全 文 ：第１９卷　第６期
　Ｖｏｌ．１９　 Ｎｏ．６
草　地　学　报
ＡＣＴＡ　ＡＧＲＥＳＴＩＡ　ＳＩＮＩＣＡ
　　　２０１１年　 １１月
　 Ｎｏｖ．　　２０１１
行间生草葡萄园土壤微生物量与土壤养分的通径分析
惠竹梅１，岳泰新１，２，张振文１＊
（１．西北农林科技大学葡萄酒学院 陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心，陕西 杨凌　７１２１００；
２．包头轻工职业技术学院，内蒙古 包头　０１４０３５）
摘要：在酿酒葡萄（Ｖｉｔｉｓ　ｖｉｎｉｆｅｒａ）园行间播种白三叶草（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍ　ｒｅｐｅｎｓ　Ｌ．）、紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ　ｓａｔｉｖａ　Ｌ．）和高羊
茅（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　Ｓｃｈｒｅｂ），以清耕为对照，研究了土壤微生物量、土壤微生物呼吸强度和土壤微生物熵的变化及
其与土壤养分的关系。结果表明：与清耕（对照）相比，白三叶草和紫花苜蓿处理显著提高了土壤有机质、全氮含量，
显著降低了速效磷含量；而高羊茅处理土壤有机质和速效钾含量显著低于清耕。白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅处理
土壤微生物量Ｃ含量分别比清耕增加６５．２％，６１．６％和６．７％；微生物量Ｎ含量分别比清耕增加５３．６％，５２．４％和
１５．０％。各生草处理土壤微生物熵均显著高于清耕，但土壤微生物呼吸强度与清耕之间无显著差异。微生物学指标
总体与土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾呈显著或极显著正相关，与全磷和速效磷呈显著或极显著负相关。通径分
析表明，碱解氮、全氮是影响土壤微生物量Ｃ、Ｎ和微生物呼吸强度、微生物熵重要的直接作用因子。
关键词：葡萄园；行间生草；土壤微生物量；土壤养分；通径分析
中图分类号：Ｓ６６３．１　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００７－０４３５（２０１１）０６－０９６９－０６
Ｐａｔｈ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｓｏｉｌ　Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ　Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
ｉｎ　Ｃｏｖｅｒ　Ｃｒｏｐｐｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｖｉｎｅｙａｒｄ
ＸＩ　Ｚｈｕ－ｍｅｉ　１，ＹＵＥ　Ｔａｉ－ｘｉｎ１，２，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎ－ｗｅｎ１＊
（１．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｏｌｏｇｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ａ　＆Ｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／Ｓｈａａｎｘｉ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｖｉｔｉ－Ｖｉｎｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　７１２１００，
Ｃｈｉｎａ；２．Ｂａｏｔｏｕ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｅｇｅ，Ｂａｏｔｏｕ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　０１４０３５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ　ｐｅｒｅｎｎｉａｌ　ｌｅｇｕｍｅｓ（ｗｈｉｔｅ　ｃｌｏｖｅｒ　ａｎｄ　ａｌｆａｌｆａ）ａｎｄ　ａ　ｐｅｒｅｎｎｉａｌ　ｇｒａｓｓ（ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ）ｗｅｒｅ　ｓｏｗｎ
