鄂西低山丘陵不同种植年限柑橘园土壤酶活性特征研究

鄂西低山丘陵不同种植年限柑橘园土壤酶活性特征研究摘要：鄂西低山丘陵区作为我国柑橘优势产区，其土地利用方式向柑橘园的转型深刻影响土壤生态功能。本研究以湖北省宜昌市水田/旱地转柑橘园种植土壤为对象，系统探究不同种植年限（7-70年）和土层深度（0-60cm）对土壤过氧化氢酶（CAT）、葡萄糖苷酶（BG）和蔗糖酶（SC）活性的影响，揭示土地利用类型对土壤酶活性演变的作用机制。结果表明：（1）种植年限显著影响酶活性，但存在土地利用类型差异。水田转橘园系列中，BG活性呈“先升后降”趋势，SC活性随年限增加显著下降；旱地转橘园系列中，CAT、BG、SC活性均随年限延长呈下降趋势；（2）土壤酶活性随土层加深呈指数衰减，垂直分异显著。表层（0-10cm）酶活性最高；（3）土地利用类型调控酶活性演变轨迹。水田转橘园后土壤酶活性普遍低于旱地系列。研究表明，柑橘种植年限通过改变土壤养分循环与微生物代谢驱动酶活性演变，土地利用类型则通过初始土壤环境差异影响酶系统稳定性，从而对土壤的肥力产生影响。研究结果为区域柑橘园土壤健康管理及可持续生产提供科学依据。关键词：柑橘园；种植年限；土壤酶；StudyonsoilenzymeactivityofcitrusorchardwithdifferentplantingyearsinlowmountainsandhillsofwesternHubeiAbstract:AsanadvantageouscitrusproductionareainChina,thetransitionoflandusetocitrusorchardsinthelowmountainousandhillyareasofWestHubeiprofoundlyaffectssoilecologicalfunctions.Inthisstudy,wesystematicallyinvestigatedtheeffectsofdifferentplantingyears(7-70years)andsoildepths(0-60cm)ontheactivitiesofcatalase(CAT),glucosidase(BG),andsucrase(SC)insoilbytakingthesoilplantedonpaddyfield/drylandconvertedtocitrusorchardsinYichangCity,HubeiProvince,torevealtherolemechanismoftheland-usetypeontheevolutionofsoilenzymeactivities.Theresultsshowedthat(1)theplantingyearsignificantlyaffectedtheenzymeactivities,buttherewerelandusetypedifferences.Inthepaddyfieldtoorangegroveseries,theBGactivityshowedatrendof“risingfirstandthenfalling”(peakedinthemiddleofsampleP16),andtheSCactivitydecreasedsignificantlywiththeincreaseofyearsofcultivation;inthedrylandtoorangegroveseries,theactivitiesofCAT,BG,andSCshowedatrendofdecreasingwiththeprolongationoftheyearsofcultivation,ofwhichtheBGactivityshowedapeakintheearlystage(sampleD12)duetothestimulationoftherootsecretion.ThepeakvalueofBGactivityappearedatthebeginning(D12sample)duetorootsecretionstimulation.(2)Soilenzymeactivitiesdecreasedexponentiallywiththedeepeningofthesoillayer,withsignificantverticaldifferentiation.Theenzymeactivityinthesurfacelayer(0-10cm)wasthehighest(e.g.,SCactivitywas4.5-89.5timeshigherthanthatinthedeeperlayer),andtheenzymeactivityinthedeeperlayer(40-60cm)wasmoresensitivetoplantingyears(e.g.,thecoefficientofvariationofCATactivityinthedeeperlayerofthepaddyfieldseriesreached58.3%).(3)Landusetypesregulatetheevolutionofenzymeactivities.Soilenzymeactivitiesweregenerallylowerthanthoseinthedrylandseriesafterconversionofpaddyfieldstoorangegroves(BGactivitydecreasedby44.9%).Thestudyshowedthattheyearsofcitruscultivationdrovetheevolutionofenzymeactivitiesbyalteringsoilnutrientcyclingandmicrobialmetabolism,whilethelandusetypesinfluencedthestabilityofenzymesystemsthroughthedifferencesintheinitialsoilenvironments.Theresultsofthisstudyprovideascientificbasisforsoilhealthmanagementandsustainableproductioninregionalcitrusorchards.Keywords:Citrusorchards;plantingyears;soilenzymes;引言土壤作为维系陆地生态系统功能的核心载体，不仅是农业生产的基础资源，更是具有污染物缓冲与净化功能的环境介质ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"d7xBKxuR","properties":{"formattedCitation":"\\super[1]\\nosupersub{}","plainCitation":"[1]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":428,"uris":["/users/16072823/items/2NTAIACQ"],"itemData":{"id":428,"type":"article-journal","abstract":"通过分析、总结国内外土壤酶研究进展,研究土壤酶的来源、作用及其影响因素,展望土壤酶学的发展前景,有助于该学科研究的纵深发展与广泛利用。土壤酶主要来源于土壤微生物、土壤植物和动物。土壤酶是土壤有机体的代谢动力,在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。土壤酶是土壤质量的生物活性指标,可以用来评价土壤肥力。