全 文 ：武汉植物学研究 2006，24(2)：144—148
Journa／of Wuhan Botanical Research
不同土壤．南天竹系统的土壤酶活性分异
李颖 ，钟章成
(1．西南大学三峡库区生态环境教育郡重点实验室．重庆 400715；2．重庆市三峡库区植物生态与
资源重点实验室，重庆 400715；3．西南大学生命科学学院．重庆 400715)
摘 要：石灰岩退化生态系统的恢复离不开土壤基质的改善。采用盆栽法，研究了生长在黑色石灰土、紫色土、黄
壤3种不同土壤类型中的南天竹土壤酶活性的情况。试验表明：淀粉酶、碱性磷酸酶、天门冬酰胺酶的活性均表现
出黑色石灰土>紫色土>黄壤，三者之间差异显著 (P<0．05)。而脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性则是紫色
土>黑色石灰土>黄壤．三者之间差异也达到显著水平 (P<0．05)。土壤理化性质与土壤酶活性的相关分析说
明土壤pH和全磷(P)对土壤酶的活性影响不大．而不同土壤类型中的全氮(N)和土壤含水率与部分土壤酶活性呈
显著相关。不同土壤类型的土壤酶相关性表现各异。
关键词：南天竹 ；土壤酶；黑色石灰土；黄壤；紫色土
中图分类号：Q948．113 文献标识码：A 文章编号：1000—470X(2006)02—0144—05
Differentiation of Soil Enzyme Activites in Different
Soil-Heavenly Bamboo Systems
LI Ying ．ZHONG Zhang—Cheng ’’。
(1· ey Laboratory o／Eco。 mn in Three Gorges Reservoir Region(MOE)，Southwest China lⅢ 柳 f ，
Chongqlng 400715，China；2．Chongqing Key Laboratory ofPlant Ecology and Resour~Rese~ h in Three
Gorges Reservoir Region，Southwest China ．Chongqing 400715．China；3．
Sdence．Southwest Ch／na Un／t~l ，Chongqing 400715，China)
Abstract：The restoration of limestone—degraded ecosystem may improve soil substrate．Heavenly bamboo
was planted to pots in three diferent soil types(black limestone soil，yeHow soil，purple soil)in order to
do research on the soil enzyme activities．Th e results show the activities of amylase，alkaline phospha．
tase．and asparaginases in black limestone soil are higher than the other two soil types．But the activities
of urease，peroxidase an d polyphenol oxidase in purple soil liFe higher than that in the other two soil
types．Al the diferences among them are signifcant(pvities，soil phosphorus an d pH are not significant，while the corelation am ong some soil enzyme acti-
vities，soil nitrogen and moisture content in diferent soil types are signifcant(p<0．O5)．Diferent soil
types show diferent corelation．Diferent soil enzymes show different correlation．too．The results can
give some advices on the restoration of limestone—degraded ecosystem．
