全 文 ：第 2 卷 第 2 期
V o l
.
2 N o
.
2
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN C A
1 9 9 4 年
1 9 9 4
退化草地土壤生化活性研究
龙章富 ‘ 刘世贵 葛绍荣
(四川大学生物工程系 , 成都 , 6 1 0 0 6 4 )
摘要 : 通过对三种不同退化程度的退化草地土壤生化活性进行测定和相关性分析 , 结果表
明草地退化后其土壤生化活性受到不同程度的影响 , 表现为土壤生化活性随着退化程度增高而
减小 , 但差异并非都达到统计学上的显著性 , 而土壤生化活性间的相关性则显著地与草地退化程
度有关 , 说明退化草地土壤微生物间的协调作用受到 显著影响 , 从而影响土壤氮素和碳素代谢途
径 。
关键词 : 退化草地 ; 土壤微生物 ; 生化活性
1 前言
据统计全世界受沙漠化影响的草原面积已达 3 , 1 0 万 k m Z , 占草原总面积 3 , 6 0 万
k m
“ 的 8 6 % (G a fe r k a r r e r 等 , 1 9 84 ) 。 我国在半干旱农牧交错地区则有 13 亿亩草地发生沙
化 , 约占全国草场的三分之一 ,且每年退化的面积约有 1 , 0 0 万亩 (赵其国 , 1 9 9 1 ) 。 川西北牧
区 (甘孜 、阿坝两州)素称全国五大牧 区之一 , 地处青藏高原东缘地段 , 草地面积为 2 . 09 亿
亩 , 占全川可利用草地面积的 62 . 2 % , 可利用草地面积为 1 . 83 亿亩 , 是放牧畜牧业的重要
商品基地 (张家盛 , 1 98 9 ) 。 但 由于 自然和人为两方面因素的干扰致使草地逐渐退化 , 1 9 9 0 年
川西北牧区的载畜量达 63 2 万个羊单位 , 超过理论载畜量 1 76 万个羊单位 , 超载率为 39 % ,
目前退化草地面积 已占可利用草地面积的 30 % , 牧草产量下降 50 % (李才旺 , 1 9 9 2 ) , 严重地
影响着当地畜牧业的发展 。进行退化草地土壤生化活性的研究 , 藉以探寻草地退化后上壤微
生物的活动状况和变动规律 , 以期为更新复壮和改 良退化草地提供土壤微生物学方面的理
论依据 , 因而有重要的理论和实践意义 。
2 材料与方法
试验区设在四 川省若尔盖县草原站 。 其中三种草地的退化程度为小篙草草甸 (K ob re 女a
py g m
a e a m e a d o w ) 草地 < 金露梅灌丛 (Da sip 人o ra fr u tic o sa sh r u b )草地 < 中华羊茅草地
(尸e s tu c a 、in e n s i、 g r a s s la n d ) 。 土类为亚高山草甸土 。 于 1 9 9 1 年 9 月采样 , 每种草地各采 4 个
样点 , 采样深度为 。一 3 0c m 。
土壤生化活性测定方法按《土壤微 生物分析方法手册 》(许光辉 、郑洪元主编 , 1 9 8 6) 进
行 ; 氨化作用 : 采用溶液培养法 , 半微量蒸馏法测定 N H 3 一N 含量 (中国科学院南京土壤研究
所微生物室主编 , 1 98 5 ) ;硝化作用 : 采用溶液培养法 , 用 比色测定N O Z一 N 减少量 ;纤维素分
解作用 ; 采用埋片法分析布条失重率 ; 固氮作用 : 采用土壤培养法分析土壤全氮增加量 ; 酚分
, 现在 四川省农业科学院土壤 肥料研 究所工作 。
第 2 期 龙章富等 : 退化草地土壤生化活性研究
解作用 : 采用苯酚作基质 , 用 比色法测定其减少量 ; 呼吸作用 : 采用碱吸收滴定法 , 计算 C O Z
释放量 。 纤维素酶活性 : 以梭 甲基纤维素(C MC )为基质 , 用蕙酮比色法测定葡萄糖增加量 ;
蔗糖酶活性 : 以蔗糖为基质 , 用磷钥酸 比色法测定释放的葡萄糖量 ; 多酚氧化酶 : 以邻苯三酚
为基质 , 比色法测定生成的红紫焙精 ;过氧化氢酶活性 : 以 H Z O : 为基质 , 用 K M n O 4滴定 ;脉
酶活性 : 以尿素为基质 , 比色测定释放出的 N H 3 一N 含量 ;蛋白酶活性 : 以偶氮酪素为基质 , 比
色测定其水解量 。
3 结果与讨论
3
.
