荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.08.011

草地学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (8): 2019-2026.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.08.011

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荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

李雅男, 李邵宇, 孙宇, 胡雪峰, 贺启珅, 张彬, 赵萌莉

内蒙古农业大学草原与资源环境学院, 草地资源教育部重点实验室, 内蒙古呼和浩特 010019

收稿日期:2021-12-31 修回日期:2022-02-21 发布日期:2022-09-01
通讯作者: 赵萌莉,E-mail:nmgmlzh@126.com
作者简介:李雅男(1997-),女,内蒙古赤峰市,硕士研究生,主要从事草地生态学方向研究,E-mail:1446848320@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金（31861143001）；国家自然科学基金（RZ2000001603）资助

Responses of Soil Enzyme Activities and Stoichiometry Characteristics of Desert Steep to Different Stocking Rates

LI Ya-nan, LI Shao-yu, SUN Yu, HU Xue-feng, HE Qi-shen, ZHANG Bin, ZHAO Meng-li

College of Grassland, Resource and Environment, Key Laboratory of grassland resources(IMAU), Ministry of Education, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010019, China

Received:2021-12-31 Revised:2022-02-21 Published:2022-09-01

摘要/Abstract

摘要： 为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应，本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始)，设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0，4，8和12只羊)，分析土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量特征，结果表明：随载畜率增加，土壤毛管持水量(Capillary water holding capacity，CC)、土壤有机碳(Soil organic carbon，SOC)、土壤全氮(Soil nitrogen，TN)、土壤全磷(Soil phosphorus，TP)呈降低趋势，土壤容重(Soil bulk density，BD)、土壤pH值呈增加趋势(P<0.05)；α-葡萄糖苷酶(αCG)、β-葡萄糖苷酶(βCG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP) 和碱性磷酸酶(ALP)5种土壤酶活性均随载畜率增加而降低(P<0.05)；与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的酶化学计量比均随载畜率增加而降低；BD与CC，pH与TN呈负相关关系(P<0.05)，CC与TN，LAP与αCG，βCG，NAG，TN，TP，βCG与NAG，αCG，TN，NAG与αCG，TN，αCG与TN，TP，ALP，TN与TP，ALP，TP与ALP均呈正相关关系(P<0.05)。

关键词: 载畜率, 荒漠草原, 土壤理化性质, 土壤酶活性, 化学计量比

Abstract: Soil enzymes are catalysts for complex biochemical reactions in ecosystems. To investigate the response of soil enzyme activity and its stoichiometric characteristics to different stocking rates in desert grassland,this study was conducted in May 2021 on a long-term grazing platform (started in 2004) in the desert grassland of Siziwang Banner,Inner Mongolia,with four stocking rates of no grazing (CK),light (LG),moderate (MG) and heavy grazing (HG). The results showed that soil capillary water holding capacity (CC),soil organic carbon (SOC),soil total nitrogen (TN),soil total phosphorus (TP) tended to decrease,soil bulk weight (BD) and soil pH tended to increase with increase of stocking rate(P<0.05);the activities of all five tested soil enzymes α-glucosidase (αCG),β-glucosidase (βCG),β-N-acetylaminoglucosidase (NAG),leucine aminopeptidase (LAP) and alkaline phosphatase (ALP) decreased with increase of stock carrying rate (P<0.05);The stoichiometric characteristics of enzymes related to C,N and P all decreased with increase of stocking rate(P<0.05);BD and CC,pH and TN were negatively correlated(P<0.05),CC and TN,LAP and αCG,βCG,NAG,TN,TP,βCG and NAG,αCG,TN,NAG with αCG,TN,αCG with TN,TP,ALP,TN with TP,ALP,TP with ALP all showed positive correlations(P<0.05).

