全 文 ：28 2016 年第 32 卷第 4 期
林 业 与 环 境 科 学
Forestry and Environmental Science
套种棘托竹荪对毛竹林土壤理化性质、磷脂脂肪酸特性
和酶活性的影响*
王　波 1,2　　沈　泉 3　　朱　炜 4　　沈　鑫 1,2　　李　琴 1,2
（1. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；2. 浙江省竹类研究重点实验室，浙江 杭州 310023；
3. 浙江省长兴县林业局，浙江 长兴 313100；4. 湖州市林业局，浙江 湖州 313000）
摘要 对套种棘托竹荪（Dictyophora echinovolvata）毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens）
林土壤理化性质、土壤磷脂脂肪酸特性及其土壤酶活性进行了研究。结果表明：相比未套种林分毛竹林
套种棘托竹荪能显著增加土壤有机质含量（P<0.05），土壤 pH值提高了 4.97%；显著提高了全氮、速效
氮、全磷的含量，增加了钾的活性（P<0.05）；微生物群落结构存在差异，套种显著提高了土壤总 PLFA、
细菌和真菌的含量（P<0.05），细菌 /真菌比值有所下降；脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、氧化氢酶、磷酸酶的
活性显著升高（P<0.05），分别比未套种提高了 58.33%、50.00%、21.43%、19.12%、5.43%。
关键词 毛竹；棘托竹荪；套种；磷脂脂肪酸；酶活性
中图分类号：S759.7　　文献标识码：A　　文章编号：2096-2053（2016）04-0028-05
Effects of Interplanting Dictyophora echinovolvata on Physicochemical
Properties, Phospholipid Fatty Acids Characters and Enzyme Activities in
Soil of Phyllostachys heterocycla cv. pubescens
WANG Bo1,2　　SHEN Quan3　　ZHU Wei4　　SHEN Xin1,2　　LI Qin1,2
（1. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou, Zhejiang 310023, China; 2. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Bamboo Research,
Hangzhou, Zhejiang 310023, China; 3.Changxing Forestry Bureau of Zhejiang, Changxing, Zhejiang 313100, China; 4. Huzhou
Forestry Bureau of Zhejiang, Huzhou, Zhejiang 313000, China）
Abstract This research investigated the physicochemical properties, phospholipid fatty acids (PLFAs)
characters and enzymes activities in soil of Phyllostachys heterocycla cv. pubescens, which was interplanted by
Dictyophorae chinovolvata. The results showed that, interplanting D. echinovolvata significantly increased the
organic matter contents of soil (P<0.05) and the soil pH value raised by 4.97%. The content of total nitrogen,
available nitrogen and total phosphorous were significantly increased, and the activity of potassium was also
increased (P<0.05). Microbial community structures were different, PLFAs and counts of bacteria and fungi