1 不 同退化程度草地土 壤微生物活性
土壤微生物参与土壤中物质的转化和能量流动 , 在各生理类群的协调作用下维持着整
体生态系统的平衡 , 当土壤或草地退化时 , 其土壤微生物活性则发生变化 , 这些变化与退化
程度有关 。
表 1 表 明 , 在草地 的固氮作用和纤维素分解作用强度方面 , 以退化程度低的小篙草草甸
> 退化程度 中等的金露梅灌丛 > 退化程度高的中华羊茅草地 。统计分析结果表明 : 三种不同
退化程度的草地其呼吸作用强度间无差异显著 , 而在固氮作用方面则差异显著 ;退化程度低
的与高的草地其纤维素分解作用间存在极显著的差异 , 退化程度低 的与中等的草地在氨化
作用 、硝化作用和酚分解作用间差异显著 ;而退化程度中等的与较高的草地则在纤维素分解
作用 、酚分解作用和硝化作用上有极显著差异 , 且在氨化作用间差异显著 。 上述结果说明草
地退化与植物群落结构变化 、 肥力水平降低 、土壤结构和质地变化等土壤水 、肥 、气 、热状况
的改变有关 。
表 1 不同退化程度草地土壤微生物活性
T a b le 1 M i
e r o o r g a n ism a e tiv itie s in th e 5 0 11 o f d iffe r e n t d e g e n e r a tiv e g r a s s la n d s
植被类型 氨化作用 硝化作用 纤维素分解作用 呼吸作用 固氮作用 酚分解作用
V
e g e ta t io n A m m o n 一fl一 N it r ifie a t io n C e llu lo s e R e s p ir a t io n N it r o g e n Ph e n o l
.
ty p e e a tio n d e e o m p o
s it io n CO Z m g / 9 flx a t io n d e e o m p o
s it lo n
N H
、一 N d r y s o il , N H ; 一N m g / g Ph e n o l m g / g ,
m g / g % % 2 4 h
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,
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,
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5 0 一1 15 d a y s 2 4 h r s
中华羊茅
F
e s t u c a
2
.
3 4 4
2
.
2 13
1
.
8 3 2
1
.
5 6 2
7 5
.
9 3
.
6 0 0
7 4
.
5 3
.
1 6 3
6 5
,
9 3
.
1 5 6
6 5 2 2
.
73 3
0
.
2 5 0 6
0
.
2 4 4 4
0
.
2 3 3 8
0
.
2 2 3 8
0
.
9 9 1
0
.
8 6 5
0
.
8 5 4
0
.
8 1 3
1
.
6 1 7 6
1
.
5 7 5 0
1
.
5 7 0 2
1
.
4 7 53
金露梅灌丛
D a
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P h
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fr
u t ic o sa
1
.
5 9 3
1
.
6 2 4
1
.
5 6 2
1
.
0 4 1
1 4
.
4 0
1 1
.
8 6
1 1 3 0
9
.
9 0 0
0
.
2 3 3 5
0
.
2 3 2 9
0
.
2 2 7 8
0
.
2 1 1 4
1
.
2 0 5
1
.
1 3 6
1
.
0 6 8
0
.
9 8 7
2
.
20 26
2
.
] 3 4 5
2
.
12 8 0
2
.
0 7 2 9
小篙草草甸
K
o
br e s ia
p y g 从 a e a
3
.
2 5 5
2
.
6 0 4
1
.
9 5 3
1
.
8 2 3
14
.
5 6 1
1 2
.
6 7 5
1 2
.
5 7 6
1 0
.
6 9 6
0
.
2 4 6 6
0
.
2 1 1 0
0
.
2 0 5 5
0
.
1 7 8 8
1
.
4 5 8
1
.
3 6 2
1
.
3 5 8
1
.
2 1 9
1
.
5 8 3 1
1
.