Key words：Heavenly bamboo(Nandina domestica)；Soil enzyme；Black limestone soil；Yelow soil；
Purple soil
重庆石灰岩面积约占总面积的 10％，石灰岩是
一 种较为特殊的生境类型，不仅土壤含钙多，而且岩
石易于水解，容易形成溶洞、落水洞等的溶岩地貌，
土壤水分难于保存，环境干燥⋯。石灰岩地区的生
态重建和植被恢复问题一直备受关注。对于退化生
态系统的恢复，首先是植被恢复，即是充分利用土壤一
植物复合系统的功能改善局部环境，促进生物多样性
物种的形成 】。土壤酶主要来源于土壤微生物和植
物根系的分泌物及动植物残体分解释放的酶，它作为
土壤的组成成分之一，参与包括土壤中的生物化学过
程在内的自然界物质循环，其活性反映了土壤中进行
的各种生物化学过程的动向和强度，对土壤肥力的形
成和提高以及对土壤生态系统的物质循环具有重要
意义 。因此它对于退化生态系统的恢复有着重要
收稿 日期：20054)8-30，修回13期：2006．O1．1O。
基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目(30370279)；重庆市科委项目(2002-7537)。
作者简介：李颖(1978一)，女，重庆市涪陵区人，在读硕士研究生，主要从事植物生理生态学方面的研究工作；钟章成。男，教授，博士生导师。
· 通讯作者。
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第 2期 李 颖等 ：不同土壤．南天竹系统的土壤酶活性分异
的作用。目前，在石灰岩土壤基质上开展土壤酶学
研究，探讨其植被恢复机制的报道较少。
本研究选择的试验对象南天竹(Nandina domes-
tica)在重庆地区广泛分布，是石灰岩地区的适生植
物 ¨】，它既可以作为石灰岩地区植被恢复的先锋
植物，又可以作为石灰岩地区种植的经济植物，具有
较高的观赏价值和药用价值。本研究同时选取了重
庆地区最常见、分布最集中的黑色石灰土、紫色土和
黄壤为研究对象 J，探讨土壤-南天竹系统中土壤酶
活性的分异特征，以期为石灰岩地区的生态恢复与
重建提供科学依据。
1 材料与方法
1．1 供试材料
土壤样品 选取重庆市北碚区鸡公山林地的黑
色石灰土、缙云山下的黄壤和西南大学(原西南师
范大学)校内的紫色土3种土壤类型。供试土壤的
基本理化性质数据见表 1。
表 l 3种土壤的基本理化性质
Table 1 Some basic physical and chemical properties of the three soil types
供试植物 购自重庆市北碚区静观花卉基地的
南天竹 Nandina domestica(两年生，高约 35 cm，直
径约0．48 cm)，为小檗科(Berberidaceae)南天竹属
的木本常绿灌木。
供试花盆 内径35 cm、高30 cm的瓦盆。
1．2 试验方法
于 2004年4月将生长基本一致的南天竹幼苗
移栽至西南大学生命科学院生态学实验园(海拔
249 m)内。每盆 l株，每种土壤类型各 l6盆，共计
48盆。常规管理，不施追肥。2005年 4月 21日采
样，先除去表面0—5 cm厚的表土，再采集盆内5—
30 cm厚的土样，带回室内混匀，分出杂物。置阴凉
通风处风干，磨碎，过 0．25 mm(60目)分样筛，分装
于广口瓶中，待测。
1．3 样品测定
土样分析 土壤 pH采用 pH计法[7]。用梅特
勒·托利多 SevenMulti型 pH／电导率／离子综合测试
仪测定，土壤含水率采用烘干法 ]，土壤全氮(N)采
用微量凯氏定氮法，土样在 BUCHI K-435型消化管
内消煮后，于 BtlCHI B-324型凯氏定氮仪测定 N含
量，土壤全磷 (P)采用钼锑抗 比色法 1。样 品在
BuCHI K-435型消化管内经 HCIO 一H2SO 消煮后，
显色比色。
土壤酶 淀粉酶采用二硝基水杨酸比色法[1。。。
脲酶采用苯酚钠一次氯酸钠 比色法 。¨。，天门冬酰氨
酶采用奈氏试剂比色法 。¨。，碱性磷酸酶采用磷酸苯
二钠比色法 。¨。，多酚氧化酶和过氧化物酶采用邻苯
三酚比色法 ⋯¨。
所有样品显色液在岛津 uV-2550型分光光度
计上比色。所有测定结果及相关分析 (CORR)用
SPSS1 1．5统计软件和 Excel进行数据分析和图表绘
制。
2 结果与分析
2．1 土壤水解酶活性的分异