ｉｎ　ｉｎｔｅｒ－ｒｏｗｓ　ｏｆ　Ｃａｂｅｒｎｅｔ　ｓａｕｖｉｇｎｏｎ　ｖｉｎｅｙａｒｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒ－ｒｏｗ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏ－
ｍａｓｓ，ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ，ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｑｕｏｔｉｅｎｔ，ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ
ｗｉｔｈ　ｃｌｅａｎ　ｔｉｌａｇｅ　ａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｗｈｉｔｅ　ｃｌｏｖｅｒ　ａｎｄ　ａｌｆａｌｆａ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｏｒ－
ｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｔｏｔａｌ　Ｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｐ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ；ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｄｅ－
ｃｒｅａｓｅｄ　ｓｏｉｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ａｎｄ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｗｈｉｔｅ
ｃｌｏｖｅｒ，ａｌｆａｌｆａ　ａｎｄ　ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　６５．２％，６１．６％，６．７％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｎｉ－
ｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　５３．６％，５２．４％，１５．０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉ－
ａｌ　ｑｕｏｔｉｅｎｔｓ　ｉｎ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｓ　ｈａｄ　ｎｏ　ｓｉｇ－
ｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｓｉｇｎｉｆ－
ｉｃａｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｓｏｉｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ　Ｎ，ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ　Ｎ　ａｎｄ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ，ａｎｄ　ｓｉｇｎｉｆｉ－
ｃａｎｔ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｏｔａｌ　Ｐ　ａｎｄ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｐ．Ｐａｔｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｉｎｅｙａｒｄ　ｉｎｔｅｒ－
ｃｒｏｐｐｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｓｏｉｌ　ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ　Ｎ　ａｎｄ　ｔｏｔａｌ　Ｎ　ｗｅｒｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｍｉ－
ｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ，ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｑｕｏｔｉｅｎｔ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖｉｎｅｙａｒｄ；Ｉｎｔｅｒ－ｒｏｗ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｓ；Ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ；Ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ；Ｐａｔｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ
　　土壤耕作方式是影响土壤质量的重要因素，更
是影响农业和环境可持续发展的一个重要方面［１］。
关于表征土壤质量的指标有土壤物理指标、化学指
标、微生物学指标等，其中微生物学指标因对土壤条
件变化非常敏感，能在短时间内发生大幅度变化等
优点被广泛用于短期内土壤质量评价［２］，且越来越
受土壤研究者的关注。Ｉｓｌａｍ等［３］认为，由土壤耕
作方式带来的土壤质量退化，会伴随土壤团聚体的
收稿日期：２０１１－０７－０６；修回日期：２０１１－０９－１３
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（ｎｙｃｙｔｘ－３０－ｚｐ－０４）；西北农林科技大学青年学术骨干支持计划项目（０１１４０３０３）资助
作者简介：惠竹梅（１９６９－），女，陕西耀县人，副教授，主要从事葡萄生理生态方面研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉｚｈｕｍｅｉ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ；＊通信作者
Ａｕｔｈｏｒ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｚｈｗ６０＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ
草　地　学　报 第１９卷
分解，土壤微生物量和微生物活性的降低以及有机
质的降解。果园生草具有保持水土，优化果园生态
环境，提高土壤肥力［４～６］，以及提高果树产量和品质
等优点［７，８］。我国从２０世纪８０年代开始借鉴国外
经验，结合我国国情开展果园“生草制”的研究与推
广［９］。目前我国对果园生草的研究大多是关于土壤
理化性状、果园生态环境以及果实品质等方面，关于
果园生草对表征土壤质量的土壤微生物指标，即：土
壤微生物量、微生物呼吸强度、微生物熵的研究较
少。而土壤微生物是土壤有机无机复合体的重要组
成部分，土壤生理、生化反应的参与者和推动
者［４～６］，被认为是评价土壤质量变化最敏感最有潜
力的指标［１０］。
土壤微生物量（ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ）是土壤
养分的储库，可作为土壤肥力水平的活指标，反映了
土壤同化和矿化能力，已日渐受到土壤工作者的关
注［１１］。微生物呼吸强度（ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ）可
看作是衡量土壤微生物总的活性指标，它反映了整
个微生物群落（包括休眠状态和活性状态）的活
性［１２］。微生物熵（ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｑｕｏｔｉｅｎｔ，ｑＭＢ）是土壤
有机质变化的一个指示指标，反映了微生物量与土
壤有机质含量的紧密联系［１２］。影响微生物指标的
因素有很多，包括气候、温度、湿度及土壤状况等。
有研究表明，果园生草或秸秆覆盖可提高土壤微生
物量、微生物呼吸强度和微生物熵，且这些指标与土
壤养分均有一定的相关关系［１３～１５］，但是有关我国干
旱半干旱地区葡萄园行间生草对土壤微生物量等指
标的研究还未见报道。因此，在我国半干旱地区研
究葡萄园行间生草对土壤微生物特性的影响及其与
土壤养分的关系，对于提高土壤肥力和保护生态环
境具有重要的理论意义。
通径分析方法由于具有比相关和回归分析更为
精确、对多变数资料的统计分析更符合实际的优点，
而被广泛应用于经济、土壤物理、遗传育种和作物栽
培等许多领域当中［１６］。本试验在我国西北半干旱
地区酿酒葡萄园研究行间生草对土壤微生物量、土
壤微生物呼吸强度、微生物熵及土壤养分的影响，运
用通径分析方法进行土壤养分与土壤微生物指标之
间的关系研究，旨在为生草制在葡萄园施行以及生
草葡萄园土壤管理提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