Key words: Stocking rate, Desert grassland, Soil physicochemical properties, Soil enzyme activity, Stoichiometric ratio

中图分类号:

S938.1+3

李雅男, 李邵宇, 孙宇, 胡雪峰, 贺启珅, 张彬, 赵萌莉. 荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(8): 2019-2026.

LI Ya-nan, LI Shao-yu, SUN Yu, HU Xue-feng, HE Qi-shen, ZHANG Bin, ZHAO Meng-li. Responses of Soil Enzyme Activities and Stoichiometry Characteristics of Desert Steep to Different Stocking Rates[J]. Acta Agrestia Sinica, 2022, 30(8): 2019-2026.

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参考文献

[1] MARX M C,WOOD M,JARVIS S C.A Microplate fluorimetric assay for the study of enzyme diversity in soils[J].Soil Biology & Biochemistry,2001,33(12-13):1633-1640
[2] 王理德,王方琳,郭春秀,等.土壤酶学硏究进展[J].土壤,2016,48(1):12-21
[3] 邱莉萍,刘军,王益权,等.土壤酶活性与土壤肥力的关系研究[J].植物营养与肥料学报,2004(3):277-280
[4] 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):523-525
[5] 李贝贝,张永慧,苏友波.基于CNKI数据库的土壤酶研究文献计量分析[J].广东农业科学,2021,48(8):148-155
[6] 曹慧,孙辉,杨浩,等.土壤酶活性及其对土壤质量的指示研究进展[J].应用与环境生物学报,2003,9(1):105-109
[7] ZUO Y P,LI J P,ZENG H,et al.Vertical pattern and its driving factors in soil extracellular enzyme activity and stoichiometry along mountain grassland belts[J].Biogeochemistry,2018(41):23-39
[8] 焦鹏宇,郭文,陈泽龙,等.中亚热带不同林龄马尾松林土壤酶学计量特征[J].环境科学,2021,43(2):1-17
[9] HILL B H,ELONEN C M,SEIFERT L R,et al. Microbial enzyme stoichiometry and nutrient limitation in US Streams and rivers[J]. Ecological Indicators,2012(18):540-551
[10] 张星星,杨柳明,陈忠,等.中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征[J].生态学报,2018,38(16):5828-5836
[11] SINSABAUGH R L,HILL B H,FOLLSTSD SHAN J J.Ecoenzymatic stoichiometry of microbial organic nutrient acquisition in soil and sediment[J]. Nature,2009(462):795-798
[12] 王兴,钟泽坤,简俊楠,等.模拟增温和降雨增加对撂荒草地土壤胞外酶活性及计量特征的影响[J/OL].环境科学,2021:1-17
[13] 喻岚晖.藏北退化高寒草甸土壤酶化学计量学及微生物群落特征[D].北京:中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心),2021:23-24
[14] SINSABAUGH R L,LAUBER C L,WEINTRAUB M N,et al. Stoichiometry of soil enzyme activity at global scale[J].Ecology Letters,2008,11(11):1252-1264
[15] 吴建波,王小丹.藏北高寒草原土壤酶活性对氮添加的响应及其影响因素[J].草地学报,2021,29(3):555-562
[16] 李雪丽.松嫩草地羊草生长对不同演替阶段的土壤水解酶活性和酶化学计量特征的影响[D].长春:东北师范大学,2021:17-18
[17] DIAZ S,LAVOREL S,MCLNTYRE S,et al.Plant trait responses to grazing:a global synthesis[J]. Global Change Biology,2007(13):313-341
[18] 王晓芳,马红彬,刘杰,等.放牧对草原植物功能性状影响研究进展[J/OL].应用生态学报,2022,33(3):720-726
[19] SITTERS J,CHERIF M,EGRLKRAUT D,et al.Long-term heavy reindeer grazing promotes plant phosphorus limitation in arctic tundra[J]. Functional Ecology,2019(33):1233-1242
[20] 高雪峰,武春燕,韩国栋.放牧对典型草原土壤中几种生态因子影响的研究[J].干旱区资源与环境,2010,24(4):130-133
[21] 文都日乐,张静妮,李刚,等.放牧干扰对贝加尔针茅草原土壤微生物与土壤酶活性的影响[J].草地学报,2010,18(4):517-522