5 4 6 8
1
.
5 4 6 8
1
.
5 1 0 4
内匕咬d111勺乙内乃O“.
.⋯0八凸UO…匕月比几J乙乃了八J,dC自门了”hƒhs
为进一步探索退化草地土壤微生物活性间协 同作用的状况 , 对上述实验处理进行相关
性分析 。 结果表明 (见表 2 ) , 纤维素分解作用与硝化作用 、固氮作用 、酚分解作用 ; 固氮作用
与纤维素分解作用 、呼吸作用 、酚分解作用的相关性大小是退化程度低的 > 中的 > 高的草
地 。 三种退化草地在酚分解作用与固氮作用间存在显著或极显著的相关 。 上述相关性表明
草 地 学 报 1 9 9 4 年
川西北亚高 山草甸土草地的退化影响了土壤微生物间的相互依赖关 系 , 从而可能影响到草
原生态系统的碳 、氮循环 。
1硝化作用
2
氨化作用 固氮作用 一一— ~纤维素分解作用
呼吸作用
’
2
’ ‘
氨化作用
1
,
6
酚分解作用
|门
6
酚分解作用
5
纤维素分解作用 石肖化作用
a
. 中华羊茅草地 (凡石 t‘a 万之尹汉于争巧 之万
4
固氮作用
6酚分解作用
『as la n d ) b . 金露梅灌丛草地 (。石 i夕盆刀‘a fr 甜ie o s a
s
hr u b)
呼吸作用 纤维素分解作用
:
1
石肖化作用
e
. 小篙草草甸 恤 ,肠℃s ia 勿必2“a mea do w )
注 : · · ·⋯⋯显著相关
1
. 凡tr ifie a ti o n
2
. 儿1们1 0血fie a ti o n
3
.
re s l) lra n o n
4
. 两tr 。罗n fix a tio n
5
.
Ce ll
u lose d ec
o n ll叉〕si ti o n
6
.
Phe n o l d e c o n 1Po s it io n
极显著相关
图 1 不同退化草地土壤微生物活性间相关图
F ig
.
1 M
a p s o f s ig n ifie a n t eo r r e la tio n s b e tw e e n 5 0 11 m ie r o
一o r g a n is m a e tiv it ie s in d e g e n e r a t一v e g r a s s la n d s
图 1 所示的三种退化草地 , 其土壤微生物活性间相关显著或极显著的结果表明 , 草地退
化是影响草地土壤微生物活性间协同作用的重要原因之一 。 图 1。 显示出退化程度低的小篙
草草甸中土壤微生物间相互依赖协同完成碳 、氮循环 , 且有以酚分解作用为中心的特点 。 而
图 la . b则表明退化程度较高的其它两种草地 , 其土壤微生物活性 间的协调作用较差 。
第 2 期 龙章富等 : 退化草地土壤生化活性研究 6 1
表 2 不同退化草地土壤微生物活性间的相关性
T a b le 2 C o r r e la t io n s b e tw ee n m ier o o r g a n is m a e tiv it ie s
项 目 退化程度
th e 5 0 11 o f d iffe r e n t d e g e n e r a tiv e g r a s s la n d s
氨化作用 硝化作用 纤维素分解作用
A m m o n 一fie a t 一o n N it r ifie a tio n C ellu lo s e
d e e o m p o s itio n
呼吸作用
It e m De g
e n e r a t a v e
d e g re e
R e
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r a t io n
固氮作用
N 一t ro g e n
flx a t io n
高中低硝化作用
N it
r ifie a t io n
0
.
9 9 5 2
0
.
9 9 1 7
0 93 5 1
纤维素分解作用
C e llu lo s e
d e e o rn Po
s it io n
呼 吸作用
R e sP ir a t io n
0
.
8 9 2 2
0
.
9 5 0 6
0
.
8 9 3 0
0
.
8 4 5 8
0
.
8 5 3 0
0
.
9 6 4 6
高中低
0
.
9 9 6 3
0
.
9 4 1 0
0
.
9 3 3 2
0
.
9 8 3 3
0
.
7 5 5 2
0
.
9 8 2 8
0
.
92 7 7
0
.
8 0 12
0
.
99 4 3
高中低
固氮作用
N it
r o g e n
fl x a t lo n
0
.