试验在西北农林科技大学葡萄酒学院葡萄教学
标本圃进行，试验园位于Ｎ３３°１７′，Ｅ１０７°０４′，海拔高
度５１４ｍ，年日照时数２１６３．８ｈ，无霜期２２０ｄ，年平
均降水量５８０ｍｍ，土壤为塿土。试验地栽植品种
为欧亚种酿酒葡萄（Ｖ．ｖｉｎｉｆｅｒａ　Ｌ．）‘赤霞珠’
（Ｃａｂｅｒｎｅｔ　Ｓａｕｖｉｇｎｏｎ），于２００３年３月定植，南北行
向，株行距为１ｍ×１．５ｍ。
１．２　试验设计
试验于２００５年春季开始实行葡萄园行间生草
处理。试验草种主要为：白三叶草（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍ　ｒｅ－
ｐｅｎｓ　Ｌ．）：‘海 发’（‘Ｈａｉｆａ’）；高 羊 茅 （Ｆｅｓｔｕｃａ
ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　Ｓｃｈｒｅｂ）：‘佛浪’（‘Ｆｉｎｅｌａｗｎ’）；紫花苜
蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ　ｓａｔｉｖａ　Ｌ．）：‘阿尔冈金’（‘Ａｌｇｕｎ－
ｊｉｎ’）。
试验共设４个处理：①行间播种白三叶草（ＣＴ）；
②行间播种高羊茅（ＣＦ）；③行间播种紫花苜蓿（ＣＭ）；
④行间清耕（ＳＴ）为对照。生草区均采用行间生草，
行内清耕，草带宽１．０ｍ。每处理分３个小区，每小区
面积为（长３０ｍ，宽１１．７ｍ）３５１ｍ２。各处理小区土
壤灌水条件一致，生草后至土壤取样时均未施肥，生
草区每年刈割３次，覆盖于行间或树盘。
１．３　土壤样品的采集和处理
土壤样品采于２００８年葡萄萌芽期（４月）、开花
期（５月）、果实成熟期（８月）和休眠期（１２月），从每
个处理小区沿对角线选取８个点，在行间用直径４
ｃｍ土钻采集０～４０ｃｍ土层混合土样，每个小区土
样分别混合均匀，按四分法保留并做好标记。土样
用无菌袋装好，迅速带回实验室，一部分立即进行土
壤微生物量和土壤微生物呼吸强度等的测定；另一
部分土风干后用于土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、
速效磷和速效钾的测定。
１．４　测定指标与方法
土壤微生物量 Ｃ（ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｃａｒ－
ｂｏｎ，ＳＭＢＣ）、微生物量 Ｎ（ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ＳＭＢＮ）采用熏蒸－浸提法［１７］。ＳＭＢＣ的测
定采用 ＴＯＣ法；ＳＭＢＮ的测定：将提取液与０．１５
ｍｏｌ·Ｌ－１　ＮａＯＨ和３０ｇ·Ｌ－１　Ｋ２Ｓ２Ｏ８ 组成的碱性
氧化剂按体积比为１∶１的比例混匀装入刻度试管，
并封紧管口，放入高压锅氧化（氧化条件是１２０～
１２４℃，３０ｍｉｎ），并采用紫外分光光度法在波长２２０
和２７５ｎｍ测定［１７］。
土壤微生物呼吸强度的测定采用碱吸收法［１８］。
０７９
第６期 惠竹梅等：行间生草葡萄园土壤微生物量与土壤养分的通径分析
土壤有机质采用重铬酸钾－硫酸氧化法［１９］；土
壤全氮采用凯氏法；土壤碱解氮采用碱解扩散法；土
壤全磷采用氢氧化钠碱熔－钼锑抗法，速效磷采用
碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法；速效钾采用醋酸铵浸
提－火焰光度法。
１．５　数据处理
采用Ｅｘｃｅｌ　２００７和ＤＰＳ　７．５５数据分析软件进行
统计分析及通径分析，并用邓肯法进行多重比较，差
异显著性用不同大小写字母表示，对土壤微生物学指
标和土壤养分因子进行相关性分析和通径分析。
２　结果与分析
２．１　行间生草对葡萄园土壤养分含量的影响
由表１可知，经过４年的葡萄园行间生草后，与
清耕（对照）相比，白三叶草和紫花苜蓿处理提高了
土壤有机质、全氮、碱解氮及速效钾含量，降低了土
壤全磷、速效磷含量，其中土壤有机质、全氮、速效磷
含量与清耕之间差异达显著水平，全磷、碱解氮、速
效钾含量与清耕之间差异不显著；高羊茅处理土壤
有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量低于清耕，除土壤
有机质、速效钾含量与清耕差异达到显著水平外，其
余养分含量与清耕之间差异不显著。可能由于高羊
茅属禾本科牧草，长势旺盛会消耗大量的氮、磷、钾
肥［２０］，因此降低了土壤养分含量，总体说明葡萄园
行间种植豆科牧草提高土壤养分效应较明显。
２．２　行间生草对葡萄园土壤微生物量的影响