土壤酶活性与土壤养分、土壤微生物、植物、施肥和耕作等农业管理措施密切相关,另外农药和重金属污染也会对土壤酶产生影响。","container-title":"中国农学通报","issue":"21","journalAbbreviation":"中国农学通报","language":"zh","note":"foundation:北京市科委“京产大宗农产品质量安全检测与监测科技支撑工程”课题(Z09090501040901)；\ndownload:10009\nalbum:农业科技\nCLC:S154.2\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFD2011\nfilename:ZNTB201121002","page":"1-7","source":"CNKI","title":"土壤酶的研究进展","volume":"27","author":[{"literal":"刘善江"},{"literal":"夏雪"},{"literal":"陈桂梅"},{"literal":"卯丹"},{"literal":"车升国"},{"literal":"李亚星"}],"issued":{"date-parts":[["2011"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[1]刘善江,夏雪,陈桂梅,等.土壤酶的研究进展"1]。其质量变化直接影响农产品安全、生态服务效能及人类健康福祉。在快速城镇化与农业集约化背景下，土地利用方式的转变通过改变土壤物理结构、化学性质和生物群落，深刻影响着土壤生态过程，其中土壤酶活性作为表征土壤生物化学功能的关键指标，对生态系统健康具有重要指示意义ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1ooAktqH","properties":{"formattedCitation":"\\super[2]\\nosupersub{}","plainCitation":"[2]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":430,"uris":["/users/16072823/items/Y6ZSSUD9"],"itemData":{"id":430,"type":"article-journal","abstract":"针对我国太行山区因不合理土地利用导致土壤质量趋劣等问题，以4种典型的土地利用方式为研究对象，分析不同土地利用方式下土壤碳库、团聚体结构以及微生物特性等指标的变异特征，以期为太行山区土壤质量提升与可持续发展提供理论依据。采用改良Walkley-Black法、改进干筛法、磷脂脂肪酸分析技术和荧光微型版酶检测技术，以撂荒地、农田（花生-玉米轮作）、经济林地（核桃）和防护林地（油松）表层土壤作为研究对象，分析4种土地利用方式下土壤有机碳（SOC）及碳库组分、团聚体稳定性、微生物群落和胞外酶活性的差异。结果表明：（1）与撂荒地相比，其他3种土地利用方式（尤其是防护林）促进大粒径（2～8mm）团聚体形成，从而增加团聚体平均重量直径（增幅为8.4%～18.8%）;(2)不同土地利用方式下SOC及其碳库构成存在显著差异，SOC与活性碳库（高度、低度和中度活性碳库）含量均表现为防护林>经济林和农田>撂荒地，而惰性碳库在各处理间则无显著差异；同时，防护林地SOC活度系数显著高于其他土地利用方式，增幅为11.7%～27.5%;(3)土地利用方式对土壤微生物数量及其群落结构影响较大，以防护林地中微生物量最丰富（65.2nmol/g），经济林（46.8nmol/g）和农田（46.3nmol/g）次之，撂荒地最低（34.0nmol/g），而真菌/细菌值则表现出相反趋势（撂荒地>经济林和农田>防护林）；冗余分析结果显示，SOC和碳氮比是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子；（4）土壤水解酶（如葡萄糖苷酶、几丁质酶等）活性在防护林中最高，经济林和农田次之，撂荒地最低；氧化酶（酚氧化酶、过氧化物酶）活性则表现出相反趋势（撂荒地、经济林和农田>防护林）。综上，与撂荒和种植农作物相比，林业用地方式可改善土壤结构，促进SOC积累并提高其活性，增加微生物数量，表明其在改善太行山区土壤质量等方面具有较大潜力。","container-title":"中国土壤与肥料","issue":"11","journalAbbreviation":"中国土壤与肥料","language":"zh","note":"foundation:河北省自然科学基金项目（C2021204160）；河北省高校科研项目（QN2022022）；河北农业大学引进人才科研项目（YJ2020054和YJ2020058）；河北省现代农业产业技术体系创新团队建设“核桃新品种选育与栽培”（HBCT2024190205）；\ndownload:245\nalbum:农业科技;基础科学\nCLC:S152;S154.3\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2025\nfilename:TRFL202411024","page":"1-10","source":"CNKI","title":"太行山区不同土地利用方式对土壤团聚体结构、碳库组分与微生物特征的影响","author":[{"literal":"乔文艳"},{"literal":"王霞磊"},{"literal":"黄绍文"},{"literal":"栾好安"}],"issued":{"date-parts":[["2024"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[2]乔文艳,王霞磊,黄绍文,等.太行山区不同土地利用方式对土壤团聚体结构、碳库组分与微生物特征的影响"2]。鄂西低山丘陵区作为我国柑橘优势产区，柑橘产业在区域经济发展中占据战略地位。以湖北省宜昌市为例，该地区依托独特的亚热带季风气候与地貌特征，已发展成为全国最大的宽皮柑橘生产基地。2023年数据显示，宜昌柑橘种植面积达211万亩，年产量405万吨，产业规模连续多年位居全国地级市首位，成为驱动乡村振兴的核心ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"JAEHUg2F","properties":{"unsorted":false,"formattedCitation":"\\super[3]\\nosupersub{}","plainCitation":"[3]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":129,"uris":["/users/16072823/items/QBNH9ICZ"],"itemData":{"id":129,"type":"article-journal","abstract":"湖北省是我国柑橘的重要产地，而湖北省内柑橘的种植园区多集中于宜昌市，该地柑橘产业具有诸多优势，助力乡村振兴发展收获颇丰。