不同放牧梯度下草甸草原土壤微生物和酶活性研究

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过氧化氢酶呈显著负相关 ( P<00 ) .5 。 关键词 :草甸草原 ;放牧梯度 ;微生物数量 ;微生 物生 物量 ;酶活性 ;土壤 中图分类号 :S 5 - 143 文献标志码 :A 文章编号 :17 —9 6( 0 1 20 5 .7 6 45 0 2 1 )0 .2 90
呼伦贝尔草甸草原是我国重要的畜牧业生产基 地 ,亦是重要的生态屏障 ,其功能的正常发挥对维 持全球及 区域性生态系统平衡有极其重要 的作用。 但近年来 ,由于长期过度放牧和刈割等人类活动的 强烈 干扰 ,草 原生 态环 境恶 化 ,草原 退化 现 象 日趋 严 重 _。放 牧是 草地 利 用 的最 主要 方式 。放牧 家畜 l J 践踏不仅对草原植被与土壤产生影响 , 还可 以影响 土壤养分的循环、土壤微生物的活动【 j 土壤微生 2。 。 物是 草原 生态 系统 的重 要组 成部 分 ,是 土壤 有机质 与土 壤养 分转 化 和循环 的 动力 。土壤 微生 物及 土壤 酶潘 『是评价土壤肥力 的重要指标【 、 生 4 土壤健康状 . 引 况 的敏感 性参 数 l;因此 ,土壤 微 生物 和 土壤 酶 活 6 性 一 直是 土壤微 生物 生态学 研究 的重 要领 域 。 J
均在放牧地里 ,肉牛饮水通过拉水供应 。 试验设计 如 图 1 。 13 研究 内容 和测 定方 法 . 在不 同处 理 区取 3 点 , 个 每个 点重 复取样 3 , 次 土层 每 1 m 为 1层 ,共 3层 ( 0c 0—1 ,1 0 0~2 , 0 2 ~ 0 m o装入塑料袋 中,封闭后装入保鲜袋 , 0 3 c 带回实验室培养 , 供土壤微生物数量和微生物量以 及 土壤 酶活 性 的测 定 。 微 生物 数量 采用 稀释平 板 法 。好气 性细 菌采 用 牛 肉膏 蛋 白胨琼 脂培 养基 ;芽 孢 细菌采 用牛 肉膏 蛋 白胨麦 芽汁 琼脂 培养 基 ( 土壤 稀释 液 7 5~8 ℃处 0 理 1 ~1 mi,冷却后接种 ) 0 5 n ;放线菌采用淀粉铵 盐琼脂培养基 ;真菌采用马丁 ( rn Ma i )氏孟加拉 t 红琼脂培养基。每一类群设 3 次重复,选 3 个稀释 度 ,分 别接 种后 置无 菌 培养室 培养 ,2~1 0 d内分 别 对 不 同类 群 进行计 数 _。 6 J
微生 物量碳 采用 熏蒸 提取 一 量分 析法 ; 生物 容 微 量氮采用熏蒸提取一 茚三酮 比色法【 ;蛋 白酶采用 2 铜盐 比色 法 ; 化酶 采用 35 硝基水 杨 酸 比色法 ; 转 ,二 过氧化氢酶采用容量法 ; 脲酶采用苯酚次氯酸钠比 色法 。 1 g干土 的菌 落数=( 同一 稀释度 3次重 复 的平 均菌 落数 × 稀释 倍数 )/ 土 的质量 干
1 ~ 0 0 3 O 2 、2 ~ 0 m土层也为 以G . 居最多 ,其他 c O0 0 放 牧处理 微 生物 总数 均有所 减少 ,其 原 因可 能是 放 牧使植被生物量 、地表枯落物 、根系分泌物减少 , 土壤养分含量下降,使微生物生存的土壤环境中的 营养物质减少 , 对土壤微生物 的活动和数量产生影 l 4 2。 f[ ,]  ̄ ,5 7
各 类 群 微 生 物 的数 量 受 放 牧 强 度 的 影 响 有 所 不 同 ,方差 分析 表 明 ( 1 ,细菌在 0 1 m土层 表 ) 0c 不 同放 牧梯 度 之间无 显著 性差 异 ( P>00 ,但在 .5)
2 结 果 与 分 析
21 土壤 微 生物数 量 .