[22] 徐志超,宋彦涛,乌云娜,等.放牧影响下克氏针茅草原不同物候期土壤酶活性与微生物生物量的变化[J].生态学杂志,2016,35(8):2022-2028
[23] 刘建康,冯湘,张克斌,等.荒漠草原优势种群油蒿空间分布格局对封育恢复的响应[J/OL].应用生态学报,2022,33(3):720-726
[24] 杨阳.不同载畜率下荒漠草原无芒隐子草(Cleistogenes songoria)根际土壤养分与微生物的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2020:17-18
[25] 索南吉,谈嫣蓉,朱炜歆,等.青藏高原东缘不同草地类型土壤酶活性研究[J]. 草业学报,2012,21(4):10-15
[26] 唐刘燕,国慧,杨振安.不同放牧模式下青藏高原高寒草甸植被群落和土壤差异[J].草业科学,2021,38(7):1209-1217
[27] 通乐嘎,赵斌,吴玲敏.放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响[J].生态环境学报,2018,27(9):1602-1609
[28] 乔荣.围封对希拉穆仁草原植被及土壤理化性质的影响[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2014:34-36
[29] 苏永中,赵哈林.持续放牧和围封对科尔沁退化沙地草地碳截存的影响[J].环境科学,2003,24(4):23-28
[30] 李洋,严振英,郭丁,等.围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响[J].草业学报,2015,24(10):33-39
[31] 杨树晶,唐祯勇,赵磊,等.放牧强度对川西北高寒草甸土壤理化性质的影响[J].草学,2019(1):57-61
[32] 李春莉,赵萌莉,韩国栋,等.不同放牧压力下荒漠草原土壤有机碳特征及其与植被之间关系的研究[J].干旱区资源与环境,2008(5):134-138
[33] 周天阳,高景,王金牛,等.基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价[J].草业学报,2018,27(12):1-11
[34] 吴林坤,林向民,林文雄.根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望[J].植物生态学报,2014,38(3):298-310
[35] 刘建康,张克斌,冯湘,等.封育方式对荒漠草原群落特征及土壤理化性质的影响[J].生态环境学报,2021,30(3):445-452
[36] 许艺馨,余海龙,李春环,等.模拟降水量变化对荒漠草原土壤酶活性的影响及其相关因素分析[J].西北植物学报,2021,41(11):1912-1923
[37] 勒佳佳,苏原,彭庆文,等.氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响[J].干旱区研究,2020,37(2):382-389
[38] SINSABAUGH R L,FOLLSTAD SHAH J J. Ecoenzymatic stoichiometry and ecological theory[J].Annual Review of Ecology Evolution and Systematics,2012,43(1):313-343
[39] ZHANG W,XU Y,GAO D,et al. Ecoenzymatic stoichiometry and nutrient dynamics along a revegetation chronosequence in the soils of abandoned land and Robinia Pseudoacacia plantation on the loess plateau,China[J].Soil Biol Biochem,2019(134):1-14
[40] PENG X,WANG W. Stoichiometry of soil extracellular enzyme activity along a climatic transect in temperate grasslands of northern China[J].Soil Biology and Biochemistry,2016(98):74-84
[41] 李俊华,沈其荣,褚贵新,等. 氨基酸有机肥对棉花根际和非根际土壤酶活性和养分有效性的影响[J].土壤,2011,43(2):277-284
[42] 朱琳.不同载畜率对短花针茅荒漠草原土壤酶的影响[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2019:42-45
[43] 赛牙热木·哈力甫,艾克拜尔·伊拉洪,宋瑞清,等.察布查尔草原土壤酶活性垂直分布及土壤理化性质相关性研究[J].草业学报,2018,27(3):116-125
[44] 何斌,李青,冯图,等.黔西北不同林龄马尾松人工林针叶?凋落物?土壤C、N、P化学计量特征[J].生态环境学报,2019,28(11):2149-2157
[45] WEAND M P,ARTHUR M A,LOVETT G M,et al. The phosphorus status of northern hardwoods differs by species but is unaffected by nitrogen fertilization[J]. Biogeochemistry,2010,97(2-3):159-181
[46] TRESEDER K K,VITOUSEKK P M. Effects of soil nutrient availability onInvestment in acquisition of N and P in hawaiian rain forests[J]. Ecology,2001,82(4):946-954