8 3 4 3
0
.
9 6 6 9
0
.
8 5 7 1
0
.
7 96 0
0
.
92 1 1
0
.
9 19 3
0
.
9 4 9 8
0
.
9 6 1 7
0
.
9 9 0 3
0
.
8 6 7 5
0
.
9 1 0 3
0
.
9 74 1
高低中
酚分解作用
Ph e n o l
d e e o m Po
s lt lo n
0 9 0 1 7
0
.
9 7 6 2
0
.
8 8 6 1
0
.
8 5 7 6
0
.
6 9 7 1
0
.
9 6 0 4
0
.
9 6 4 6
0
.
9 9 1 8
0
.
9 9 9 9
0
.
9 30 9
0
.
8 4 9 7
0
.
9 9 2 4
0
.
8 3 6 5
0
.
9 6 2 6
0
.
9 9 2 0
高低中
3
.
2 不 同退化草地的土壤酶活性
三种不同退化程度的草场 , 土壤酶活性分析结果 (见表 3) 显示出 : 退化程度低的 > 中的
> 高的草地的趋势 , 但差异并非都达到统计上的显著性 。如三种退化草地在蛋白酶活性间差
异显著 , 但纤维素酶和脉酶活性间差异则不明显 。 而退化程度低的与中等的草地在多酚氧化
酶 、过氧化氢酶活性间差异极显著 ;退化程度较低的与较高的草地在蔗糖酶和过氧化氢酶活
性间存在极显著差异 ;退化程度中等的与较高的草地在多酚氧化酶和蔗糖酶活性间有极显
著差异 。 上述结果表明草地的退化导致蛋白酶 、多酚氧化酶 、过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著
表 3 不同退化草地土壤酶活性
T a b le 3 E n z ym a t ie a e t iv itie s in th e 5 0 11 o f d iffe r e n t d e g e n e r a t iv e g r a s sla n d s
植被类型 纤维素酶 蔗糖酶 脉酶 多酚氧化酶 过氧化氢酶 蛋白酶
V e g e ta t io n C e llu la s e S u e
r a s e U r ie a s e P o ly p h e n o l C a ta la s e P
r o t e a s e
ty p e (g lu e o
s e (g lu e o s e (N H
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IN K M n O
4
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5 0 11
,
24 h ) 5 0 11
, 2 4 h ) 5 0 11
,
2 4 h ) m g / 9 d
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,
lh )
5 0 11
,
2 4 h)
5 0 : l
,
24 h )
中华羊茅
F
e s t u c a
万Z n e n 百1 5
1
.
6 7 50
1
.
1 14 0
1
.
0 6 75
1
.
0 2 0 0
8
.
5 6 2 5
8
.
3 1 2 5
6
.
6 8 1 3
6
.
6 2 5 0
2
.
1 6 8 5
1
.
78 7 6
1
.
62 9 3
1
.
58 24
0
.
15 0 1
0
.
1 4 4 3
0
.
1 4 1 4
0
.
1 3 8 4
1 2
.
3 7 5
9
.
8 7 5 0
7
.
8 7 5 0
7
.
8 7 5 0
2
.
3 7 5
1
.
6 2 5
1
.
5 7 5
1
.
0 5 0
金露梅灌丛
D a s iPh
o r a
fr
u t: : o s a
2
.
3 2 0 0
1
.
4 6 7 5
1
.
2 1 2 0
1
.
0 0 4 0
1 5
.
9 4 9 4
1 4 0 5 0 5
1 1
.
3 3 5 4
1 0
.
7 1 5 2
2
.
5 1 0 5
1
.
4 3 6 3
1
.
12 7 9
0
.
9 1 4 0
0
.
2 2 2 8
0
.
2 0 9 1
0
.
2 0 5 5
0
.
1 9 9 1
9
.
8 7 50
8
.
8 75 0
6
.
8 75 0
6
.
8 7 5 0
3
.
2 5 0
2 5 0 0
2
.
3 7 5
2
.
2 5 0
小篙草草甸
K
o
br
e s ia
Py g 爪a e a
2
.
0 8 7 5
1
.
5 4 5 0
1
.
5 2 5 8
1
.
40 40
1 9 1 9 80
18
.
56 0 0
1 7
.