were raised (P<0.05), and the ratio of bacteria and fungi was declined. The activities of urease, sucrose, protease,
catalase and phosphatase were increased by 58.33%, 50.00%, 21.43%, 19.12% and 5.43% respectively.
Keywords Phyllostachys heterocycla cv. pubescens; Dictyophora echinovolvata; intercropping;
phospholipid fatty acids; enzyme activities
* 基金项目：浙江省省属科研院所扶持专项（2013F50010）；浙江省创新团队建设与人才培养项目“竹类研究创新团队建设”
（2012F20024）。
第一作者：王波（1981— ），男，副研究员，主要从事竹林培育及竹类资源开发利用研究，E-mail:769242204@qq.com。
通信作者：李琴（1963— ），女，研究员，主要从事竹类研究，E-mail: 673343742@qq.com。
29王　波等：套种棘托竹荪对毛竹林土壤理化性质、磷脂脂肪酸特性和酶活性的影响
毛竹（Phyllostachys heterocycla cv. pubescens）
是我国优良的笋材两用竹种，具有重要的经济价
值。随着毛竹林经营成本日趋提高，比较效益逐
渐下降。有效利用毛竹林下空间，开展复合经营
能显著提高竹林土地产出率和经济效益。毛竹林
下套种棘托竹荪（Dictyophora echinovolvata）是
一种新的复合经营模式，可以充分利用毛竹林间
的郁闭条件，提高毛竹林经营效益，又能促进竹
林生长，可大幅改善土壤的理化性质，其中有机
质、水溶性氮、速效磷、速效钾含量有明显的增
加 [1-2]。有关竹林间套种竹荪对林地土壤微生物的
影响研究还未见报道。
土壤微生物群落结构被认为是最有潜力的敏
感性生物指标之一，其变化能及时反映出土壤健
康或质量的变化 [3]。土壤的演变过程很大程度上
受到土壤微生物群落组成的限制 [4]。外界环境条
件如耕作方式，管理措施等的变化对土壤微生物
的影响十分明显。相对于传统的微生物培养方法，
磷脂脂肪酸 (phospholipid fattyacids，PLFA) 分析
技术能快速、准确的分析出土壤微生物生物量、
组成以及群落信息等，被广泛地应用于土壤微生
物多样性研究 [5]。本文通过对套种棘托竹荪的毛
竹林土壤养分、酶活性及磷脂脂肪酸微生物状况
进行研究，分析套种竹荪和竹林土壤性质之间的
相互影响，为更好的开展毛竹林下种植竹荪提供
理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验地概况
试验地设在浙江省湖州市妙西镇妙西村，地
理坐标为 119° 14′ ~120° 29′ E，30° 23′ ~31° 11′ N，
该地区年平均气温 15.2~15.6  ℃，最冷月（1
月）平均气温 3.2 ℃，最热月（7 月）平均气温
28.4 ℃，年极端最高气温 39.0 ℃，极端最低气
温 -11.1 ℃，年日照时数 2 124.5 h，年平均无霜
期 250 d，年平均降水量 1 400 mm。土壤平均容重
1.22（g · cm-3），pH 值 4.9~6.7。试验地是大小年
比较明显的毛竹林，1 度、2 度、3 度竹各占 1/3，
竹林郁闭度为 0.6~0.8。
1.2　试验方法
毛竹林套种竹荪试验连续两年进行，分别于
2014 年 4 月和 2015 年 4 月开始种植。试验设置套
种竹荪和不套种 2 种处理（试验前，竹林抚育措
施一致，林分结构大致相同），各设 1 个面积为 20
m×20 m 的小区，每种处理设置 3 次重复，每个
重复种植竹荪菌棒 200 包。相邻区块之间设置缓
冲带，在缓冲带中间开挖宽 40 cm、深 50 cm 的隔
离沟。
分别在试验前即 2014 年 3 月份和竹荪采收完
毕后即套种当年 2014、2015 年 12 月份，在试验
小区范围内利用土钻采取 0~20 cm 的土壤，每小
区按“S”形混合取样，设 3 个样点，每个样点取
土 1 kg 混匀后，采用四分法取 1 kg 混合土样立即
带回实验室。土样分 2 份，一份鲜土去除植物残
根，过 40 目筛，-20 ℃冷冻保存备用，另一份自
然风干备用。
1.3　土壤测定方法
1.3.1　PLFA分析 采用修正的 Bligh&Dyer 方法 [6]
进行脂类提取和磷酸酯脂肪酸分析。
1.3.2　土壤化学性质及酶活性测定 pH 值用酸度
计测得；有机质用重铬酸钾外加热法；土壤全 N
用凯氏定氮法；土壤全 P、全 K 用氢氟酸和高氯
酸消煮后由 ICP 测得；NO3