淀粉酶能使淀粉水解生成糊精和麦芽糖，且随着
土壤有机质含量的增多而增加，它是参与自然界碳素
循环的一种重要的酶。由表 2可以看出，在 3种不同
类型的土壤中，淀粉酶的活性表现为黑色石灰土>紫
色土>黄壤。三者之间的差异显著 (P脲酶是一种酶促含氮有机物的水解酶，能专一
性的水解尿素，同时释放氨和二氧化碳 ，是林木 N
素营养的直接来源。来 自植物残体、动物排泄物、酰
氨态氮肥以及含氮有机物分解中间产物的尿素。在
微生物产生的脲酶作用下，分解为植物可利用的物
质，从而提高了土壤肥力。它是土壤中的主要酶类
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武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
之一，是惟一对尿素在土壤中的转化及作用有重大
影响的酶¨¨ 。研究结果表明，紫色土中的脲酶活性
最高，与其他 2种土壤相比均达到显著水平 (P<
0．05)(见表 2)。
土壤有机磷转化受多种因子的制约，尤其是磷
酸酶的参与，可加速土壤有机磷的水解矿化速度，提
高土壤磷素的有效性【1引。它能促进土壤中的磷酸
脂水解，磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向
与强度的指标。土壤磷酸酶是植物根系与微生物的
分泌产物。磷酸酶在土壤 P素转化中起一定作用，
也是土壤 P素肥力的指标之一，石灰性土壤以碱性
磷酸酶为主【1引。本研究结果显示，黑色石灰土中的
碱性磷酸酶活性高于其他 2种土壤，差异达到显著
水平 (P<0．05)(见表 2)。
表 2 6种土壤酶活性的分异
Table 2 Diferentiation of six soil enzymes
注：应用 LSD法检验处理间差异程度，3种土壤中的同一种土壤酶活性之间不同字母表示差异显著(p<0．05)，相同字母表示差异不显著
(P>0．05)。
Notes：All the date are dealt with LSD significance test．The same alphabets mean no significant diference among the 8aide soil enzymes in the three
soiltypes andthe diferentalphehet~mean sign ifcant diference amongthe 88me soil enzymesinthethroesoiltype8．
天门冬酰胺是土壤中一种代谢中间产物，它的
转化在氮代谢中起着重要的作用。测定天门冬酰胺
酶的活性，能够反映土壤中含氮有机化合物的转化
动态¨¨ 。该酶在 3种土壤中的活性大小依次是黑
色石灰土 >紫色土 >黄壤。
2．2 土壤氧化还原酶活性的分异
多酚氧化酶活性能够反映土壤腐殖质化状况，
它参与土壤有机组分中芳香族化合物的转化作用，
能促进土壤中的多酚化合物氧化成相应的醌类化合
物，该过程是腐殖质形成的第一阶段，其氧化产物多
元醌同含氮的蛋白质类物质及脂肪族化合物等缩
合，是腐殖化过程的本质，土壤多酚氧酶能推动这一
缩合过程，形成胡敏酸分子。所以多酚氧化酶是腐
殖质化的一种媒介，它能进行去甲基化反应，对于木
质素降解具有重要作用【1引。多酚氧化酶活性越弱，
腐殖化程度也就越低，形成的腐殖质数量就越少，并
造成土壤酚类物质在土壤中积累。在 3种土壤中，
以紫色土的活性最高，黑色石灰土次之，黄壤最差，
三者差异显著。
过氧化物酶能促进土壤中的氢甲基化和乙基化
的氧化物进行氧化。由表 2可见，过氧化物酶的活
性仍以紫色土最高，且与其他2种土壤差异显著。
2．3 土壤酶活性与土壤理化性质的相关性分析
测定了生长 1年的南天竹土壤的pH、全 N、全 P
和含水率(表 3)，对这 4种理化性质与不同土壤类
型的6种土壤酶活性的相关性分析(表 4)表明，土
壤 pH、全 P与土壤酶活性之间几乎全部未表现出明
显的相关性，而不同土壤类型中的土壤含水率、全 N
对部分土壤酶活性呈现显著的相关性。不同土壤类
型的土壤酶活性相关性表现不一。不同类型的土壤
酶相关性表现也不一。
表 3 3种土壤的基本理化性质(南天竹生长 1年后)
Table 3 Some basic physical and chemical properties
of the three soil types(after one year)
土壤类型
Soil type