8 0 8 0
15
.
2 7 4 0
2
.
6 8 4 7
1
.
8 3 0 5
1
.
7 2 1 3
1
.
6 1 8 6
0
.
1 6 7 8
0
.
1 52 2
0
.
14 6 7
0
.
14 2 2
18
.
3 7 5
1 7
.
8 7 5
1 7
.
8 7 5
1 5
.
8 7 5
2
.
3 2 5
1
.
7 5 0
1
.
6 3 0
1
.
5 0 0
草 地 学 报 1 9 9 4 年
下降 , 直接影响草地的碳氮代谢 , 进而导致土壤肥力水平降低 (见表 4 及图 2 ) 。
表 4 不同退化草地土壤酶活性间的相关性
T a b le 4 C o r r e la tio n s be tw e e n 5 0 11 e n z y m a tie a e tiv it ie s in th e 5 0 11 o f d iffe r e n t d e g e n e r a tiv e g r a s s la n d s
项 目 退化程度
De g
e n e r a t iv e
蔗糖酶
S u e
r a s e
多酚氧化酶
P o lyPh e n o l
过氧化氢酶
C a t a la
s e
脉酶
U
r ie a s e
蛋 白酶
P
r o t e a s e
de g
r e e o x id a
s e
纤维素酶
C e llu la
s e
0
.
7 3 2 8
0 9 4 6 4
0
.
7 3 1 1
0
.
9 2 92
0
.
9 9 25
0
.
9 78 2
0
.
93 8 0
0
.
9 1 9 1
0
.
6 8 8 0
0
.
7 5 9
0 9 9 9 5
0
.
9 9 6 5
0
.
9 2 6 1
0
.
9 9 4 4
0
.
9 92 9
蔗糖酶
S u e
r a s e
0
.
8 9 3 1
0
.
94 6 5
0
.
8 16 6
高低中
多酚氧化酶
Po ly p h e n o l
o x id a
s e
过 氧化氢酶
C a ta la
g e
0 9 2 1 1
0
.
9 9 3 3
0
.
9 8 1 4
0
.
9 6 9 3
0
.
9 0 9 6
0
.
7 4 9 9
0
.
8 6 3 1
0 9 4 0 9
0
.
7 0 4 8
0
.
9 7 8 2
0 9 8 8 6
0
.
9 8 0 6
0
.
9 8 8 6
0
.
9 1 5 0
0
.
6 4 5 0
眠 酶
U r ie a
s e
0
.
7 8 8 4
0
.
9 0 9 9
0
.
7 7 3 7
0
.
9 7 8 5
0
.
9 7 9 5
0
.
9 9 5 6
0 9 0 7 9
0 8 8 1 1
0
.
7 1 4 4
0
.
9 4 5 0
0
.
9 9 6 6
0
.
9 9 4 3
1 2 1 2
蛋白酶 - - - - - - - - - - - - - - - - - -一 多酚氧化酶 蛋 白酶 - - - - - - - 一 多酚氧化酶
3
过氧化氢酶
5丫火 4⋯
脉 酶— 纤维素酶纤维素酶 酶 6蔗糖酶 3过氧化氢酶
a
. 中华羊茅草地 (Fe st uc a Sl n e n sl S 盯as la n d ) b . 金露梅灌丛草地 (Da s iph o r a fr u tie o sa shr u b)
蛋白酶 多酚氧化酶 蔗糖酶
酶
中:素
维纤
||
.
|引.
脉 酶 过氧化氢酶
e
. 小篙草草甸草地 (Ko br e si a py gi 1U e a me a d o w )
注 : 一一 一 一 一显著相关 一一极显著相关
1
.
p ro te a se 2
.
PO lyp he no l
o 劝da se 3 . 物 ta la se 4 . Ce llu la se 5 . 价ie a se 6 . S u e r ase
图 2 不同退化草地土壤酶活性间相关图
F ig
.