该文利用SWOT模型分析工具理清湖北省宜昌市柑橘产业内部优劣势和外部机遇与威胁，分析研究该地柑橘产业的发展战略，认为其应当利用已有的高标准产业园区、新型生产设备和现代技术，实现柑橘种植的智能化、自动化；借助电商平台、短视频平台，利用文化优势、以“优质果实”为落脚点打造柑橘IP；同时促进“政产学研”合作，以科技创新促进柑橘产业高质量发展。","container-title":"智慧农业导刊","DOI":"10.20028/j.zhnydk.2023.11.015","issue":"11","journalAbbreviation":"智慧农业导刊","language":"zh","note":"download:504\nalbum:农业科技;经济与管理科学\nCLC:F326.13\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2023\nfilename:DZHN202311015","page":"62-65","source":"CNKI","title":"基于SWOT模型的湖北宜昌柑橘产业发展战略与优化策略研究","volume":"3","author":[{"literal":"张钦瑶"},{"literal":"史高燕"},{"literal":"李锋"}],"issued":{"date-parts":[["2023"]]}},"locator":null,"label":null,"suppress-author":null,"prefix":null,"suffix":null}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[3]张钦瑶,史高燕,李锋.基于SWOT模型的湖北宜昌柑橘产业发展战略与优化策略研究"3]。人工经济林种植是当前主流的柑橘种植模式，虽有效提升了土地经济产出并缓解了水土流失，但长期集约化管理（包括密植栽培、化学除草、农药施用等）显著改变了土壤物质循环机制。这种高强度人为干扰可能引发土壤微生物群落结构改变及酶系统功能失衡，进而影响土壤健康与果园可持续生产能力ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"AeDPZ1q4","properties":{"formattedCitation":"\\super[4]\\nosupersub{}","plainCitation":"[4]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":432,"uris":["/users/16072823/items/72KIW9SW"],"itemData":{"id":432,"type":"article-journal","abstract":"土壤胞外酶生态化学计量特征可用于评估微生物对资源和养分的获取情况,是评价土壤肥力和微生物活性的重要指标。然而,高强度集约化柑橘种植对土壤胞外酶计量特征的影响机制尚不清楚。为探讨集约化农业种植对土壤酶化学计量特征及其对种植年限的响应,本研究以三峡库区河岸带不同种植年限柑橘为研究对象,采集根际土壤,测定与碳氮磷循环相关的胞外酶活性和功能微生物基因丰度,通过胞外酶生态化学计量特征去评估土壤微生物对氮磷养分及资源的需求状况。结果表明,柑橘种植年限的增加会提高土壤有效氮和有效磷的含量,其中磷素累积更为明显。种植30a的柑橘土壤有效磷含量约为5a柑橘土壤的3.5倍,远高于柑橘生长需求阈值。柑橘种植年限增加会显著降低土壤碳磷循环相关酶活性,增加氮获取酶活性。从功能基因角度来看,编码碱性磷酸酶的phoD基因丰度显著下降,从4.84×107copies·g-1下降至9.24×106copies·g-1。土壤功能微生物基因丰度的下降是导致碱性磷酸酶活性降低的直接因素。土壤酶化学计量特征也随着柑橘种植年限的增加而改变。土壤酶矢量角度由58.21°降低至18.70°,表明土壤微生物对养分的需求由磷限制转换为氮限制,低柑橘种植年限土壤微生物以磷限制为主,高柑橘年限土壤微生物以氮限制为主。高强度柑橘种植过程中,需减少磷肥施用,增加有机肥等碳源投入,提高微生物活性。研究结果可为高强度集约化柑橘种植土壤质量提升和果园的可持续管理提供理论依据。","container-title":"中国生态农业学报（中英文）","issue":"10","journalAbbreviation":"中国生态农业学报（中英文）","language":"zh","note":"foundation:国家自然科学基金项目(42277351)；三峡工程后续规划项目(5000002021BF40001)资助~~；\ndownload:536\nalbum:农业科技\nCLC:S154.2;S666\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2024\nfilename:ZGTN202410010","page":"1709-1718","source":"CNKI","title":"不同柑橘种植年限土壤胞外酶生态化学计量特征及其驱动因子解析","volume":"32","author":[{"literal":"陈锐峰"},{"literal":"曾全超"},{"literal":"胡漫"},{"literal":"周连昊"},{"literal":"马茂华"}],"issued":{"date-parts":[["2024"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[4]陈锐峰,曾全超,胡漫,等.不同柑橘种植年限土壤胞外酶生态化学计量特征及其驱动因子解析"4]。土壤酶作为驱动土壤生物地球化学循环的“生物催化剂”，在有机质分解、养分转化及污染物降解等关键过程中发挥核心作用。其活性水平可较准确的反映土壤微生物代谢强度及养分供应能力，是评价土壤肥力质量的重要生物指标ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"IcrA4pEt","properties":{"formattedCitation":"\\super[5]\\nosupersub{}","plainCitation":"[5]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":440,"uris":["/users/16072823/items/IYNN98LQ"],"itemData":{"id":440,"type":"article-journal","abstract":"为探究有机肥与无机肥配合施用对青藏高原山地草甸生产力、植被群落和土壤的影响，本研究选取甘南州亚高山草甸为研究对象，采用随机区组设计，设置19个处理[6个施肥梯度(F₁～F₆)×3种配施模式(单施有机肥（On）、80%有机肥+20%无机肥（OnCL）、60%有机肥+40%无机肥（OnCH）)+不施肥处理（CK）]，系统评价了不同施肥梯度及配施模式对亚高山草甸植被生产力、群落结构和土壤肥力的影响。结果表明：施肥显著提高地上生物量（P<0.05），提升了84%～292%，但对群落多样性无较大影响；显著提高了土壤碱解氮、有效磷、有机质含量及土壤脲酶活性（P<0.05），分别提升了3%～16%，4%～54%，13%～23%，7%～28%。并随施肥量增多呈上升趋势，碱性磷酸酶活性随施肥量增多呈先升后降趋势。