--N 用 KCl 浸提液直接
比色测得；NH4
+-N 用 KCl 浸提液以靛酚蓝比色法
测得；有效 P 用 NH4F-HCl 浸提液以钼锑抗比色法
测得；速效 K 用乙酸铵浸提后由火焰光度计测得。
脲酶用苯酚钠比色法；过氧化氢酶用高锰酸
钾滴定法；蔗糖酶用硫代硫酸钠滴定法；磷酸酶
用磷酸苯二钠比色法；蛋白酶用茚三酮比色法。
脲酶以 24 h 后每 g 土中 NH4
+-N 的质量（mg）表
示；过氧化氢酶以每 g 土消耗 0.1 mol · L- 1 高锰酸
钾的体积（mL）表示；蔗糖酶以每 g 土消耗 0.1
mol · L - 1 硫代硫酸钠的体积（mL）表示。磷酸酶
以 24 h 后 1 g 土壤中释放出的酚的质量（mg）表
示；蛋白酶以每克土壤在 37 ℃下 24 h 内酶解蛋白
质释放的 NO3
--N 的质量（µg）表示。
1.4　数据分析
数据为 3 次重复平均值，采用 Microsoft excel
2007 进行数据初步统计，采用 SPSS 20.0 软件对
数据进行方差分析、相关性分析和回归分析，同
组数据采用 LSD 法检验差异显著性。
2　结果与分析
2.1　套种棘托竹荪毛竹林土壤理化性质的变化
套种棘托竹荪和未套种的毛竹林土壤理化性
质见表 1。毛竹林套种棘托竹荪处理显著增加土
林 业 与 环 境 科 学　2016 年第 32 卷第 4 期30
壤有机质含量（P<0.05），与未套种毛竹林相比，
有机质含量增加了 26.77%，土壤 pH 值升高了
4.97%，土壤物理性状有明显改善。这是由于毛竹
林套种棘托竹荪后，施用了大量的有机质作肥料，
棘托竹荪在 5 个多月的生长过程中，不断分解高
分子化合物，分泌各种有机无机代谢产物，再加
上菌渣作为有机肥翻入土壤后故能增加土壤有机
质含量。
棘托竹荪在套种过程中，除了投入的大量基
质（此处指棘托竹荪的栽培基质）外，自身也形
成菌丝残体，并不断的分解其他生物残体，转变
成有机肥源；菌体在活动过程中产生的有机无机
酸可以将土壤中潜在的肥源解析出来，同时菌体
的分泌作用能增加土壤活性胶体，大大的缓解养
分的流失，从而达到增加土壤养分的作用。由表
1 可知，与未套种毛竹林相比，套种棘托竹荪后，
全氮、全磷、速效氮、有效磷、速效钾分别增加
了 28.1%、15.3%、27.3%、21.1%、18.8%， 显 著
高于未套种处理（P<0.05），全钾含量无显著差
异。由此可见，毛竹林套种竹荪后显著提高了全
氮、速效氮、全磷的含量，增加了钾的活性。
2.2　套种棘托竹荪毛竹林土壤微生物磷脂脂肪酸
的变化
从供试土样中共检测出 24 种 PLFA，其中有
15 种细菌，2 种真菌，3 种放线菌（表 2）。套种
竹荪对毛竹林土壤总磷脂脂肪酸含量有显著影响
（P<0.05），套种竹荪毛竹林总磷脂脂肪酸含量为
71.7 nmol/g，比未套种毛竹林提高了 56.41%，可
见套种竹荪能为竹林土壤微生物提供充足营养物，
使其代谢活动频繁，从而提高了微生物的总含量。
由表 2 可知，套种竹荪毛竹林细菌、真菌、
放线菌含量均高于未套种毛竹林，其中含量最多
的是细菌，其次是真菌，放线菌最少。土壤细菌
/ 真菌值是反映土壤微生物群落结构的重要指标。
套种竹荪后毛竹林细菌 / 真菌值有所下降。
2.3　套种棘托竹荪毛竹林土壤酶活性的变化
由表 3 可知，套种棘托竹荪的毛竹林过氧化
氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性与
未套种相比均有不同程度的增加，增幅由大到小
依次为脲酶（58.33%）＞蔗糖酶（50.00%）＞蛋
白酶（21.43%）＞氧化氢酶（19.12%）＞磷酸酶
（5.43%）。土壤脲酶活性与竹荪生长有密切关系，
表 1　套种竹荪毛竹林土壤养分含量
处理 pH 值 有机质/（g · kg-1）
全 N
/（g · kg-1）
全 P
/（g · kg-1）
全 K
/（g · kg-1）
速效 N
/（mg · kg-1）
有效 P
/（mg · kg-1）
速效 K
/（mg · kg-1）
试验前
未套种
5.56±0.08 a
5.63±0.05 a
24.97±0.21 a
26.22±0.24 a
0.68±0.003 a
0.64±0.006 a
1.21±0.01 a
1.24±0.02 a
20.33±0.09
21.07±0.10
98.4±0.42 a
96.3±0.45 a
218.72±2.11 a
335.40±2.71 b
99.2±0.51 a
98.7±0.42 a
套种 5.91±0.05 b 33.24±0.19 b 0.82±0.007 b 1.43±0.02 b 20.85±0.08 122.6±0.56 b 406.23±2.52 c 117.3±0.40 b