2 M
a p s o f s ig n ifiea n t eo r r e la tio n s b e tw e e n 5 0 11 e n z ym a tie a e tiv itie s in d e g e n e r a tiv e g r a s s la n d s
第 2 期 龙章富等 : 退化草地土壤生化活性研究 6 3
相关分析结果表明土壤酶活性间相互协调作用因草地退化而受到不 同程度 的破坏 , 且
退化程度较高的其破坏程度则大 , 而相反则小 。 从土壤酶活性间的相关图 (图 2) 看 出 , 退化
程度低的小篙草草甸与退化程度 中等的金露梅灌丛草地都显示出多酚氧化酶 、脉酶 、纤维素
酶和蛋 白酶活性之间相互依赖程度较高 , 而蔗糖酶和过氧化氢酶则相对独立 , 同时两者间又
相互依赖 , 互相影响 。 但退化程度高的中华羊茅草地则不同 , 土壤酶活性间的协调关系几近
破坏 。
3
.
3 退化草地土攘酶与微生物活性 间的相关性
表 5 不同退化草地土壤酶活性与微生物活性间的相关性
T a b le 5 C o r r e la tio n s be t w e e n m ie r o o r g a n is m a e t iv itie s a n d
e n z ym a t ie a e tiv itie s in t he 5 0 11 o f d e ffe r e n t d e g n e r a tiv e g r a s s la n d s
项 目 退化程度 氨化作用 硝化作用 纤维素分解作用
De g
e n e r a t iv eA m m o n ifie a t io n N it r ifie a t io n C ellu lo s e
d e g
r e e d e e o m p o s itio n
呼吸作用
R e
s Pir a t io n
固氮作用
N it
r o g e n
fix a t io n
酚分解作用
Ph e n o l
d e e o m Po
s it io n
纤维素酶
C e llu la s e
0
.
7 5 3 8
0
.
8 8 2 1
0
.
9 1 3 8
0
.
7 3 6 2
0
.
8 6 8 8
0
.
9 9 0 7
0
.
8 7 8 9
0
.
9 8 6 4
0
.
9 1 7 4
0
.
7 8 60
0
.
7 0 6 6
0
.
9 4 8 6
0
.
9 8 3 8
0 92 8 4
0
.
8 5 92
0
.
7 1 6 7
0
.
9 5 7 7
0
.
9 1 6 2
高中低
蔗 糖 酶
S u e
ra s e
0
.
9 5 9 6
0
.
8 7 4 2
0
.
8 2 4 7
0
.
9 9 9 6
0
.
9 8 0 3
0
.
8 1 7 3
0
.
7 6 9 6
0
.
9 3 9 1
0
.
9 3 5 0
0
.
9 3 7 8
0
.
7 9 1 5
0
.
9 0 9 2
0
.
7 7 7 3
0
.
9 6 6 8
0
.
9 6 6 7
0
.
9 3 98
0
.
90 7 1
0 9 3 1 4
高低中
多酚氧化酶
P o lyPh e n o l
o x id a s e
0
.
9 4 0 8
0
.
9 3 2 7
0
.
9 7 6 6
0
.
9 0 0 5
0
.
8 6 44
0
.
9 8 8 7
0
.
9 6 1 5
0
.
9 9 9 0
0
.
9 4 1 7
0
.
9 5 8 7
0
.
7 8 1 4
0
.
9 7龙1
0 9 7 1 5
0
.
9 5 7 9
0
.
8 9 6 0
0
.
8 9 6 7
0
.
9 8 5 4
0
.
9 3 6 2
低高中
过氧化氢酶
C a t a la
s e
0
.
8 9 9 8
0
.
8 1 4 0
0
.
8 2 6 9
0
.
9 2 14
0 9 9 28
0
.
7 7 7 9
0
.
8 6 6 9
0
.
8 9 7 6
0
.
9 1 9 8
0
.
9 0 5 0
0
.
7 6 1 4
0 8 7 7 7
0
.
9 4 3 7
0
.
9 3 3 8
0
.
9 6 2 4
0
.
7 5 1 2
0
.
8 5 4 2
0
.
9 2 1 0
高中低
脉 酶 高
U
r , e a s e 中
低
0
.
8 7 0 7
0
.
8 6 8 0
0 9 2 8 1
0
.
8 6 60
0
.
8 6 2 5
0
.
9 8 2 1
0
.
9 0 5 7
0
.
9 8 1 4
0
.
8 9 3 7
0
.
8 8 8 4
0
.
6 8 4 8
0
.
9 3 3 8
0
.
9 8 1 0
0
.
9 1 7 1
0
.