主成分分析表明，F₄中OnCL(N135kg·hm^-2，P₂O₅67.5kg·hm^-2；80%有机肥+20%无机肥)为最优处理，本研究结果为退化亚高山草甸的地力提升恢复提供参考。","container-title":"草地学报","journalAbbreviation":"草地学报","language":"zh","note":"status:advanceonlinepublication\nfoundation:国家牧草产业技术体系（CARS-34）资助；\ndownload:327\nalbum:农业科技\nCLC:S812.4\ndbcode:CAPJ\ndbname:CAPJLAST\nfilename:CDXU20250311002","source":"CNKI","title":"不同施肥模式对甘南亚高山草甸植被群落和土壤的影响","URL":"/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CAPJ&dbname=CAPJLAST&filename=CDXU20250311002","author":[{"literal":"代蓉"},{"literal":"刘苏兴"},{"literal":"王正文"},{"literal":"周夏艳"},{"literal":"白亚军"},{"literal":"曹文侠"}],"accessed":{"date-parts":[["2025",5,4]]},"issued":{"date-parts":[["2025",3,13]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[5]代蓉,刘苏兴,王正文,等.不同施肥模式对甘南亚高山草甸植被群落和土壤的影响"5]。特别值得关注的是，β-1,4-葡萄糖苷酶、蔗糖酶等水解酶类直接参与碳源物质转化，而过氧化氢酶则与土壤氧化还原过程密切相关，这些酶活性特征的变化可以揭示土地利用方式转变对土壤功能的深层影响机制。本研究聚焦于水田与旱地向柑橘园转型过程中土壤酶活性演变规律，旨在揭示种植年限与土层深度对酶系统的调控效应，为柑橘园土壤健康管理提供理论依据，对区域特色农业可持续发展具有重要实践价值。绪论土壤酶的来源及分类土壤酶是指存在于土壤基质中的聚积态酶系统，主要包括游离态酶、胞内酶和胞外酶三种存在形式。其形成具有多源性特征：首要来源是土壤微生物的代谢活动，包括活体微生物的胞外分泌和死亡菌体释放的胞内酶；其次是植物根系在生长发育过程中产生的分泌物及其凋落物分解过程释放的酶类；此外，土壤动物活动也构成重要酶源，研究表明蚯蚓排泄物中可检测到脲酶、磷酸酶和转化酶活性，而蚂蚁活动对转化酶活性亦有显著贡献。在森林生态系统中，土壤酶系统的动态平衡由多重生物地球化学过程共同维持，其生成机制源于植物根系释放的有机化合物、动植物残体降解产物以及微生物代谢活动产物的协同效应ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"ZtAihlfE","properties":{"formattedCitation":"\\super[6]\\nosupersub{}","plainCitation":"[6]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":444,"uris":["/users/16072823/items/HAWV9ZXY"],"itemData":{"id":444,"type":"article-journal","abstract":"【目的】探讨贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质对土壤酶活性的影响，为干旱区森林生态系统土壤酶活性变化、养分循环模式和调节机制研究提供参考依据。【方法】以贺兰山西坡土壤为研究对象，按照海拔梯度依次选择荒漠草原(海拔1349m)、灰榆Ulmusglaucescens林(1905m)、蒙古扁桃Amygdalusmongolica灌丛(2134m)、油松Pinustabuliformis林(2150m)、青海云杉Piceacrassifolia-山杨Populusdavidiana混交林(2160m)、青海云杉林(2635m)和亚高山草甸(2664m)等7种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地，通过野外调查取样与室内分析相结合的方法，对土壤理化性质(含水率、容重、pH、有机碳、铵态氮、全氮、全磷、有效磷)和酶活性(β-葡糖苷酶、纤维二糖水解酶、α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶、蔗糖酶、淀粉酶)进行测定，利用方差分析和冗余分析探明不同植被类型土壤酶活性质量分数差异，并分析其影响要素。【结果】0～10和10～20cm土层土壤含水率、有机碳质量分数随海拔上升整体呈现上升趋势；而土壤容重随海拔上升在0～10与10～20cm土层整体呈现下降趋势；土壤全磷、全氮、铵态氮和有效磷质量分数以及pH在0～10和10～20cm土层中随海拔上升无显著变化规律；在不同海拔植被带0～10cm土层土壤各酶活性高于10～20cm土层；土壤纤维二糖水解酶与β-葡糖苷酶随海拔升高在0～10cm土层呈上升趋势，淀粉酶活性随海拔升高在0～10cm土层呈先升高后降低再升高趋势，而α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶和蔗糖酶活性在不同植被带不同土层之间均变化幅度较小且差异不显著；在0～10与10～20cm土层，土壤有机碳、全磷、铵态氮、含水率是土壤酶活性的主要影响因素。【结论】海拔梯度变化引起贺兰山西坡土壤理化性质显著变化，进而调控森林土壤酶活性沿海拔及土层分布的变化，其中土壤有机碳、pH及含水率是土壤酶活性的主要影响因素，能较好地解释土壤酶活性的海拔梯度差异。图4表1参36","container-title":"浙江农林大学学报","issue":"4","journalAbbreviation":"浙江农林大学学报","language":"zh","note":"foundation:宁夏重点研发计划项目(2022BSB03069,2021BEG02005)；国家自然科学基金资助项目(32201631)；银川市科技创新项目(2023SFZD04)；\ndownload:623\nalbum:农业科技;基础科学\nCLC:S714\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2024\nfilename:ZJLX202404014","page":"787-796","source":"CNKI","title":"贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征","volume":"41","author":[{"literal":"杨娟"},{"literal":"刘占军"},{"literal":"任振强"},{"literal":"娜荷芽"},{"literal":"赵娅茹"},{"literal":"吴梦瑶"},{"literal":"陈林"},{"literal":"李学斌"},{"literal":"周金星"},{"literal":"万龙"},{"literal":"庞丹波"}],"issued":{"date-parts":[["2024"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[6]杨娟,刘占军,任振强,等.贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征"6]。作为具有催化功能的高分子活性蛋白，土壤酶是土壤生态系统中最活跃的有机组分。它们通过催化特定的生化反应，直接参与土壤碳、氮、磷等关键营养元素的循环转化，其活性水平既能反映土壤生物化学过程的强度，也可作为评估土壤健康状态和肥力水平的重要生物指标。土壤酶研究可追溯至1893年，Woods首次在土壤中发现具有催化还原反应的酶类，这一突破性发现为土壤酶学发展奠定基础。