l ~ 0 m不放牧 区显著高于放牧区( < . ) 0 0 2 c P 0 5, ~ 0 2 3 O 0 0 m G . 显著高于G . ( < . ) 其他放牧处 c 0 O 4 l0 5 , 3 0 理之 间均无 显 著性差 异 ( > 00 尸 .5 o不 同土层 的真 菌和放线菌在不 同处理之间均无显著性差异 ( > P 00 , 文研 究 了土壤 微生 物对 放牧 梯度 的短 期 响 .5)本 应 ,可 能细 菌对放 牧梯 度 的反应 较真 菌 和放线 菌相 对 敏感 ,表 现 出一定 的差 异性 ,真 菌和放 线菌 对放 牧强度的响应有待于进一步研究探索 。 各 类 群 土 壤 微 生 物 数 量 随着 土壤 深 度 的增 加 呈 下 降趋 势 ,表层 中各 类群 土壤 微生 物数 量最 高 , 可 能 由于 表 层 土 壤 中含 有 丰 富 的 有 机 质 和 大 量 植 物 根 系 ,且水 热 、通 气状 况 良好 ,有利 于微 生物 生 长 和繁 殖L J z 。
生态环境学报 2 1, 02: 5 —6 0 2 ()2 92 5 1
Ec l g n n i n n a ce c s o o y a d E v r me t l in e o S
ht: w.ecc m t / p/ ww j sio e . Emale i r esi o - i dt @jec. r : o cn
不 同放牧梯度 下草甸 草原 土壤微生物和酶活性研究
闫瑞瑞 ,闫玉春 ,辛晓平 ,杨桂 霞 ,王旭 ,张保辉
呼伦 贝尔草 原生 态 系统 国家 野外科 学 观测 研究 站 , / 草地科 学 研究 室/ 国农 业科 学 院农 业资 源 与农业 区划 研究 所 ,北京 10 8 / 中 00 1
摘要 :通过小 区控制放牧实验 ,研究 呼伦 贝尔草 甸草原不 同放牧强度下草地土壤微生物和酶活性 的变化 。结果表 明 : 同处 不 理土壤微生物数量表现 为细菌> 放线菌> 真菌 。不 同土层土壤微生物 总数不放牧 处理 大于放牧处理 ,0 0c 3 m土层土壤微生 物生物量碳 、 氮含量在轻 牧区较高 , 中牧区较低 。 在 土壤脲酶 和过 氧化 氢酶活性 轻度放牧和 中度放牧高于不放牧和重度放牧 。 土壤微生物数量 、 生物量 、 土壤蛋 白酶和过氧化氢 酶活性 均随土壤深度的增加呈递减趋势 。 相关分析表 明, 土壤微生物数量 、 微生物生物量 以及土壤酶活性相互之 间密切相关 ,土壤微生物量 N与细菌达到极显著正相关 ( <OO ) 与真菌 和放线菌呈 l .1 , 显著相关 ( <00 ' .5 o土壤微 生物量 C与真菌达 到极 显著 负相关 ( <0O ) P .1 ,与放线菌呈显著 负相关 ( P<00 . o土壤微生 5 物数量 、土壤微 生物量 N 与转化酶 、蛋 白酶 、过氧化氢酶活性呈显著或极显著正相关 。土壤微生物量 C与转化 酶、蛋 白酶 、
近年 来 ,国 内外关 于放牧 强度 对 土壤微 生 物和 酶潘 I 生的影 响进行 了大 量 的研 究L J研 究结 果表 4 , , 明 ,不 同放 牧强 度对 微生 物各 类 群数 量和 种类 组成 产 生 不 同影 响 ,禁牧 和轻 度放 牧 可提 高土 壤各 类群
1 材 料 与 方 法
195 5 ” 1。784 ,海 拔 6 6~6 0m,属 温带 半 干 旱大 6 8
陆性气候 ,年平均降水量 3 0 4 0 m 5 ~ 0 m,降水期 多集 中在 7 月且变率较 大。年均气温. —9 5 ~2℃, 最 高 、 低 气 温分 别 为 3 .7℃和一8 最 61 4 . ; 0℃ 5℃ ≥1 年积温 1 8 0~1 0 5 0℃ ,无 霜期 10d左 右 。土壤 8 1 为 黑 钙 土或 栗 钙 土 。植 被 类 型 为羊 草+ 杂类 草 草甸 草 原 ,主要 物 种有 羊 草 ( em s hnni) L y u ies 、贝加 c s
放牧试验设 6 个水平 的放牧梯度处理 ( 载畜率 分别 为 GO0 : .0 uh 、G . :0 3 uh 、 . 00 A ・m~ O2 0 3 . A ・m~ 2
GO.4:0.4Au. m- 3 3 h 、GO46:0. . 46Au hm- . 、GO.9: 6
06 A ・m- GO9 : . Auh .9 uh 、 .2 09 2 ・m~, 中 , 5 0 g 其 以 0 k
尔 针 茅 (Sia acl ss) 日 荫 菅 (C r t b i e i 、 p an ae x p d omi) ei r s 、蓬 子 菜 ( aim vrm ) f G l eu 、狭 叶 柴胡 u ( u luu oznr oim ) B perms ro ei l c f u 、线 叶菊 ( i l m 厅,oi f u sbr u )等 , 伴 生 种 有 斜 茎 黄 芪 ( s a au iicm i At g l r s a sies 、山野 豌 豆 ( i m ea) 地 早熟 dug n ) Hc a on 、草 a
禾 ( o p aess P a r t i )等 。 n 12 试 验设 计 .