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[1]	马亚春, 张洁, 高亚敏, 姚拓, 李海云, 李昌宁, 金艳丽. 祁连山不同退化草地土壤养分变化特征及质量综合评价[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1621-1629.
[2]	黄瑞灵, 王西文, 马国虎, 朱锦福, 周华坤. 模拟氮沉降对高寒湿地土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(6): 1343-1349.
[3]	昝看卓, 刘丛, 张燕燕, 阿山江·伊米尼江, 白婕, 龙明秀, 王可珍, 屈洋, 何树斌. 关中地区紫花苜蓿，小麦及玉米根际土壤理化性质研究[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1246-1252.
[4]	董海宾, 刘思博, 蒋奇伸, 白海花, 尹燕亭, Bolormaa DAMDINSUREN, 侯向阳. 外购干草是否缓解了天然草原的生态压力?——来自内蒙古的回顾性调查[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 771-777.
[5]	陆刚, 黄海霞, 周晓雷, 曹雪萍, 赵安. 迭部林区云冷杉林火烧迹地土壤有机碳及酶活性变化特征[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 943-949.
[6]	于志慧, 吕广一, 王新雅, 徐学宝, 贾东璇, 王成杰. 放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤碳氮及其稳定同位素的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(3): 544-552.
[7]	马坤, 芦光新, 邓晔, 颜珲璘, 王英成, 赵阳安, 张海娟, 周学丽, 窦声云. 有机肥对垂穗披碱草根际微生物及土壤理化性质的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(3): 594-602.
[8]	王小燕, 张彩军, 蒲强胜, 安康, 张倩, 杨晶, 孙小妹, 苏军虎. 人工草地建植对甘南高寒草甸草地生产力及土壤理化特征的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(2): 288-296.
[9]	张光茹, 罗方林, 张法伟, 祝景彬, 贺慧丹, 杨永胜, 王春雨, 李英年. 退化高寒草甸暖季休牧恢复过程中植被和土壤特性[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 144-152.
[10]	焦越佳, 张佳雨, 黄馨慧, 刘风山, 孙振元, 钱永强. 内蒙古荒漠草原东部植被指标动态变化及其与气候变化的关系[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 153-160.
[11]	姚喜喜, 王立亚, 严振英, 张文娟, 孙海群, 周睿. 放牧对温性荒漠草原植物群落特征与牧草营养品质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 165-172.
[12]	郭文章, 井长青, 王公鑫, 侯志雄, 赵苇康. 天山北坡荒漠草原土壤呼吸和生态系统呼吸对降水的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2031-2039.
[13]	刘晶晶, 尹亚丽, 李世雄, 赵文, 董怡玲, 苏世锋. 不同调控措施对中度退化高寒草甸植被及土壤理化性质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2074-2080.
[14]	曲艳, 宋倩, 杨合龙, 赵坤, 赵敏, 刘玉玲, 王德平, 戎郁萍. 呼伦贝尔草原不同利用方式对土壤微生物群落结构的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1621-1627.
[15]	吴雪梅, 杨雪岩, 林媛媛, 代亦, 曹乐乐, 董文萱, 刘增文. 刺槐和油松枯落叶腐殖质化对气候温湿变化的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1738-1747.