随着分子生物学技术的进步，20世纪50至80年代中期共鉴定出60余种土壤酶活性，极大拓展了该领域的研究维度ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"UQUeX4li","properties":{"formattedCitation":"\\super[7]\\nosupersub{}","plainCitation":"[7]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":449,"uris":["/users/16072823/items/C7LH9IHL"],"itemData":{"id":449,"type":"article-journal","abstract":"放牧是人类管理利用草地生态系统的最主要途径之一.食草动物的采食、践踏、卧息和排泄物归还等干扰不仅会改变草地地上植物群落,也会对土壤养分循环产生显著的影响.随着人类活动的加剧,放牧强度和频率也在逐渐增加,从而对草地土壤氮素循环关键过程产生重要影响.放牧主要通过改变土壤的物理性质、土壤氮库以及微生物的组成和结构,进而影响氮素在土壤中的迁移与转化.适度放牧会促进土壤氮素的矿化过程和硝化过程,加快氮素的周转,有利于植物吸收可利用氮素,而对于反硝化的影响与草地的水热条件和土壤类型等密切相关.目前,关于放牧强度对土壤氮素循环关键过程影响的研究结果不一致,其影响机制尚不明晰,尤其对于不同类型的草原仍存在较大的差异.本研究在大量查阅国内外已有研究结果的基础上,论述了放牧对土壤氮素循环关键过程的影响效应,总结了放牧对土壤氮素循环的影响机制,指出了目前研究过程中存在的不足,并对未来研究中值得重点关注和深入研究的科学问题进行了探讨与展望,为进一步理解放牧对草地土壤氮素循环的影响提供参考.","container-title":"应用生态学报","DOI":"10.13287/j.1001-9332.201910.021","issue":"10","journalAbbreviation":"应用生态学报","language":"zh","note":"foundation:国家自然科学基金项目(41773070)；中国科学院科技服务网络计划项目(KFJ-STS-ZDTP-036);中国科学院青年创新促进会项目(2018056)资助~~；\ndownload:1584\nalbum:基础科学;农业科技\nCLC:S812.2\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2019\nfilename:YYSB201910002","page":"3277-3284","source":"CNKI","title":"放牧对草地土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展","volume":"30","author":[{"literal":"王芳芳"},{"literal":"徐欢"},{"literal":"李婷"},{"literal":"伍星"}],"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[7]王芳芳,徐欢,李婷,等.放牧对草地土壤氮素循环关键过程的影响与机制研究进展"7]。国际酶学委员会（1961）依据催化反应类型将土壤酶系统划分为六大类：氧化还原酶类（EC1）、转移酶类（EC2）、水解酶类（EC3）、裂合酶类（EC4）、连接酶类（EC6）和异构酶类（EC5）ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"GQnV74zA","properties":{"formattedCitation":"\\super[8]\\nosupersub{}","plainCitation":"[8]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":450,"uris":["/users/16072823/items/4BDBS4I3"],"itemData":{"id":450,"type":"article-journal","abstract":"研究长期施肥下红壤双季稻田土壤胞外酶活性(EEAs)变化特征及其主要驱动因子,可为该地区稻田土壤培肥和合理施肥提供理论依据。选择持续了37a的长期定位试验的不施肥(CK)、化肥(NPK)、高倍化肥(HNPK)和化肥有机肥配施(NPKM)4个处理,采用微孔板荧光法测定了土壤胞外酶活性,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并通过主成分分析和冗余分析探讨土壤胞外酶分布特征及其与土壤养分和微生物生物量碳氮的关系。研究结果显示,长期施肥提高了土壤养分含量和水稻产量;与CK处理相比,NPKM处理土壤MBC和MBN分别提高了60.2%和60.4%,土壤α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)活性分别提高12.7%、41.1%、36.2%和50.0%,酚氧化酶(POX)活性下降29.7%。红壤稻田土壤EEAs的变化主要由养分因子驱动,其中土壤全氮(TN)和MBC是关键的决定因子,分别解释了酶活性变异的34.3%和20.9%。化肥配施有机肥有利于土壤养分、微生物生物量和土壤胞外酶活性提高,是维持作物高产和提升土壤质量最优的施肥管理措施。","container-title":"土壤学报","issue":"3","journalAbbreviation":"土壤学报","language":"zh","note":"foundation:国家重点研发计划项目（2016YFD0300900）；国家自然科学基金项目（31560582,31601263）资助~~；\ndownload:2056\nalbum:农业科技\nCLC:S154\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2021\nfilename:TRXB202103010","page":"628-637","source":"CNKI","title":"长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响","volume":"58","author":[{"literal":"夏文建"},{"literal":"柳开楼"},{"literal":"张丽芳"},{"literal":"刘佳"},{"literal":"叶会财"},{"literal":"邓国强"},{"literal":"李大明"},{"literal":"李祖章"},{"literal":"王萍"},{"literal":"李瑶"},{"literal":"杨成春"},{"literal":"彭春瑞"},{"literal":"陈金"}],"issued":{"date-parts":[["2021"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[8]夏文建,柳开楼,张丽芳,等.长期施肥对红壤稻田土壤微生物生物量和酶活性的影响"8]。其中四类酶在土壤生态过程中具有突出作用：（1）氧化还原酶通过催化电子转移反应（如过氧化物酶、过氧化氢酶），参与有机物分解和能量转化；（2）水解酶主导水解反应（如纤维素酶、脲酶），驱动大分子有机物的矿化过程；（3）裂合酶催化双键断裂反应（如谷氨酸脱羧酶），影响有机酸代谢；（4）转移酶通过官能团转移（如转糖苷酶）参与能量传递和物质转化。这些酶类共同构成土壤生物化学反应的网络体系，在有机质分解、养分循环和能量流动等关键生态过程中发挥枢纽作用，对维持土壤肥力和生态系统功能具有决定性影响。