由表２可知，与清耕（对照）相比，各生草处理均
使ＳＭＢＣ含量高于清耕，其中白三叶草、紫花苜蓿
和高羊茅处理的ＳＭＢＣ含量分别比清耕（对照）增
加６５．２％，６１．６％，６．７％，ＳＭＢＮ含量分别比清耕
（对照）增加５３．６％，５２．４％，１５．０％；且白三叶草和
紫花苜蓿处理的ＳＭＢＣ和ＳＭＢＮ含量与清耕（对
照）之间差异达显著水平，高羊茅处理与清耕（对照）
之间差异不显著。果园生草可改善土壤结构，使土
壤通气性、水势梯度和热传导性等更适合微生物的
繁殖［２１］；同时果园生草后，草根的分泌物和腐烂物
为土壤微生物提供了丰富的营养物质，促进土壤微
生物的繁殖，提高土壤微生物量。总体来看，白三叶
草和紫花苜蓿更有利于土壤微生物量的提高。
表１　行间生草对葡萄园土壤养分含量的影响
Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 ＣＴ　 ＣＭ　 ＣＦ　 ＳＴ
有机质Ｓｏｉｌ　ｏｒｇａｎｉｃ／ｇ·ｋｇ－１　 １４．２４ａ １３．３１ｂ　 １０．１９ｄ　 １２．２４ｃ
全氮Ｔｏｔａｌ　Ｎ／ｇ·ｋｇ－１　 ０．７２ａ ０．６７ａ ０．５３ｂ　 ０．５８ｂ
全磷Ｔｏｔａｌ　Ｐ／ｇ·ｋｇ－１　 ０．７１ｂ　 ０．７３ａｂ　 ０．７５ａ ０．７５ａ
碱解氮 Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ　Ｎ／ｍｇ·ｋｇ－１　 ５７．００ａ ５１．９９ａｂ　 ４１．１２ｂ　 ４６．２７ａｂ
速效磷Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｐ／ｍｇ·ｋｇ－１　 １．６３ｂ　 ２．１３ｂ　 ４．３４ａ ４．３１ａ
速效钾Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ／ｍｇ·ｋｇ－１　 １３６．７７ａ １２９．７４ａ １１３．５２ｂ　 １２８．３０ａ
　　注：表中数据为在葡萄萌芽期、开花期、果实成熟期和休眠期４个时期测定结果的平均值；ＣＴ：白三叶草；ＣＭ：紫花苜蓿；ＣＦ：高羊茅；ＳＴ：
清耕（对照）；不同小写字母表明处理之间差异显著（Ｐ＜０．０５）；下同
Ｎｏｔｅ：Ｄａｔａ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｔａｂｌｅ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　ｂｕｄ　ｂｕｒｓｔ，ｂｌｏｓｓｏｍ，ｍａｔｕｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｏｒｍａｎｃｙ；ＣＴ：Ｗｈｉｔｅ　ｃｌｏｖｅｒ；ＣＭ：Ａｌｆａｌｆａ；ＣＦ：Ｔａｌ　ｆｅｓｃｕｅ；
ＳＴ：Ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｔｉｌａｇｅ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｍａｌ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ａｔ　ｔｈｅ　０．０５ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ａｓ　ｂｅｌｏｗ
表２　行间生草对土壤微生物量的影响
Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 ＣＴ　 ＣＭ　 ＣＦ　 ＳＴ
ＳＭＢＣ／ｍｇ·ｋｇ－１　 ２０１．０２ａ １９６．７ａ １２９．８１ｂ　 １２１．６７ｂ
ＳＭＢＮ／ｍｇ·ｋｇ－１　 ５６．１５ａ ５５．７４ａ ４２．０４ｂ　 ３６．５７ｂ
２．３　行间生草对葡萄园土壤微生物活性的影响
由表３可知，各生草处理土壤微生物呼吸强度
均高于清耕，但各生草处理与清耕（对照）之间无显
著差异。总体来说，葡萄园行间生草可以提高土壤
微生物活性，加快土壤有机质和养分的周转。微生
物熵指土壤微生物量碳与土壤有机碳的比值
（Ｃｍｉｃ／Ｃｏｒｇ），比单一的微生物量Ｃ和有机Ｃ更能
反映土壤生态系统受到人为干扰后的效果，能预测
土壤有机质长期变化或监测土地退化及恢复［１２］。
由表３可知，各生草处理土壤微生物熵均显著高于
清耕（对照）（Ｐ＜０．０５），说明葡萄园行间生草有利
于土壤Ｃ的积累。
２．４　土壤微生物指标与土壤养分的相关性
由表４可知，土壤微生物量与土壤养分之间有
着极为密切的内在联系，除ＳＭＢＮ与土壤有机质相
关性未达显著水平外，ＳＭＢＣ、ＳＭＢＮ、土壤微生物
１７９
草　地　学　报 第１９卷