基本理化性质
Basic physical an d chemical properties
全 N 全 P 含水率
pH ph 。
(g／kg) (g／kg) (％)
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紫色土 Purple soil pH
黑色石灰土 Black limestone soil
黄壤Yelowsoil 含水率
紫色土Pu~le soil Moisture
黑色石灰土 Black limestone soil con m
黄壤 Yelowsol 全氮
紫色土 PIlrple soil
．
Total
黑色石灰土 Blacklimestonesoil trogen
— O．56o
— O．4o3
— 0．449
O．16o
一 0．234
— 0．888‘
一 0．OO4
0．577
黄壤 Yelowsoil 全磷 O·499
紫色土 Purplesoil Total 一0．OO4
黑色石灰土 Black limeBtone吣jl ph明ph 。 0． 384
— 0．732
— 0．680
— 0．390
— 0．94O‘
一 0．671
0．408
— 0．015
0．740
O．303
0．042
0．．517
— 0．813‘ 一0．530 0．4 2 —0．064
— 0．584 —0．126 0．357 0．087
0．082
一 O．363
一 O．36l
— O．Oo9
一 O．19O
— O．o9l6
0．645
— 0．488
一 O．1oo
一 0．756
— 0．219
一 O．067
0．432
0．534
0．844‘
一 0．088
0．534
— 0．270
O．943‘
0．822‘
0．435
O．0o8
— 0．363
— 0．380
一 O．2O9
— 0．363
— 0．221
O．245
0．418
0．04 1
O．167
— 0．321
一 O．263
0．276
— 0．321
— 0．201
注：·表示相关性达到显著水平。
Notes：·correlation is significant at the 0．05 level
3 讨论
植物和土壤的影响是相互的，土壤影响植物的
生长发育，植物的生长发育反过来又会影响土壤。
一 方面，大量的研究资料指出，土壤酶活性与土壤的
有机质含量、全氮量、pH值等理化性质具有密切的
关系 ¨ J。不同的土壤类型具有不同的土壤理化
性质，因此不同土壤类型的土壤酶活性各异，对南天
竹生长的影响也不一；另一方面，土壤酶活性与植物
生长之间存在必然的内在联系，主要表现在植物根
系和残体是许多酶类的主要来源[1们，而南天竹是石
灰岩地区的适生植物，它在黑色石灰土中生长良好。
其栽种可提高黑色石灰土土壤酶的活性。土壤酶活
性的增强促进了土壤内部代谢及养分的有效化过
程，从而提高了土壤的有效肥力水平。土壤—植被
系统之间相互调节，协同发展。水解酶和氧化还原
酶是土壤酶的两种主要类型。水解酶活性可以解释
土壤有机物的分解强度。氧化还原酶的活性可以表
征土壤中腐殖质再合成的强度。它们对于土壤起着
不同的作用¨¨ 。本研究测定的淀粉酶、脲酶、碱性
磷酸酶和天门冬酰胺酶属于水解酶，这 4种酶除脲
酶活性是紫色土最高之外，其他 3种酶活性的高低
则是黑色石灰土>紫色土 >黄壤，三者之间差异显
著(p现象，笔者认为脲酶能够产生亚硝酸盐和氨的毒害，
其活性过高对土壤肥力及作物的生长是不利
的[加吨】。因此，总的来看在栽种石灰岩适生植物南
天竹后，有助于土壤水解酶类活性的提高。而作为
氧化还原酶的多酚氧化酶和过氧化物酶表现为紫色
土 >黑色石灰土 >黄壤，三者差异也达到显著水平
(P<0．05)，这说明栽种南天竹后对氧化还原酶的
活性提高也有一定的促进作用，但没有水解酶类明
显。
从土壤酶活性与土壤理化性质的相关性分析中
可以看出，不同土壤类型的土壤酶活性相关性表现
各异，不同类型的土壤酶活性相关性表现也各异
(表 4)。除紫色土的碱性磷酸酶活性与土壤 pH之
间呈现显著负相关之外，3种土壤类型中的土壤 pH
和全 P与这6种酶的相关性都不明显 ，均未达到显
著水平，且多数呈现负相关。而不同土壤类型中的
土壤含水率和全 N与某些土壤酶活性之间存在明
显的相关性。由表 4可以看出，紫色土的多酚氧化
酶和脲酶活性与土壤含水率之间存在显著的正、负
相关，黄壤中的多酚氧化酶与土壤含水率也有显著
的正相关性，该结果表明土壤水分状态对土壤酶活
性有一定的影响 J，土壤水分过高或过低均不利
