廣東肇慶3種珍貴樹種人工林土壤酶活性及養分狀況分析

古麗紅

摘 要 為珍貴樹種人工林管理提供依據，以黑木相思、紅錐、火力楠人工林作為研究對象，對其土壤基本理化性質、全量養分含量、速效養分含量、酶活性進行測定分析，并進行組間比較。結果表明：紅錐人工林土壤狀況優于火力楠和黑木相思人工林，3種珍貴樹種人工林土壤有機質含量比較高，全量養分含量、速效養分含量均處于缺乏水平，且3種人工林土壤酶活性與土壤養分指標相關，均表現為蔗糖活性高于其他酶活性。在3種珍貴樹種人工林中，紅錐人工林養分狀況優于火力楠和黑木相思。

關鍵詞 黑木相思；紅錐；火力楠；土壤酶活性；土壤養分

中圖分類號：S714.8 文獻標識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.06.015

Analysis of Soil Enzyme Activity and Nutrient Status of Three Precious Tree Species Plantations in Zhaoqing of Guangdong Province

Gu Lihong

（Xijiang Forest Farm， Guangdong Province，Zhaoqing 526020， China）

Abstract In order to provide a basis for the management of precious tree species plantations， the basic physical and chemical properties， total nutrient content， available nutrient content and enzyme activity of Acacia melanoxylon， Castanopsis hystrix and Michelia macclurei plantations were measured and analyzed， and the comparison between groups was carried out. The results showed as follows： the soil condition of Castanopsis hystrix plantation was better than that of Michelia macclurei plantation and Acacia melanoxylon plantation; the soil organic matter content of the three precious tree species plantations was higher， and the total nutrient content and available nutrient content were at the deficiency level;moreover， the soil enzyme activity of the three kinds of plantations was related to the soil nutrient index， and the sucrose activity was higher than other enzyme activities.In the three precious tree species plantations， the nutrient status of Castanopsis hystrix plantation is better than that of Michelia macclurei plantation and Acacia melanoxylon plantation.

Key words Acacia melanoxylon; Castanopsis hystrix;Michelia macclurei; soil enzyme activity; soil nutrient

人工林是指經過人工種植所建立的森林系統，其有助于降低氣候變化影響，同時改善林下土壤質量，對促進土壤復育、改善空氣質量、提高植被覆蓋率具有明顯作用^[1]。我國人工林面積居世界第一，是森林生態系統重要組成林分，發展人工林產業符合經濟、社會及生態發展需求^[2]。肇慶市是廣東省主要林區之一，分布大量南亞熱帶地區物種，很多珍貴樹種馳名于世。發展珍貴樹種人工林產業，并加強人工林撫育管理，既是珍貴樹種重要保護路徑，也能維護生態環境穩定，促進珍貴樹種復育。了解珍貴樹種人工林土壤狀況，能夠為珍貴樹種人工林建設及發展提供依據。

1 試驗區概況

肇慶市處于22°47′—24°24′ N和111°21′—112°52′ E，位于中國廣東省西部，地處珠江三角洲的西南角，是沿江、沿海的重要經濟中心。肇慶市總面積7 453.80 km²，陸地面積7 443.90 km²，其中森林面積1 350.90 km²，林地面積296.30 km²，屬中亞熱帶季風氣候，夏季炎熱，晝夜溫差大，降水量大，空氣濕度高，年平均氣溫23.6 ℃，年總降雨量1 720.2 mm，無霜期310～345 d，蒸騰量2 197.4 mm，年日照時數2 419.2 h，陽光充沛。肇慶市土壤主要為赤壤、灰質粉沙壤、紅壤、黑壤等多種類型，其中赤壤是最普遍的土壤類型，其次是灰質粉沙壤，分布較為分散。紅壤則主要分布在中部和南部，黑壤主要分布在山區和丘陵地區。

2 試驗方法

2.1 土樣采集

于2023年5月在廣東省西江林場開展土樣采集工作，樣地選擇黑木相思（Acacia melanoxylon）、紅錐（Castanopsis hystrix）、火力楠（Michelia macclurei）人工林，3種人工林樣地海拔、立地條件、林分密度、郁閉度等條件相近。參考有關文獻^[3，4]，分別在3種人工林東南坡向上、中、下坡位設置標準樣地，同一高度取3個標準樣地（5.0 m×5.0 m），每個樣地取3株具有代表性的林木，將地表凋落物及土壤腐殖層去除后，挖取土壤剖面，采集表層（深度0～20 cm）土壤。將土壤帶回實驗室后，采用四分法選出土樣，并在室內環境中自然風干、過篩備用。

2.2 土樣測定

土樣測定指標包括土壤基本理化性質、土壤全量養分含量、土壤速效養分含量、土壤酶活性。土壤溫度采用土壤檢測儀（JC-TS）測定；

pH采用玻璃電極法測定；含水率采用烘干法測定；有機質采用重鉻酸鉀-外加熱法^[5]測定；全鉀采用火焰光度法測定；全氮采用消煮-全自動分析儀測定；全磷采用消煮-全自分析儀測定；有機碳采用碳氮元素分析儀測定；碳氮比為碳元素與氮元素的總量之比；速效鉀采用火焰光度法測定；水解氮采用堿解-擴散法測定；速效磷采用浸提-鉬銻抗比色法^[6]測定；過氧化氫酶活性采用滴定法測定；脲酶活性（NH₃-N）采用苯酚鈉比色法測定；蔗糖活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法^[7]測定；蛋白酶活性采用福林酚比色法測定。其中，全量養分和速效養分中除水解氮測定取新鮮土樣過篩（2 mm）后3 d內測定外，其余均取新鮮土樣過篩（1 mm）后經風干處理，1周內測定。