呼吸强度和微生物熵与土壤有机质、全氮、碱解氮、
速效钾含量均呈显著或极显著正相关，与全磷、速效
磷含量呈显著或极显著负相关。土壤有机质含量是
影响土壤微生物Ｃ的重要因素，因为土壤有机质不
仅能提供微生物生命活动所需的营养和能量，而且
有机质能改善土壤环境条件。行间生草提高了土壤
的有机质含量，从而提高土壤的微生物活性，加速土
壤养分的转化。
表３　行间生草对土壤微生物活性的影响
Ｔａｂｌｅ　３　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｖｅｒ　ｃｒｏｐｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ａｃｔｉｖｉｔｙ
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 ＣＴ　 ＣＭ　 ＣＦ　 ＳＴ
呼吸强度Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ／ｍｇ·ｇ－１　 ０．４１８ａ ０．４０５ａ ０．３６９ａ ０．３２４ａ
微生物熵ｑＭＢ　 ０．０２４４ａ ０．０２５５ａ ０．０２２３ａ ０．０１７１ｂ
表４　土壤微生物指标与土壤养分之间的相关性
Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ
相关因子
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ
全 氮
Ｔｏｔａｌ　Ｎ
全 磷
Ｔｏｔａｌ　Ｐ
碱解氮
Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ　Ｎ
速效磷
Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｐ
速效钾
Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ
微生物量Ｃ　ＳＭＢＣ　 ０．７６＊＊ ０．８５＊＊ －０．５７＊ ０．８９＊＊ －０．９２＊＊ ０．７８＊＊
微生物量Ｎ　ＳＭＢＮ　 ０．３６　 ０．５９＊ －０．５０＊ ０．５８＊ －０．６６＊＊ ０．５２＊
呼吸强度 Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ　 ０．６６＊＊ ０．８０＊＊ －０．７３＊＊ ０．８９＊＊ －０．７６＊＊ ０．７６＊＊
微生物熵ｑＭＢ　 ０．６０＊ ０．７６＊＊ －０．７０＊＊ ０．８３＊＊ －０．８３＊＊ ０．６５＊＊
　　注：＊＊表示极显著相关（Ｐ＜０．０１），＊表示显著相关（Ｐ＜０．０５）
Ｎｏｔｅ：＊＊ ｍｅａｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｔ　ｔｈｅ　０．０１ｌｅｖｅｌ，＊ ｍｅａｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｔ　ｔｈｅ　０．０５ｌｅｖｅｌ
２．５　土壤微生物指标与土壤肥力因子的通径分析
直接通径系数反映了土壤主要养分因子对土壤
微生物指标的直接作用大小，而间接通径系数指的
是以主要土壤养分因子通过其他养分因子对土壤微
生物指标产生的间接作用程度。由表５可知，在６
种土壤养分影响因子中，土壤有机质和速效钾对微
生物量Ｃ、微生物量Ｎ、微生物呼吸强度及微生物熵
的直接作用均为负，但其对微生物指标的间接通径
系数之和较大，说明土壤有机质和速效钾对微生物
量Ｃ、微生物量Ｎ、微生物呼吸强度及微生物熵的作
用主要是通过其他因素的间接作用。在直接作用为
正的养分因子中，全氮和碱解氮对土壤微生物指标
的直接通径系数较大，说明全氮和碱解氮对微生物
量Ｃ、微生物量Ｎ、微生物呼吸强度和微生物熵有明
显的直接效应，同时，碱解氮是影响微生物量Ｃ最
重要的养分因子，全氮和碱解氮是影响微生物量Ｎ、
微生物呼吸强度和微生物熵重要的养分因子。因
此，葡萄园土壤中氮素含量较高、有机质含量适当
时，有利于土壤微生物量Ｃ、Ｎ的积累和微生物活性
的提高。
３　讨论与结论
３．１　葡萄园行间生草影响土壤养分水平
本试验结果表明，葡萄园行间种植白三叶草、紫
花苜蓿使土壤有机质，全 Ｎ、碱解氮含量高于清耕
（对照），而高羊茅处理则低于清耕（对照）。葡萄园
行间种植白三叶草和紫花苜蓿均使土壤有机质含量
升高，与大多数研究一致［６，２２，２３］，在本课题组前期的
研究中也得到同样的结论，但随着生草年限的增加，
行间种植禾本科牧草高羊茅使土壤有机质含量降
低，这与课题组前期的研究不一致［５］。大量研究也
表明，葡萄园种植豆科牧草可以提高土壤 Ｎ 含