于土壤微生物、植物和动物的生长和繁衍，进而影响
土壤酶活性。从土壤全 N量来看，黄壤中 N含量的
提高并不有利于淀粉酶活性的提高；而黑色石灰土
中的天门冬酰胺酶与土壤全 N之间存在明显的正
相关性。这从一个侧面说明石灰岩地区的生态恢复
的重点应在于土壤肥力的提高，尤其是土壤含 N量
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l48 武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
的提高。但是，本研究中笔者仅选择了水解酶类和
氧化还原酶类中的几种土壤酶活性进行研究，相关
性分析也仅涉及4种土壤理化性质，对土壤其他理
化性质和土壤酶活性的分析还有待进一步深入研
究。
参考文献：
[1] 刘玉成 ，许鸿鹩 ，缪世利．重庆石灰岩植被的初步研究[A]．
见：钟章成主编．常绿阔叶林生态学研究[C]．重庆：西南师范
大学出版社 ．1988．559—572．
[2‘】 胡斌 。段昌群，王震洪 。张世彪。起联春．植被恢复措施对退化
生态系统土壤酶活性及肥力的影响[J]．土壤学报，2002，39
(4)：604—608．
[3] 杨万勤，王开运．土壤酶研究动态与展望[J]．应用与环境生
物学报，2OO2，8(5)：564—570．
[4] 张咏梅 ，周国逸 ，吴宁．土壤酶学的研究进展[J]．热带亚热带
植物学报，2004，12(1)：83—9o．
[5] 叶向斌 ，黎基崧，蔡维藩，彭剑武．广东石灰岩地区野生观赏植
物资源的调查研究[J]．仲恺农业技术学院学报，1994，7(1)：
l1—22．
[6] 赵其国，龚子同，徐琪，彭补拙．中国土壤资源[M]．南京 ：南京
大学出舨社，1991．121—124。361—376．
[7] 李酉开，蒋柏藩，袁可能．土壤农业学常规分析方法[M]．北
京：科学出版社，1983．166—169．
[8] 中国土壤学会土壤农化分析专业委员会．土壤常规分析方法
[M]．北京：科学出版社。1965．4—5．
[9] 史瑞和，鲍士旦．土壤农化分析[M]．第2舨．北京：农业出版
社 。1980．218．
[10] 关松荫．土壤酶及其研究法[M]．北京：农业 出版社。1986．
278—280，294 —297，306 —308，312—313，323 —325
。328—
329。134—142．
[12]
[13]
[14]
[15]
[t6]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
． X．哈兹耶夫著．土壤酶活性[M]．郑洪元 ，周礼恺 ，张德生
译．北京：科学出版社，1980．100，l14，l3，49．
严昶升．土壤肥力研究方法[M]．北京：农业出版社，1988．
277—279．
谢林花。吕家珑，张一平．长期不同施肥对石灰性土壤微生物
磷及磷酸酶的影响[J]．生态学杂志，2004，23(4)：65—68．
熊浩仲。王开运，杨万勤．川西亚高山冷杉林和白桦林土壤酶
活性季节动态[J]．应用与环境生物学报，2004，10(4)：416—
42O．
赵之重．土壤酶与土壤肥力关系的研究[J]．青海大学学报
(自然科学舨)，1998，16(3)：24 —29．
张莉，刘登义．灰渣场土壤酶活性与植被和土壤化学性质的
关系[J]．应用生态学报，2003，14(1)：ll0一l12．
刘建新．不同农田土壤酶活性与土壤养分相关关系研究[J]．
土壤通报，2004，35(4)：523—52．
李勇．试论土壤酶活性与土壤肥力[J]．土壤通报，1989。20
(4)：190—193．
何斌 ，温远光．裒霞，梁宏温，刘世容．广西英罗港不同红树植
物群落土壤理化性质与酶活性的研究[J]．林业科学，2002，
38(2)：21—26．
关松荫．土壤酶与土壤肥力[J]．土壤通报．1980。II(6)：41—
44．
周札恺．土壤的脲酶活性与尿素肥料在土壤中的转化[J]．土
壤学进展，1984。12(1)：l一9．
张志明，武冠云，李荣华，曹承绵，赵晓燕，刘铁镔，周礼恺．脲
酶抑制剂氢醌提高尿素肥效的研究[J]．土壤通报 。1987。l8
(5)：214-216．
郑文教，王良睦，林鹏．福建和溪亚热带雨林土壤酶活性的研
究[J]．生态学杂志，1995，14(6)：16—20．
盂立君，吴凤芝．土壤酶研究进展[J]．东北农业大学学报。
2Oo4，35(4)：622—626．
维普资讯 http://www.cqvip.com