20世纪80年代后期，土壤酶学研究进入新阶段，研究重点从基础分类转向环境响应机制与生态功能解析。学者们开始关注环境因子变化对酶活性时空格局的影响，以及酶系统在物质循环中的功能重要性，这为深入理解土壤生态系统的调控机制提供了新的视角。国内外研究现状影响土壤酶活性的因素土壤的一切生物化学过程，都是在土壤酶的参与下进行。随着科学研究的深入，越来越多的实验表明，土壤酶系统是土壤生理生化特性的重要组成部分，它积极参与生态系统中的物质循环与能量转化，是土壤的重要组成部分之一，具有明显的分布特征ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"4QmbxXyo","properties":{"formattedCitation":"\\super[9]\\nosupersub{}","plainCitation":"[9]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":452,"uris":["/users/16072823/items/F5EA559J"],"itemData":{"id":452,"type":"article-journal","abstract":"土壤酶在生态系统的物质循环和能量转化过程中扮演重要的角色。对土壤酶活性的时空动态分布、酶活性对土壤水气热状况、土壤酸碱性、土壤有机质以及外源营养物质输入的响应研究进展进行了综述。进一步加深理解土壤酶在生态系统中的重要作用,并对湿地生态系统土壤酶活性的研究发展前景进行了展望。","container-title":"土壤通报","DOI":"10.19336/ki.trtb.2009.04.050","issue":"4","journalAbbreviation":"土壤通报","language":"zh","note":"foundation:国家自然科学基金(40771189)；中国科学院重要方向性项目(kzcx2-yw-309)；中国科学院“东北振兴”项目(DBZX-2-024)资助；\ndownload:4082\nalbum:农业科技\nCLC:S154.2\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFD2009\nfilename:TRTB200904053","page":"951-956","source":"CNKI","title":"土壤酶活性对生态环境的响应研究进展","volume":"40","author":[{"literal":"万忠梅"},{"literal":"宋长春"}],"issued":{"date-parts":[["2009"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[9]万忠梅,宋长春.土壤酶活性对生态环境的响应研究进展"9]。土壤物理、化学性质、微生物数量和多样性等与土壤酶活性具有显著的相关关系ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"spcH3Bqg","properties":{"formattedCitation":"\\super[10\\uc0\\u8211{}13]\\nosupersub{}","plainCitation":"[10–13]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":453,"uris":["/users/16072823/items/YR5QPVUW"],"itemData":{"id":453,"type":"article-journal","abstract":"本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。","container-title":"土壤","issue":"2","journalAbbreviation":"土壤","language":"zh","note":"foundation:国家自然科学基金项目(40371073)；江苏省自然科学基金项目(BK2005169)资助。；\ndownload:3010\nalbum:农业科技\nCLC:S154\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFD2007\nfilename:TURA200702002","page":"157-163","source":"CNKI","title":"土壤质量生物学指标研究进展","author":[{"literal":"唐玉姝"},{"literal":"魏朝富"},{"literal":"颜廷梅"},{"literal":"杨林章"},{"literal":"慈恩"}],"issued":{"date-parts":[["2007"]]}}},{"id":455,"uris":["/users/16072823/items/85BC7UZZ"],"itemData":{"id":455,"type":"article-journal","abstract":"为明确改良柚园酸化土壤最佳施肥方式，本研究通过为期两年的蜜柚田间试验，探究农户常规施肥（FFP）、优化施肥（OPT）和施用有机肥（OF）对表层（0～20cm）和亚表层（20～40cm）土壤pH值、养分含量、酶活性和土壤微生物群落的影响。结果表明，与FFP相比，OF处理可显著提高土壤pH值和有机质含量，而OPT处理使表层土壤有机质含量显著降低。与FFP相比，OF处理表层土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加，亚表层土壤脲酶和磷酸酶活性显著增加。与FFP相比，OPT和OF处理增加了土壤细菌多样性，而OF处理降低了真菌多样性。与FFP相比，OPT和OF处理使土壤优势细菌门中变形菌门相对丰度降低，而酸杆菌门相对丰度增加，且对亚表层土壤影响更明显。在优势真菌门中，与FFP相比，OPT处理担子菌门相对丰度降低，而子囊菌门相对丰度有所增加，OF处理则与其相反，且在表层土中效果更为明显。在优势细菌属中，与FFP相比，OPT和OF处理表层土壤慢生根瘤菌相对丰度有所增加，热酸菌相对丰度有所降低。在优势真菌属中，与FFP相比，OPT处理降低了表层土壤中原隐球菌和木霉菌以及亚表层土壤中原隐球菌的相对丰度；OF处理提升了表层土壤中原隐球菌以及亚表层土壤中原隐球菌和木霉菌的相对丰度。综上，优化施肥和施用有机肥可提升土壤pH值，增加微生物多样性，改善土壤微生物群落结构，激发土壤酶活性，为蜜柚树体的生长提供良好的土壤微生态环境，以施用有机肥效果更佳。本研究结果为蜜柚化肥减量与提质增效提供了技术参考。","container-title":"核农学报","issue":"4","journalAbbreviation":"核农学报","language":"zh","note":"foundation:福建省科技厅农业引导性项目（2021N0008）；国际镁营养研究所开放课题（IMI2018-07）；\ndownload:438\nalbum:农业科技;基础科学\nCLC:S666.3;S153;S154.3\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2025\nfilename:HNXB202504016","page":"827-838","source":"CNKI","title":"不同施肥处理对柚园土壤化学及微生物特性的影响","volume":"39","author":[{"literal":"邹爽"},{"literal":"武奥琳"},{"literal":"潘住财"},{"literal":"饶新豪"},{"literal":"吴良泉"},{"literal":"冯人伟"},{"literal":"杨文浩"}],"issued":{"date-parts":[["2025"]]}}},{"id":457,"uris":["/users/16072823/items/PRNV5DQL"],"itemData":{"id":457,"type":"article-journal","abstract":"土壤氮循环酶活性可作为表征土壤肥力水平和氮素转化的重要指标。