量［６，２３］，本研究结果与其一致；本研究中，白三叶草
和紫花苜蓿处理使土壤速效Ｐ和全Ｐ含量降低，高
羊茅处理使其略有升高或不变。李会科等［２３］对苹
果园生草的研究认为，随着生草年限的增加，果园种
植禾本科黑麦草（Ｌｏｌｉｕｍ　ｐｅｒｅｎｎｅ　Ｌ．）提高土壤Ｐ
含量的作用大于豆科白三叶草，本试验中白三叶草
和紫花苜蓿降低了土壤Ｐ含量，这可能与豆科作物
固氮喜磷有关［２４］。总体来看，白三叶草和紫花苜蓿
提高土壤养分效应更明显。
３．２　葡萄园行间生草影响土壤微生物量
土壤微生物量是土壤有机质中有生命的部分，
它的大小反映了参与调控土壤中能量和养分循环以
及有机物质转化的微生物数量［２５］。有关研究表明，
土壤微生物生物量是衡量生态稳定性的指标之一，
同时也可以作为生态环境土壤健康和肥力的指
标［１０］。研究中３种生草处理均提高了土壤微生物
量Ｃ和Ｎ。葡萄园行间生草改善了土壤的理化性
２７９
第６期 惠竹梅等：行间生草葡萄园土壤微生物量与土壤养分的通径分析
表５　土壤主要肥力因子对土壤微生物指标的通径系数
Ｔａｂｌｅ　５　Ｔｈｅ　ｐａｔｈ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ　ｆａｃｔｏｒ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｓｏｉｌ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｉｎｄｅｘ
因变量
Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅ
自变量
Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅ
１→ｙ ２→ｙ ３→ｙ ４→ｙ ５→ｙ ６→ｙ
间接通径系数之和
Ｓｕｍ　ｏｆ　ｉｎｄｉｒｅｃｔ　ｐａｔｈ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ
土壤微生物量碳
ＳＭＢＣ
１ －０．１９５５　 ０．０９１４ －０．１７２９　 ０．５８９８　 ０．７６７８ －０．３１７６　 ０．９５８５
２ －０．１８３７　 ０．０９７３ －０．１９８６　 ０．６４３５　 ０．８１７２ －０．３２５５　 ０．７５２９
３ ０．０９６４ －０．０５５１　 ０．３５０７ －０．４５１８ －０．７４７３　 ０．２３３５ －０．９２４３
４ －０．１７０１　 ０．０９２３ －０．２３３８　 ０．６７７９　 ０．８５１８ －０．３２６５　 ０．２１３７
５ ０．１５２２ －０．０８０６　 ０．２６５７ －０．５８５４ －０．９８６４　 ０．３１０４　 ０．０６２３
６ －０．１７１３　 ０．０８７３ －０．２２５８　 ０．６１０５　 ０．８４４４ －０．３６２６　 １．１４５１
土壤微生物量氮
ＳＭＢＮ
１ －１．７４３５　 ２．０９６１ －０．０２５２ －０．５５３０　 ０．５９１４ －０．００３４　 ２．１０５９
２ －１．６３８４　 ２．２３０７ －０．０２８９ －０．６０３３　 ０．６２９４ －０．００３４ －１．６４４６
３ ０．８５９６ －１．２６３１　 ０．０５１０　 ０．４２３６ －０．５７５６　 ０．００２５ －０．５５３０
４ －１．５１７１　 ２．１１７５ －０．０３４０ －０．６３５６　 ０．６５６０ －０．００３４　 １．２１９０
５ １．３５７３ －１．８４８１　 ０．０３８７　 ０．５４８８ －０．７５９７　 ０．００３３　 ０．１０００
６ －１．５２７４　 ２．００２５ －０．０３２９ －０．５７２４　 ０．６５０４ －０．００３８　 ０．５２０２
呼吸强度
Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ
１ －０．５０８４　 ０．３４９４　 ０．１２５１　 ０．８５０６ －０．１０６９ －０．０４７８　 １．１７０４
２ －０．４７７７　 ０．３７１９　 ０．１４３７　 ０．９２８０ －０．１１３８ －０．０４８９　 ０．４３１３
３ ０．２５０６ －０．２１０６ －０．２５３８ －０．６５１６　 ０．１０４１　 ０．０３５１ －０．４７２４
４ －０．４４２４　 ０．３５３０　 ０．１６９２　 ０．９７７６ －０．１１８６ －０．０４９１ －０．０８７９
５ ０．３９５８ －０．３０８１ －０．１９２３ －０．８４４２　 ０．１３７４　 ０．０４６７ －０．９０２１
６ －０．４４５４　 ０．３３３８　 ０．１６３４　 ０．８８０４ －０．１１７６ －０．０５４５　 ０．８１４６