8 2 9 5
0
.
7 7 9 7
0
.
9 4 9 8
0
.
8 9 0 8
蛋 白 酶 高
P r o te a s e 中
低
0
.
8 8 7 2
0
.
8 4 5 4
0
.
9 5 5 4
0
.
8 0 0 6
0
.
8 1 9 9
0
.
9 9 28
0
.
9 9 3 7
0
.
9 7 2 0
0
.
9 2 9 4
0
.
9 2 1 3
0
.
6 5 9 8
0
.
9 6 2 3
0
.
9 7 8 7
0
.
8 8 5 8
0
.
8 7 6 0
0
.
9 1 9 6
0
.
9 3 9 4
0
.
9 2 5 5
从表 5 的结果可以看出 , 纤维素酶与氨化作用和硝化作用 , 过氧化氢酶与纤维素分解作
用和酚分解作用 , 蔗糖酶与酚分解作用 ,蛋 白酶与硝化作用等的相关性均为退化程度低的 >
中的 > 高的草地 ; 固氮作用与纤维素酶 、脉酶 、多酚氧化酶和蛋白酶 , 氨化作用与过氧化氢酶
和蔗糖酶 ,硝化作用与蔗糖酶 ,纤维素分解作用与蛋 白酶活性等的相关性则表现为退化程度
高的 > 中的> 低的草地 。纤维素分解作用与纤维素酶和蔗糖酶 , 酚分解作用与多酚氧化酶和
蛋白酶 , 固氮作用与蔗糖酶活性的相关性则为退化程度中的 > 低的> 高的草地 。这些结果说
明草地 由于退化程度不同 , 土壤微生物活性与土壤酶活性间的相互依赖程度也不一样 , 即退
化程度低的小篙草草甸草地其土壤酶活性与硝化作用和氨化作用的依赖性最大 , 中度退化
的金露梅灌丛草地则与纤维素分解作用 、酚分解作用和固氮作用相互依赖 , 而退化程度高的
中华羊茅草地则与固氮作用 、纤维素分解作用和氨化作用以及硝化作用相互依赖 。由此初步
表明 , 小篙草草甸草地的土壤酶活性主要与氮素代谢途径显著相关 , 而金露梅灌丛草地则主
要与碳素循环显著相关 , 退化程度高的中华羊茅草地既与氮素循环途径显著相关 , 同时又与
草 地 学 报 1 9 9 4 年
碳素循环的纤维素分解作用显著相关 。这一结果对治理退化草地的措施有参考意义 , 可根据
不同退化草地的土壤微生物活动状况拟定其治理改良方案 。就试区的三种草地而言 , 小篙草
草甸草场应重在改善氮素循环条件 , 金露梅灌丛草地则重在改善碳素循环 (纤维素分解作用
和酚分解作用 )条件 , 对于中华羊茅草地则不仅要改善氮素循环 (固氮作用等 )条件 , 还要改
善纤维素分解作用等碳素循环条件 。
4 结论
通过对三种不同退化程度的退化草地土壤生化活性进行测定和统计学分析结果表明 :
退化草地土壤生化活性的大小具有随着退化程度增高而减小的趋势 , 但差异并非都达到统
计上的显著性 。 三种退化草地在呼吸作用 、纤维素酶和脉酶活性程度方面差异不明显 , 但在
固氮作用和蛋 白酶活性方面却都存在显著差异 。另一方面 , 三种退化草地土壤生化活性间相
关性受退化程度的影响则更加显著 。 草地退化后其土壤生化性间相关性明显受到退化的影
响 , 退化程度高的受破坏的程度大于退化程度低的草地 。这说明草地退化后其土壤微生物间
的相互依赖 、相互协调关系受到显著影响 , 从而影响草原生态系统的碳 、氮循环和土壤肥力
水平 。在川西北三种不同退化程度的退化草地中 , 退化程度低的小篙草草甸草地其土壤酶活
性主要与氮素代谢途径显著相关 , 中度退化的金露梅灌丛草地则主要与碳素循环显著相关 ,
而退化程度高的中华羊茅 草地则既与氮素循环途径的代谢作用显著相关 , 同时又与碳素循
环的纤维素分解作用显著相关 。
以上研究结果说明草地退化后其土壤生化活性大小与相关性的变化表现出一定的规律
性 , 可用以指导退化草地的治理与改良 。其中土壤生化活性间相关性要 比土壤 生化活性大小
更明显地与草地退化程度有关 , 因此可以认为草地退化后受显著影响的是土壤微生物间的
依赖关系或土壤微生物与植物 、土壤水肥气热状况之间的相互关系 , 即草地退化将影响整个
草地生态系统 , 包括土壤生化活性 。 因此 , 在治理与改 良退化草地时 , 应着眼整个生态系统 ,
在拟定治理与改良措施时 , 则应参照与结合土壤生化活性方面的研究成果进行综合治理 。
参 考 文 献
赵其国 , 1 9 9 1 , 土地退化与防治 , 土壤 , l : 5 7 一 6 0
张家盛 , 1 9 89 , 七年奋斗摸清四川草地资源 , 草业科学 , 2 : 24 一 27
李才旺 , 1 9 9 2 , 牧区草地建设战略研究(专题报告之二 ) , 四川草原 , 2 : 3
许光辉 、郑洪元主编 , 1 9 8 6 , 土壤微生物分析方法手册 , 农业出版社 , 北京
中国科学院南京土壤研究所微生物室编著 , 1 9 8 5 , 土壤微生物研究法 , 科学出版社 , 北京