注：表中数据为平均值±标准差；同列数据后不同小写字母表示在α=0.05 水平上差异显著。
 表 2　套种竹荪毛竹林土壤 PLFA 类型和磷脂脂肪酸含量 nmol•g-1
PLFA 试验前 未套种 套种
细菌
Gram+（a15:0，i16:0，a17:0）
Gram-（cyl7:0，cyl9:0）
好氧细菌（16:1 ω7c，18:1ω7）
其它细菌（15:0，16:0，17:0，i17:0，i19:0，
i19:0，a19:0，16:1ω9t）
20.11 a
5.24
2.24
4.08
8.55
19.70 a
5.22
2.77
3.66
8.05
28.28 b
6.09
3.29
5.49
13.41
真菌（18:2ω6，18:1ω9） 13.23 a 12.44 a 18.91 b
细菌 / 真菌值 1.52 ab 1.58 b 1.49 a
放线菌（l0Mel8:0，10Me18:0，10Me19:0） 3.66 a 3.51 a 13.02 b
其它微生物（i14:0，a16:0，19:0，21:0） 6.06 a 7.21 ab 10.88 b
微生物总 PLFA 43.72 43.56 71.70
注：同行数据后不同小写字母表示在α=0.05 水平上差异显著。
31王　波等：套种棘托竹荪对毛竹林土壤理化性质、磷脂脂肪酸特性和酶活性的影响
脲酶活性增强，有利于土壤中氮元素的转化，为
竹荪生长提供所需的营养物质。竹荪生长期间新
陈代谢旺盛，土壤呼吸强度加大，微生物群落发
生变化，土壤肥力处于最佳时期，也是蔗糖酶最
为活跃的阶段。
由表 4 可知，套种棘托竹荪毛竹林土壤酶活
性与土壤养分联系紧密。有机质含量和土壤蛋白
酶活性呈极显著正相关（P<0.01），和土壤磷酸酶
为极显著负相关（P<0.01），而和土壤过氧化氧
酶、蔗糖酶、脲酶活性相关性不显著。和磷酸酶
不同，土壤蛋白酶活性和土壤有机质呈极显著正
相关，蛋白酶除了和有机质和水解氯有极显著相
关外（P<0.01），和土壤有效磷含量、土壤过氧化
氢酶、蔗糖酶和磷酸酶括性相关性均达显著或极
显著水平。
3　结论与讨论
毛竹林套种棘托竹荪作为一种新的竹林套种
模式，明显改善了土壤的物理性状和化学性质，
明显提高竹林土壤有机质的含量，显著提高了全
氮、速效氮、全磷的含量，增加了钾的活性。这
与茶园套种大球盖菇（Stropharia rugosoannulata）
的研究结果一致 [7]。
在本研究中共检测出 24 种磷脂脂肪酸单体
（PLFA），有 15 种细菌，2 种真菌，3 种放线菌，
表明套种棘托竹荪在一定程度上使毛竹林土壤微
生物群落结构发生了改变。有研究认为，作物栽
培期间细菌、真菌和放线菌数目明显增加，同时
肥力得到提升 [8]。由于竹林套种竹荪增加了土壤
的养分含量，提高了土壤质量，为能高效利用碳
源等能源的微生物种群提供了有利环境，进而改
变了微生物群落结构。本研究结果表明，套种竹
荪毛竹林土壤微生物中细菌比例高达 39.44%，可
见细菌在竹荪生长过程中起着至关重要的作用。
其次是真菌，所占比例为 26.37%，对土壤微生物
环境也起着关键的作用。套种竹荪后，毛竹林土
壤细菌 / 真菌值有所降低，这说明竹荪生长后，土
壤中的竹荪菌丝改变了土壤的环境因子，促进了
土壤真菌的繁殖，真菌在整个微生物区系中所占
的比例增加。
酶活性可以作为衡量土壤质量的指标。土壤
酶在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作
用，是土壤新陈代谢的主要因素之一，其活性反
映了土壤微生物代谢和物质转化情况，能够较早
地反映土壤利用和生物变化 [9]。由于它对环境和
管理因素导致的变化具有较强的敏感性，同时具
有测定方法相对简单、操作性强的特点，因此一
直被看作是比较理想的反映土壤质量的综合度量
指标。土壤酶的种类很多，本研究主要涉及了与
有机碳、有机氮以及有机磷转化密切相关的水解
表 3　套种竹荪毛竹林土壤酶活性
处理
过氧化氢酶
/（mL · kg-1 · min-1）
蔗糖酶
/（mg · g-1 · d-1）
磷酸酶
/（mg · g-1 · h-1）
脲酶
/（mg · kg-1 · d-1）
蛋白酶
/（mg · kg-1 · d-1）
试验前 55.9±1.07 1.29±0.19 7.97±0.28 0.44±0.04 0.88±0.04
未套种 56.5±1.21 1.32±0.16 7.92±0.33 0.48±0.02 0.84±0.05
套种 67.3±1.31 1.98±0.27 8.35±0.51 0.76±0.05 1.02±0.06
注：表中数据为平均值±标准差。
表 4　套种竹荪毛竹林土壤酶活性和土壤养分含量的相关分析
因子
有机质
x1
水解 N
x2
有效 P
x3