微生物熵
ｑＭＢ
１ －０．６２４０　 ０．６９８８　 ０．０５０８　 ０．５６８７　 ０．４８９１ －０．５８２７　 １．２２４７
２ －０．５８６４　 ０．７４３７　 ０．０５８３　 ０．６２０５　 ０．５２０５ －０．５９７１　 ０．０１５８
３ ０．３０７６ －０．４２１１ －０．１０２９ －０．４３５７ －０．４７６０　 ０．４２８３ －０．５９６９
４ －０．５４２９　 ０．７０５９　 ０．０６８６　 ０．６５３６　 ０．５４２５ －０．５９９１　 ０．１７５０
５ ０．４８５７ －０．６１６１ －０．０７８０ －０．５６４４ －０．６２８３　 ０．５６９５ －０．２０３３
６ －０．５４６６　 ０．６６７６　 ０．０６６３　 ０．５８８７　 ０．５３７９ －０．６６５２　 １．３１３９
　　注：划横线的数据为直接通径系数。自变量１：有机质，２：全氮，３：全磷，４：碱解氮，５：速效磷，６：速效钾；‘ｙ’为因变量
Ｎｏｔｅ：Ｕｎｄｅｒｌｉｎｅｄ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｐａｔｈ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅ１：Ｓｏｉｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ，２：Ｔｏｔａｌ　Ｎ，３：Ｔｏｔａｌ　Ｐ，４：Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ　Ｎ，５：Ａｖａｉｌａｂｌｅ
Ｐ，６：Ａｖａｉｌａｂｌｅ　Ｋ；‘ｙ’ａｒｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ
能，牧草枯落物生物量增加，增加了土壤有机－无机
体的转化，促进了土壤微生物生长繁育，从而明显增
加了土壤微生物量，有利于土壤 Ｃ、Ｎ 的积累［２６］。
张燕燕等［２７］也研究认为，草地的土壤微生物量大于
农田地，与本研究中葡萄园中行间生草处理土壤微
生物量高于清耕地的结果一致；姜培坤等［２８］认为板
栗林种植绿肥，可提高土壤微生物量；吕德国等［２１］
认为在苹果园覆草可提高表层土壤微生物量，本研
究结果与其类似。
３．３　葡萄园行间生草影响土壤微生物呼吸强度和
微生物熵
微生物呼吸强度是衡量土壤微生物总的活性指
标［１０］。本试验结果表明，行间生草均提高了土壤微
生物呼吸强度，说明随着葡萄园行间生草年限的增
加，土壤微生物总的活性有增加趋势；微生物熵通常
反映土壤微生物对土壤有机碳的利用效率，如果土
壤微生物碳降低，表明土壤微生物生物量碳的下降
速度大于有机质下降的速度，土壤质量正在退化；
而微生物熵越高，说明底物碳的可利用度或被微生
物固定的总有机碳的比例越高［２７］。本试验中３种
生草处理与清耕（对照）相比，均提高了葡萄园土壤
微生物熵，说明行间生草有利于土壤微生物对有机
碳的利用和有机质的积累。
３．４　土壤微生物学指标与土壤养分之间的相关关
系及通径分析
土壤养分是土壤微生物生存的物质基础，其丰
富度和成分决定了微生物量的大小，土壤微生物量
Ｃ、Ｎ被认为是土壤活性养分的储存库，是植物生长
可利用养分的重要来源，可见，土壤微生物量对土壤
养分的转化和供应起重要作用［１１，２６，２７］。本试验中土
壤微生物量Ｃ、Ｎ、土壤微生物呼吸强度和微生物熵
与土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均呈显著
或极显著正相关，与全磷、速效磷含量显著或极显著
负相关，与有关研究结果基本一致［２６，２７］。但杨玉海
等［２９］在干旱区绿洲苜蓿地的研究认为，土壤微生物
呼吸强度与有机质、全氮、速效氮、速效磷呈显著负
３７９
草　地　学　报 第１９卷
相关，微生物量Ｃ、Ｎ与速效磷呈显著正相关，与本
研究不一致。行间生草条件下，土壤微生物量、微生
物呼吸强度、微生物熵与土壤养分之间存在一定的
相关关系，表明它们与土壤肥力关系密切，是土壤有
机质、矿质养分累积的重要因子。通径分析表明，碱
解氮是影响土壤微生物量Ｃ累积的最重要养分因
子，全氮和碱解氮是影响微生物量Ｎ、微生物呼吸强
度和微生物熵的重要养分因子，靳正忠等［１１］研究认
为，在土壤养分因子中，全氮和速效氮是影响微生物
量的主导因子，与本研究结果一致。
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（责任编辑　李美娟）
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