G a a fe r K a r r e r e t a l
. ,
1 9 8 4
,
T he g lo b a l s t a t u s a n d t r e n d o f d e s e r tifie a tio n
,
Jo u r n a l o f A r id E n v ir o n
-
m e n ts
,
4
:
3 0 9 ~ 3 1 2
65第 2 期 龙章富等 : 退化草地土壤生化活性研究
S tu d ie s o n 5 0 11 B io c h e m ic a l A e tiv itie S o f
D e g e n e r a tiv e G r a s sla n d s
L o n g Z ha n g fu L iu S hig u i G u o S ha o r o n g
(Bio te e h n o lo g y De p
a r tm e n t
,
S ie hu a n U n iv e r s ity
,
C he n g d u
,
6 6 1 0 0 6 4 )
A b st ra e t
:
W
e h a v e st u d ie d o n 1 2 5 0 11 b io e he m ie a l a e tiv e tie s in t h r e e d e g e n e r a t iv e g r a s sla n d s
( D a siPh o r a fr
u tic o sa s h r u b
,
K o b r es ia P夕g m a e a m e a d o w a n d F estu c a s i n e n s ; 5 g r a s s la n d ) in n o r th w e s t
S ie h u a n
,
C h in a
.
R e s u lt s s h o w e d tha t th e 5 0 11 bio e h e m ie a l a e tiv it ie s a n d the e o r r e la tio n s b e t w e e n th e m a r e
in flu e n e e d d iffe r e n t ly
, a n d th e in flu e n e e 15 in a ee o r d a n e e w ith the d eg r e e o f g r a s s la n d d e g e n e r a tio n
.
5 0 11
b io e h e m ie a l a e tiv itie s in th e g r a s s la n d s h a v e b e e n d e e r e a s in g w ith g r a s s la n d d e g e n e r a tio n
, e s p e e ia lly C e llu
-
lo se d e e o m p o s itio n
,
N it r o g o n fix a tio n a n d p r o te a s e a e tiv itie s
,
b u t th e y a r e n o t a ll s ig n ifie a n tly d iffe r e n t in
o th e r a e tiv itie s
,
T h e y a r e a ls o d iffe r in th e ir 5 0 11 b io e h e m ie a l a e tiv itie s s ig n ifie a n tly e o r r e la te d w ith d iffe r
-
e n t o n e s , T h e w o r s e d e g e n e r a tiv e g r a s s la n d
,
F estu e a sin e n sis g r a s s la n d h a s n o s u e h e lo s e e o r r e la tio n s be
-
tw e e n 1 2 5 0 11 b io e he m iea l a e tiv o tie s a s the o t he r d o
,
it s in te r r e a ltio n s ha v e b e e n d e s t r o y e d o r e h a n g e d
.
K e y w o r d s
:
De g
e n e r a tiv e g r a s s la n d
,
5 0 11 m ie r o o r g a is m
,
B io e he m ie a l a e t iv ity
.