为明确长期施肥对南方双季稻区稻田根际土壤氮循环酶活性的影响，依托长期(37a)定位施肥试验田，系统分析了4种施肥处理(不施肥(CK)、单施化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)和30%有机肥+70%化肥(OM))根际土壤氮循环相关酶活性以及其与土壤化学性质的相关性。结果表明：OM和RF处理较MF和CK处理显著增加了根际土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮和微生物量氮含量，提高了水稻产量。OM和RF处理根际土壤脲酶和亚硝酸还原酶活性均显著高于MF和CK处理；RF处理根际土壤羟胺还原酶活性最大，分别比CK、MF和OM处理增加了21.7%,13.0%,8.7%;OM处理根际土壤蛋白酶、固氮酶、硝酸还原酶和氧化亚氮还原酶活性最大，较MF处理分别显著增加了20.0%,26.1%,426.1%,26.7%;CK处理稻田根际土壤一氧化氮还原酶活性显著高于MF、RF和OM处理。相关性分析结果表明，根际土壤硝酸还原酶、固氮酶、氧化亚氮还原酶、脲酶、蛋白酶活性与土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮、微生物量氮含量以及水稻产量之间均呈极显著正相关，而根际土壤一氧化氮还原酶与土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮、微生物量氮含量和水稻产量之间均呈显著或极显著负相关，表明土壤化学特性、产量与根际土壤氮循环酶活性密切相关。冗余分析(RDA)表明，第一排序轴能解释根际土壤酶活性的93.34%,土壤硝态氮、全氮和有机碳含量是驱动根际土壤氮循环酶活性变化的关键因素。因此，长期采用有机物料(有机肥和秸秆)替代部分化肥通过改善土壤化学和生物学特性，促进土壤氮循环酶活性，达到培肥稻田土壤的效果。","container-title":"华北农学报","issue":"1","journalAbbreviation":"华北农学报","language":"zh","note":"foundation:国家重点研发计划课题(2023YFD2301403-3)；湖南省自然科学基金项目(2022JJ30352)；国家自然科学基金项目(U21A20187)；湖南省土壤肥料研究所所长基金(2022tfs101)；\ndownload:471\nalbum:农业科技\nCLC:S511.42;S154.2\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2025\nfilename:HBNB202501013","page":"113-121","source":"CNKI","title":"长期施肥对双季稻田根际土壤氮循环酶活性及产量的影响","volume":"40","author":[{"literal":"郭勇"},{"literal":"文丽"},{"literal":"石丽红"},{"literal":"李超"},{"literal":"程凯凯"},{"literal":"罗浛方"},{"literal":"李海容"},{"literal":"周国栋"},{"literal":"唐海明"}],"issued":{"date-parts":[["2025"]]}}},{"id":497,"uris":["/users/16072823/items/GZLFABRV"],"itemData":{"id":497,"type":"article-journal","abstract":"Biocharamendmentisoneofthemostpromisingagriculturalapproachestotackleclimatechangebyenhancingsoilcarbon(C)sequestration.Microbial-mediateddecompositionprocessesarefundamentalforthefateandpersistenceofsequesteredCinsoil,buttheunderlyingmechanismsareuncertain.Here,wesynthesise923observationsregardingtheeffectsofbiocharaddition(overperiodsrangingfromseveralweekstoseveralyears)onsoilC-degradingenzymeactivitiesfrom130articlesacrossfivecontinentsworldwide.Ourresultsshowedthatbiocharadditionincreasedsoilligninaseactivitytargetingcomplexphenolicmacromoleculesby7.1%,butsuppressedcellulaseactivitydegradingsimplerpolysaccharidesby8.3%.TheseshiftsinenzymeactivitiesexplainedthemostvariationofchangesinsoilCsequestrationacrossawiderangeofclimatic,edaphicandexperimentalconditions,withbiochar-inducedshiftinligninase:cellulaseratiocorrelatingnegativelywithsoilCsequestration.Specifically,short-term(<1year)biocharadditionsignificantlyreducedcellulaseactivityby4.6%andenhancedsoilorganicCsequestrationby87.5%,whereasnosignificantresponseswereobservedforligninaseactivityandligninase:cellulaseratio.However,long-term(≥1year)biocharadditionsignificantlyenhancedligninaseactivityby5.2%andligninase:cellulaseratioby36.1%,leadingtoasmallerincreaseinsoilorganicCsequestration(25.1%).Theseresultssuggestthatshiftsinenzymeactivitiesincreasedligninase:cellulaseratiowithtimeafterbiocharaddition,limitinglong-termsoilCsequestrationwithbiocharaddition.OurworkprovidesnovelevidencetoexplainthediminishedsoilCsequestrationwithlong-termbiocharadditionandsuggeststhatearlierstudiesmayhaveoverestimatedsoilCsequestrationwithbiocharadditionbyfailingtoconsiderthephysiologicalacclimationofsoilmicroorganismsovertime.","container-title":"BiologicalReviews","DOI":"10.1111/brv.12949","ISSN":"1469-185X","issue":"4","journalAbbreviation":"Biol.Rev.","language":"en","license":"©2023TheAuthors.BiologicalReviewspublishedbyJohnWiley&SonsLtdonbehalfofCambridgePhilosophicalSociety.","note":"_eprint:/doi/pdf/10.1111/brv.12949","page":"1184-1199","source":"WileyOnlineLibrary","title":"Trade-offsincarbon-degradingenzymeactivitieslimitlong-termsoilcarbonsequestrationwithbiocharaddition","volume":"98","author":[{"family":"Feng","given":"Jiao"},{"family":"Yu","given":"Dailin"},{"family":"Sinsabaugh","given":"RobertL."},{"family":"Moorhead","given":"DarylL."},{"family":"Andersen","given":"MathiasNeumann"},{"family":"Smith","given":"Pete"},{"family":"Song","given":"Yanting"},{"family":"Li","given":"Xinqi"},{"family":"Huang","given":"Qiaoyun"},{"family":"Liu","given":"Yu-Rong"},{"family":"Chen","given":"Ji"}],"issued":{"date-parts":[["2023"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[\o"[13]Feng,J,Yu,D,Sinsabaugh,RL,etal.Trade-offsincarbon-degradi"10–13]。土壤酶不仅参与土壤中有机物的分解、转化及能量循环等重要的生化过程，而且还可以活化土壤中碳、氮、磷等营养元素，为植物和土壤微生物提供生存所需的营养物质和能量，其在生态系统中物质转化和能量流动等重要的生化过程中起着调控作用ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"1pxDUCmp","properties":{"formattedCitation":"\\super[6,14]\\nosupersub{}","plainCitation":"[6,14]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":444,"uris":["/users/16072823/items/HAWV9ZXY"],"itemData":{"id":444,"type":"article-journal","abstract":"【目的】探讨贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质对土壤酶活性的影响，为干旱区森林生态系统土壤酶活性变化、养分循环模式和调节机制研究提供参考依据。【方法】以贺兰山西坡土壤为研究对象，按照海拔梯度依次选择荒漠草原(海拔1349m)、灰榆Ulmusglaucescens林(1905m)、蒙古扁桃Amygdalusmongolica灌丛(2134m)、油松Pinustabuliformis林(2150m)、青海云杉Piceacrassifolia-山杨Populusdavidiana混交林(2160m)、青海云杉林(2635m)和亚高山草甸(2664m)等7种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地，通过野外调查取样与室内分析相结合的方法，对土壤理化性质(含水率、容重、pH、有机碳、铵态氮、全氮、全磷、有效磷)和酶活性(β-葡糖苷酶、纤维二糖水解酶、α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶、蔗糖酶、淀粉酶)进行测定，利用方差分析和冗余分析探明不同植被类型土壤酶活性质量分数差异，并分析其影响要素。【结果】0～10和10～20cm土层土壤含水率、有机碳质量分数随海拔上升整体呈现上升趋势；而土壤容重随海拔上升在0～10与10～20cm土层整体呈现下降趋势；土壤全磷、全氮、铵态氮和有效磷质量分数以及pH在0～10和10～20cm土层中随海拔上升无显著变化规律；在不同海拔植被带0～10cm土层土壤各酶活性高于10～20cm土层；土壤纤维二糖水解酶与β-葡糖苷酶随海拔升高在0～10cm土层呈上升趋势，淀粉酶活性随海拔升高在0～10cm土层呈先升高后降低再升高趋势，而α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶和蔗糖酶活性在不同植被带不同土层之间均变化幅度较小且差异不显著；在0～10与10～20cm土层，土壤有机碳、全磷、铵态氮、含水率是土壤酶活性的主要影响因素。【结论】海拔梯度变化引起贺兰山西坡土壤理化性质显著变化，进而调控森林土壤酶活性沿海拔及土层分布的变化，其中土壤有机碳、pH及含水率是土壤酶活性的主要影响因素，能较好地解释土壤酶活性的海拔梯度差异。图4表1参36","container-title":"浙江农林大学学报","issue":"4","journalAbbreviation":"浙江农林大学学报","language":"zh","note":"foundation:宁夏重点研发计划项目(2022BSB03069,2021BEG02005)；国家自然科学基金资助项目(32201631)；银川市科技创新项目(2023SFZD04)；\ndownload:623\nalbum:农业科技;基础科学\nCLC:S714\ndbcode:CJFQ\ndbname:CJFDLAST2024\nfilename:ZJLX202404014","page":"787-796","source":"CNKI","title":"贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征","volume":"41","author":[{"literal":"杨娟"},{"literal":"刘占军"},{"literal":"任振强"},{"literal":"娜荷芽"},{"literal":"赵娅茹"},{"literal":"吴梦瑶"},{"literal":"陈林"},{"literal":"李学斌"},{"literal":"周金星"},{"l