速效 K
x4
过氧化氢酶
x5
蔗糖酶
x6
磷酸酶
x7
脲酶
x8
蛋白酶
x9
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
x8
x9
1.00 0.826**
1.00
0.722**
0.753**
1.00
0.320
0.483*
0.768**
1.00
0.231
0.366
0.344
0.348
1.00
0.376
0.459*
0.388
0.189
0.733**
1.00
-0.678**
-0.660**
-0.875**
-0.754**
-0.248
-0.273
1.00
0.172
0.050
0.222
-0.312
-0.085
-0.076
0.210
1.00
0.801**
0.962**
0.783**
0.490*
0.357
0.441*
-0.647**
0.845**
1.00
注：“**”表示在α=0.01 水平上相关性显著，“*”表示在α=0.05 水平上相关性显著。
林 业 与 环 境 科 学　2016 年第 32 卷第 4 期32
酶。毛竹林在套种棘托竹荪后，脲酶、土壤过氧
化氢酶、蔗糖酶，磷酸酶和蛋白酶活性均有所增
加。这表明，竹荪在生长过程中需要大量营养物
质，脲酶活性增强促进了土壤中氮素的转化。一
般土壤有机质和各类酶活性均表现较好的正相关
性 [10]。研究中出现此异常情况即有机质与土壤磷
酸酶为极显著负相关（P<0.01），而和土壤过氧
酶、蔗糖酶、脲酶活性相关性不显著，这可能和
毛竹林地套种棘托竹荪过程改变了土壤酶活性自
然变化规律有关。一般情况下适量的化肥可提高
土壤酶活性，而施用过量化肥则反使土壤酶活性
下降，若连年施用复合肥就会造成土壤无机磷残
留过高，从而造成土壤磷酸酶活性严重下降。本
文中出现的异常情况是否和毛竹林地套种竹荪过
程改变了土壤酶活性自然变化规律有关还需进一
步研究。
参考文献
[1] 应国华, 吕明亮, 何林, 等. 毛竹林下栽培棘托竹荪对笋
竹及其土壤的影响[J]. 浙江林业科技, 2014, 34 (6) : 65-
67.
[2] 陈连庆, 裴致达. 竹林间种竹荪对其土壤理化性质的影
响[J]. 林业实用技术, 1991 (9) : 29-30.
[3] Manickam N, Pthak A, Saini H S, et a1. Metabolic profiles
and phylogenetic diversity of microbial communities
from chlorinated pesticides contaminated sites of different
geographical habitats of India[J]. Journal of Applied
Microbiology, 2010, l09 (4): 1458-1468.
[4] Cavigelli M A, Robertson G P. The functional significance
of denitrified community composition in a terrestrial
ecosystem[J]. Ecology, 2000, 81 (5) : 1402-1414.
[5] Zhong W H, Cai Z C. Methods for studying microbial
diversity of soil[J]. Chincse Journal of Applied Ecology,
2004, 15(5): 899-904.
[6] Gebert J, Grongrofl A, Schloter M, et a1. Communitystructure
in a methanotroph by phospholipid fatty acidbiofilter as
revealed analysis[J]. FEMs Microbiology Letters, 2004,
240 (1) : 6l-68.
[7] 李振武, 韩海东, 陈敏健, 等. 套种食用菌对茶园土壤
和茶树生长的效应[J]. 福建农业学报, 2013, 28 (11) :
1088-1092.
[8] 盂庆英, 于忠和, 贾绘彬, 等. 不同施肥处理对大豆根际
土壤微生物及土壤肥力影响[J]. 大豆科学, 2011, 30(3):
471-474.
[9] 王娟, 谷雪景, 赵吉, 等. 羊草草原土壤酶活性对土壤肥
力的指示作用[J]. 农业环境科学学报, 2006, 25(4): 934-
938.
[10] 刘国群, 庄舜尧, 孙琇华. 不同种植年限雷竹林土壤微
生物量和酶活性变化[J]. 安徽农业科学, 2012, 40 (2）:
866-868.