硝酸还原酶活性采用酚二磺酸比色法测定,以 24 h 后 1 g 土壤中释放的 NO2-N 微克数表示16,24。1.4数据处理采用 Microsoft Excel 2016 进行数据整理和作图,用SPSS 19.0对测定指标进行方差分析,当F检验显著时用Duncan法对其进行多重比较。2结果与分析2.1不同生长年限唐古特大黄根部土壤中微生物生物量由图1可知,从不同生长年限来看,A2年限的唐古特大黄根部土壤中MBC含量最低,此后,随着唐古特大黄生长年限的增加而增加,至 A4年限时最高,显著高于其他年限(P 0.05);土壤中MBN含量在各年份间无显著差异,但总体表现出从A1到A3
18、逐渐降低,而在A4时又升高的趋势;土壤中MBP的含量变化趋势与MBN的趋势一致,即A1年限的唐古特大黄根部根部土壤中 MBP的含量最高,A3时最低,二者存在显著差异(P 0.05),而A3与A2和A4年限间的差异不显著(图2)。从同一年限不同土壤深度来看,MBC、MBN和 MBP 的含量均随着土壤深度增加而降低(表1),其中MBC含量除A1年限的B2和B3深度间无显著差异外,其余各生长年限不同土层间均存在显著差异(P 0.05);MBN含量在各生长年限的不同土层间均存在显著差异(P 0.05);MBP含量在A1和A4的年限B2与B3土层间无显著差异,在其他样点各土层深度间存在显著差异(P 0.
19、05)。2.2不同生长年份唐古特大黄根部土壤微生物量碳、氮、磷比值的变化从表2可以看出,在不同生长年限的唐古特大黄根部土壤中,MBC/MBN在8.85%18.94%之间变化,MBC/MBP 在 10.11%28.48%之间,MBC/SOC 在 0.24%1.43%之间,MBN/TN 在 0.28%0.84%之间,MBP/TP 在 0.38%1.58%之间变动。MBC/MBN在A4年限的B1深度土壤中最高,显著高于其他样点,最低的为A1年限B3深度的土壤;MBC/MBP的值在A3年限的B3深度土壤中最高,与A4年限的B1和B2深度土壤无显著差异,但显著高于其他土样;MBC/SOC和MBN/TN在
20、A4年限B1深度土壤中最高,显著高于其他土壤,而在A2年限B2深度土壤中最低;MBP/TP则在A2年限B1深度中最高,其次为A1年限B1深度土壤,均显著高于其他土壤样品,在A3年限B3土层中最低。表1唐古特大黄根部土壤不同土层中土壤微生物量含量差异Tab.1Differences in soil microbial biomass in different soil layers of R.tanguticum root soil 样点A1A2A3A4深度B1B2B3B1B2B3B1B2B3B1B2B3MBC含量(mg kg-1)195.48 18.14a114.56 8.66b91.12 5
21、.75b137.52 8.30a105.81 7.73b89.19 5.59c177.88 14.37a112.72 10.21b78.57 2.49c281.97 5.56a191.63 14.09b139.92 8.49cMBN含量(mg kg-1)15.73 0.15a10.92 0.19b10.33 0.44c14.67 0.81a9.62 0.35b8.03 0.30c13.40 0.17a8.49 0.51b6.67 0.70c14.90 0.53a11.66 0.37b9.08 0.46cMBP含量(mg kg-1)13.99 0.72a8.47 0.21b7.73 0.41b1
22、3.60 0.68a9.53 0.88b4.95 0.68c10.70 0.79a4.92 0.78b2.90 0.77c11.34 0.43a6.87 0.57b6.23 0.58b注:数值后不同小写字母表示差异显著性P 0.05。下同。图1不同生长年份唐古特大黄根部土壤中微生物量碳含量差异Fig.1Differences in MBC content in root soil of R.tanguticum in different growth years注:小写字母表示差异显著性(P A4 A1 A3,各样点间差异显著(P A1 A4 A3,各样点间差异显著;在B2土层中,A1和A2年
23、限唐古特大黄中硝酸还原酶活性显著高于A3和A4;在B3土层中则表现为A1 A4 A2 A3,各样点间差异显著(P 0.05)。2.4土壤微生物量、酶活性与土壤理化性质的关系2.4.1土壤微生物量与土壤酶活性和理化性质相关性通过分析土壤微生物量、土壤酶活性与理化性表2不同生长年份唐古特大黄根部土壤微生物量比值的变化Tab.2Changes in the ratio of the soil microbial biomass in root soil of R.tanguticum in different growth years生长年限A1A2A3A4深度B1B2B3B1B2B3B1B2B3B
24、1B2B3MBC/MBN(%)12.43 1.21cd10.49 0.76def8.85 0.90g9.37 0.05ef11.02 1.04de11.13 1.12de13.28 1.16c13.27 0.55c11.88 1.46cd18.94 1.05a16.48 1.73b15.47 1.65bMBC/MBP(%)13.95 0.59def13.52 0.94def11.80 0.87ef10.11 0.28f11.12 0.64ef18.39 3.95cd16.66 1.27de23.45 5.25abc28.48 8.11a24.89 0.74ab27.90 0.31ab22.53
25、 1.29bcMBC/SOC(%)0.61 0.05cd0.30 0.02gh0.24 0.01h0.54 0.03de0.35 0.03g0.25 0.01h0.83 0.08b0.50 0.05ef0.43 0.01f1.43 0.03a0.88 0.07b0.65 0.05cMBN/TN(%)0.59 0.00c0.35 0.00fg0.34 0.01g0.68 0.04b0.38 0.01f0.28 0.01h0.71 0.02b0.47 0.03e0.47 0.05e0.84 0.04a0.62 0.02c0.52 0.03dMBP/TP(%)1.57 0.06a0.95 0.03d
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同 生长 年限 特大 根部 土壤 微生物 活性 变化 规律 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。