微生物数量和微生物生物量 , 重度放牧则明显降低 土壤 微生 物 的生物 活性 。但在 国内这些 研 究结 果均 从 绵 羊 、牦牛 的实 验获 得 ~,] 13,肉牛放 牧强 度试 1 验在国内研究较少 。 本文通过采取小区控制放牧实 验 研 究 不 同放 牧 梯 度 下 草 甸 草 原 土 壤 微 生 物 和 酶 活性的短期变化 , 探讨草甸草原生态系统土壤微生 物和 酶 活性对 放牧 扰 动 的响应 ,为研究 草 甸草 原 的 退 化 机 制 和 恢 复 利 用 提 供 土 壤 微 生 物 学 方 面 的理 论 基 础和参 考 依据 。
收 稿 日期 :2 1 - 1 1 0 1O — 2
20 6
源自文库
生态环境学报
第2 0卷第 2期 ( 0 1 2月 ) 21年
每 个小 区面积 5h ,试 验 区总面 积 9 m m 0h 。放 牧 试 验 开始 于 20 0 9年 ,每年 6月 初开 始放 牧 ,1 O月 初 终 止放牧 ,为期 10d 2 。整个 放牧 期放 牧牛 日夜
11 研 究区域 自然 概况 .
研究 区位于 内蒙古 自治 区呼伦 贝尔市海拉尔 行政区境内的谢尔塔拉种牛场场部东 3k m,是大 兴 安 岭 西 麓 丘 陵 向蒙 古 高 原 的过 渡 区 ,北 纬
4 。 9 4 ” 4 。 01 3 9 1 9 一 92 7 ”、 东 经 3 19 5 2 ”一 l 。65 1
肉牛为 一个 标准 家 畜 肉牛单位 ) 3个 重复 , 验 区 , 试 围成 面 积相 等 的 1 5个放 牧 区和 3个 对 照封 育 区 ,
基金项目:公益性行业 ( 农业 )科研专项 ( 0 03 1 ;2 100 1 0 93 6 ;现代农业产业技术体系建设专项资金资助 2 10 0 9 0 0 36 ;2 00 00)
作者简 介 : 闫瑞 瑞 ( 9 9 生 )女 , 17 年 , 助理 研究 员 , 博士 , 从事 草 地放 牧管 理 、 草地 生态 、 畜平衡 方 面的研 究 。 - i ynuri9 9 18 13 o 草 Ema: ari 170 0@ 6 . m l u t 通信作 者 ,Emal i p s a o — i n @ i . m :x x nt
三 ,细 菌数 量在 土壤微 生物 组成 中 占绝对 优势 。各 类群 微 生物 数 量 占微 生物 总数 的 比例排 序 为 细菌> 放线 菌> 菌 。 真 不 同放 牧 处理 土 壤微 生 物 数量 分 布 不 同 ,0~ 1 c 0 m土 层 的 微 生 物 总 数 以 G . 居 最 多 ,达 O0 0 1 . x 0 干土 , . 居 最少 , l .1 1。 干土 ; 94 。 41 G04 6 达 37 × 0/ g
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