呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

呼伦巴尔草是中国典型的温带牧场之一。位于内蒙古东部，大兴安岭市脚下。它位于东1153100u124123430和北纬472000505030。它是亚洲牧场的重要组成部分。呼伦贝尔草原总面积785.32万hm土壤微生物是生态系统的重要组成部分,在草原生态系统的物质循环和能量转化中占有重要地位1材料和方法1.1为“”,20试验地选在呼伦贝尔市境内,地理位置为北纬47°05′~53°20′,东经115°31′~126°04′。该地区属温带大陆性季风气候,年平均温度-2.2℃左右,无霜期115~124d,年降水量339mm1.2土壤样品的采集于2009年7月进行野外采样,每个样地随机设置20个取样点,取样点间距均大于100m。采用直径为9cm的土钻取样,分别取0~10,10~20cm土层的土壤样品,保鲜带回实验室,去除植物根系和砾石,分层混匀,将每份土样分成2部分:一部分放入4℃冰箱保存,用于土壤微生物数量和土壤微生物量的测定;另一部分在室内风干,将风干土过0.15和1.00mm筛,用于土壤理化性质和土壤酶活性的测定。1.3测定及分析方法微生物数量测定:采用平板计数平板菌落计数:每1g干土的菌落数=同一稀释度几次重复的菌落平均数×10×稀释倍数/(1-鲜土含水量)土壤酶活性的测定:土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定,其活性以培养24h后每克风干土壤中NH土壤理化性状的测定:采用常规分析法测定土壤微生物量碳氮的测定:采用氯仿熏蒸浸提法采用SPSS17.0统计软件对数据进行方差分析、相关性分析及回归分析。2结果与分析2.1羊草草原土壤h值、容重及土壤理化性状不同草地类型土壤理化性质存在显著差异(P<0.05)(表2)。线叶菊草原土壤pH值低、土壤容重小、土壤含水量及土壤养分含量均最高;羊草草原土壤pH值高、土壤容重较小、土壤含水量及土壤养分含量均较高;大针茅草原土壤pH值较高、土壤容重为较大、土壤含水量较低,而土壤养分含量则最低,即5种草地中线叶菊草原最肥沃,大针茅草原则最贫瘠。2.2不同类型的草地土壤微生物区域系2.3贝加尔针茅、羊草、大针茅、克氏针茅的生物量土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)在不同草地类型间差异显著(P<0.05)(图1)。线叶菊草原土壤微生物量碳最高,为636.6mg/kg,分别是贝加尔针茅、羊草、大针茅、克氏针茅的2.66,3.35,2.59和3.07倍;土壤微生物量氮在5种草地类型依次为线叶菊>羊草>贝加尔针茅>大针茅>克氏针茅,除贝加尔针茅草原与羊草草原外,其他样地差异显著(P<0.05),线叶菊草原土壤微生物量氮(79.95mg/kg)分别为贝加尔针茅、羊草、大针茅、克氏针茅的1.46,1.36,2.27和2.86倍。2.4不同草地类型土壤酶活性研究表明(图2),土壤过氧化氢酶、土壤转化酶、土壤脲酶及土壤磷酸酶活性在不同草地类型间均有显著差异(P<0.05)。不同草地类型表层土壤(0~10cm)酶活性均高于下层土壤(10~20cm)酶活性。土壤过氧化氢酶活性在线叶菊草原为最高,表层土壤过氧化氢酶活性(3.43mL/(g·20min))除与克氏针茅草原无显著差异外,与其他草地类型均呈显著差异(P<0.05),10~20cm土层中过氧化氢酶活性在5种草地类型间差异显著(P<0.05)(图2A)。土壤转化酶活性以线叶菊草原最高,0~10和10~20cm分别为66.500和53.648mg/(g·24h),与其他草地类型差异显著(P<0.05)。土壤转化酶活性在大针茅草原为最低,0~10,10~20cm分别为33.957和18.351mg/(g·24h)(图2B);土壤脲酶活性以克氏针茅草原为最高,0~10,10~20cm分别为0.045和0.032mg/(g·24h),与其他草地类型差异显著(P<0.05),大针茅草原土壤脲酶活性最低,0~10,10~20cm分别为0.027和0.013mg/(g·24h)(图2C);土壤磷酸酶活性以羊草草原为最高,0~10,10~20cm分别为1.797和1.501mg/(100g·2h),与其他草地类型差异显著(P<0.05),贝加尔针茅草原土壤磷酸酶活性为最低,0~10,10~20cm分别为0.833和0.321mg/(100g·2h)(图2D)。2.5土壤微生物数量、土壤微生物数量、土壤理化性质以及土壤酶活性之间的关系2.5.1土壤含水量和土壤ph值的相关性分析5种草地类型土壤中,细菌数量与全氮呈显著正相关(P<0.05)(表4);真菌数量与全氮、全磷呈极显著正相关(P<0.01),与土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与pH值则呈显著负相关(P<0.05)。土壤微生物量碳与土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01),与全氮呈显著正相关(P<0.05);土壤微生物量氮与土壤含水量、全磷、全氮呈极显著正相关(P<0.01),土壤微生物量碳、氮均与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。2.5.2土壤磷酸酶和全磷、全氮相关性分析5种草地类型土壤过氧化氢酶与全氮呈极显著正相关(P<0.01)(表5);土壤磷酸酶与全磷呈极显著正相关(P<0.01),与全氮呈显著正相关(P<0.05);土壤转化酶与土壤含水量、全氮、全磷呈极显著正相关(P<0.01),与土壤容重则呈极显著负相关(P<0.01)。2.5.3土壤微生物数量与三大细菌数量的关系5种草地类型土壤脲酶与放线菌数量呈显著正相关(P<0.05)(表6);土壤过氧化氢酶与细菌数量、真菌数量、放线菌数量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤微生物量碳、氮则均呈显著正相关(P<0.05);土壤磷酸酶与真菌数量呈极显著正相关(P<0.01);土壤转化酶与真菌数量、土壤微生物量氮呈极显著正相关(P<0.01)。2.6土壤理化性状的回归分析为了更好地说明土壤微生物量与土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤理化性状之间的关系,采用逐步回归分析所得最优回归方程:Y式中,YY式中,Y3讨论3.1土壤微生物的功能土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,在“土壤-土壤微生物-植物”这一生态系统中扮演着重要角色,对土壤养分、土壤结构、土壤稳定性和植被生态恢复产生重要影响3.2不同草甸土壤酶活性分布的性能土壤酶是土壤中活跃的有机成分之一,在土壤养分循环以及植物生长所需养分的供给过程中起到重要的作用3.3土壤微生物数量土壤微生物量是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分,极易受土壤环境因子的影响,其含量与土壤类型、植被、气候等有关土壤是草地生态系统的基础环境,土壤的稳定性是支持草地生态系统结构和功能稳定性、生态系统恢复的重要因素不同草地类型之间土壤微生物的组成及其数量存在显著差异(P<0.05),不同类群生物量的组成比例因不同生境而异(表3)。5种草