為確保測定結果準確性，每個指標取3個樣品進行3次測定，取平均值。

2.3 統計方法

采用Excel對試驗數據進行整理，單因素方差、相關性分析采用SPSS25.0軟件進行。多重比較采用新復極差法（Duncan's），用（x±s）形式表示結果，P＜0.05表示差異顯著。

3 結果與分析

3.1 土壤基本理化性質的比較

由表1可知，各人工林土壤溫度表現為紅錐＞火力楠＞黑木相思，紅錐人工林土壤溫度顯著高于火力楠和黑木相思（P＜0.05）；火力楠和黑木相思人工林土壤含水率高于紅錐（P＜0.05）；紅錐人工林土壤有機質含量最高，顯著高于黑木相思（P＜0.05）人工林，但與火力楠人工林相比無顯著差異（P＞0.05）；3種人工林pH無顯著差異（P＞0.05）。

3.2 土壤全量養分含量比較

由表2可知，各人工林土壤全磷（P）含量無顯著差異（P＞0.05）；紅錐人工林土壤全鉀、全氮、有機碳含量、碳氮比均顯著高于黑木相思（P＜0.05）；紅錐人工林土壤全氮、有機碳含量、碳氮比顯著高于火力楠（P＜0.05）；火力楠人工林土壤全氮含量、碳氮比顯著高于黑木相思（P＜0.05）。

3.3 土壤速效養分含量對比

由表3可以看出，黑木相思人工林土壤速效鉀含量顯著低于火力楠和紅錐（P＜0.05）；紅錐、火力楠人工林土壤水解氮含量無顯著差異（P＞0.05），但是兩者均高于黑木相思（P＜0.05）；各人工林土壤速效磷含量表現為黑木相思＞火力楠＞紅錐，各組間比較存在顯著差異（P＜0.05）。

3.4 土壤酶活性比較

由表4可知，3種人工林土壤過氧化氫酶活性、脲酶活性、蔗糖活性無顯著差異（P＞0.05），黑木相思人工林土壤過氧化氫酶、蔗糖、脲酶活性略高；在蛋白酶活性比較上，黑木相思、火力楠人工林顯著高于紅錐（P＜0.05）?？傮w看，3種人工林土壤酶活性指標均表現為蔗糖活性最高。

3.5 土壤酶活性與養分指標的相關性

通過表5可知，黑木相思、紅錐、火力楠3種人工林土壤過氧化氫酶活性與有機質、全鉀、速效鉀、水解氮含量呈正相關，與其他指標呈負相關，其中與水解氮含量呈顯著正相關（P＜0.05）；3種人工林土壤脲酶活性與有機質、全鉀、全氮、速效鉀含量呈負相關，與全磷、水解氮、速效磷呈正相關；3種人工林土壤蔗糖活性與有機質、全氮、速效鉀、水解氮呈負相關，與全鉀、全磷呈正相關，與速效磷呈顯著正相關（P＜0.05）；3種人工林土壤蛋白酶活性與有機質、全磷、速效鉀、水解氮含量呈正相關，其中與全磷含量呈顯著正相關（P＜0.05），與全鉀、全氮、速效磷呈負相關。

4 討論與結論

研究發現，人工林土壤養分含量受樹齡、樹種、樹種選擇及株型等因素影響，樹齡越長，土壤養分含量越低；樹種越多，土壤養分含量就越高；株型越靈活，土壤中養分類型越豐富^[8]。普遍認為，繁殖速度快且根系發達樹種，其林下土壤養分含量更高，為促進土壤養分積累，往往需要施用有機肥料，或者通過添加堆肥、土壤覆膜等方式來提高土壤養分含量^[9]。本研究結果顯示，廣東肇慶3種珍貴樹種人工林土壤養分含量存在一定差異，其中紅錐人工林土壤養分狀況優于火力楠和黑木相思。但是從總體情況看，3種人工林除有機質含量比較充足外，其他養分指標水平均低于國家土壤養分分級標準^[10]，原因可能是試驗研究和土壤采樣時間正處于雨季，凋落物比較少，在土壤中分解量不足，導致微生物活動處于較弱水平，提示應重視珍貴樹種人工林土壤養分狀況分析工作。

國內外學者均認同土壤酶活性可表征土壤肥力及理化性質的觀點，相關研究亦證實，土壤中各種酶活性與土壤溫度、土壤含水量、有機質含量、離子交換容量、微生物群落等因素相關，且土壤腐殖質、養分含量、游離鐵、呼吸強度也能影響土壤酶活性^[11]。通過調節上述土壤因子，可以提高土壤酶活性，從而獲得更高土壤肥力。本研究結果顯示，3種人工林中，黑木相思人工林土壤中除速效磷含量較高外，有機質含量、全量養分含量及其余2種速效養分含量均處于較低水平，但其土壤中過氧化氫酶、脲酶、蔗糖、蛋白酶活性均最高，這可能與其土壤含水量高、土壤物質循環作用強有一定關系，此種情況下凋落物更容易被微生物分解^[12]。3種人工林養分含量比較缺乏，無法為植株生長提供充足養分支持，提示在進行營林管理時，應注意補充珍貴樹種養分。

廣東肇慶3種珍貴樹種人工林土壤酶活性及養分狀況存在一定差異，其中養分狀況較好的是紅錐人工林，火力楠人工林次之，黑木相思人工林土壤養分狀況最差，在進行低效林改造時，應對上述情況予以關注，并適當與針葉樹種或闊葉樹種進行混交，以改善珍貴樹種人工林土壤狀況。

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