兰州百合连作土壤碳氮磷化学计量特征及酶活性研究（一） 随着生活水平的百合不断提高

兰州百合(Liliumdavidiivar.)为多年生鳞茎草本植物，兰州连作磷化量特其鳞茎含有多种人体必需的百合氨基酸、蛋白质、土壤碳氮维生素、学计性研微量元素、征及糖分及无机盐，酶活营养价值丰富，兰州连作磷化量特被誉为“蔬菜人参”。百合此外，土壤碳氮百合还具有清热解毒、学计性研清心安神、征及补肺滋阴及止咳化痰的酶活功效，有着“药食同源”的兰州连作磷化量特特性。随着生活水平的百合不断提高，人们养生意识逐渐加强，土壤碳氮兰州百合需求量日趋增加，使得百合种植业成为当地的支柱产业。然而，在兰州百合产业迅速发展的同时，兰州百合连作现象较为严重。连作能够影响百合植株的光合作用，破坏部分酶的代谢平衡，从而抑制百合植株的生长。此外，连作可使百合土壤表层盐分积聚，逐渐盐渍化，土壤粘性增大，板结加重，土壤养分失衡，且自毒物质积累产生自毒作用，土传病害加重，使得兰州百合的产量和品质明显下降。加之受土地、气候和环境的限制，兰州百合适生范围窄，并且百合具有极强的忌地性，连作障碍已成为限制兰州百合产业可持续性发展的主要问题。连作障碍(Continuouscroppingobstacles)是指在同一土壤连续栽培同种或近缘作物时，作物出现生长发育变差、产量降低、品质下降、病虫害发生加重的现象。近年来，对于兰州百合连作主要集中于自毒物质的提取和鉴定以及对百合植株生理生态作用及响应机制的研究，而对兰州百合连作化学计量学特征及影响机制的研究则相对较少。

土壤碳、氮、磷是土壤养分的核心，土壤微生物、凋落物再分配过程及土壤养分平衡受其含量变化的影响。研究碳、氮、磷化学计量特征可以反映生态系统内部碳氮磷耦合关系，具有重要的生态指示作用。土壤作为生态系统的重要组成部分，其生态化学计量学特征对于揭示土壤碳、氮、磷间的相互作用和平衡制约关系及揭示养分的可获性有着积极作用。另一方面，土壤酶作为土壤系统中所有生化反应的“催化剂”，直接参与土壤碳、氮、磷循环，能够灵敏的指示和预警土壤生境变化，是土壤质量和养分供应能力的重要表征。本文通过探讨兰州百合土壤生态化学计量特征和酶活性对连作的响应，以期为解析兰州百合连作障碍形成机制以及农田养分调控和土壤可持续利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验土样采自兰州市榆中县园子岔乡小岔村(N36°15′，E104°26′)。园子岔乡位于榆中县北部山区，海拔2300m，年降水量300mm，年平均气温4.2℃，作物生长期为117天，无霜期期110天，该地区气候干燥、土质疏松、远离工业生产区，是兰州百合的天然优良产地。

1.2样品的采集

本试验选取种植年限为1、2、3年，且经过同等管理的兰州百合地，于2019年7月中下旬，采集根际土（每种连作年限采集5个重复，每个重复采集5株）。将采集的土壤样品带回室内，剔除杂物，风干，过筛，备用。于7月底按：有机肥施7500～9000kg/hm²、碳酸氢铵600kg/hm²、普通过磷酸钙1200kg/hm²、硫酸钾225kg/hm²，混匀，全地面撒施耕翻入土，并及时把土地耱平整。

1.3测定项目与方法

土壤理化性质的测定参照《土壤农化分析》测定。土壤pH：（水土比5:1）酸度计法；土壤有机质：重铬酸钾容量法—外加热法；土壤全氮：半微量开氏法；土壤全磷：HClO₄-H₂SO₄法；有效氮：碱解扩散法；有效磷：Olsen法；可溶性有机碳(DOC)采用水浸提法（水土比10:1）用仪器multiN/C3100测定浸提液。

土壤酶活性测定方法参照关松荫编著的《土壤酶及其研究法》（关松荫，1986）。过氧化氢酶：滴定法；土壤蔗糖酶：3,5-二硝基水杨酸比色法；土壤脲酶：苯酚钠-次氯酸钠比色法；碱性磷酸酶：磷酸苯二钠比色法（硼砂缓冲液）。

1.4数据分析

数据使用MicrosoftExcel2013进行整理，SPSS23.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1连作对百合土壤理化性质的影响

由表1可知，连作对兰州百合土壤的理化性质有明显的影响。随着种植年限的增加，土壤pH呈下降趋势，且种植3年的土壤pH显著低于种植1年和2年。土壤有机质、全氮、全磷含量随着种植年限的增加，总体呈上升趋势。较种植1、2年相比，种植3年后土壤有机质含量显著增加，种植3年比种植2年增加了13.70%，种植2年比种植1年土壤有机质含量有所增加，但差异不显著；种植3年的土壤全氮含量比种植2年土壤全氮含量显著提高了19.23%，种植1年和种植2年间土壤全氮含量变化差异不明显；土壤全磷含量在种植3年时显著上升，种植1年和种植2年间土壤全磷含量无显著差异。连作对兰州百合土壤可溶性有机碳含量没有显著影响。土壤碱解氮含量随着种植年限的增加呈上升趋势，同种植1年相比，种植2年和种植3年碱解氮的含量分别增加了14.75%、25.34%，各种植年限间均达到差异显著水平。随着种植年限的增加，土壤速效磷含量呈增加趋势，种植3年后，土壤速效磷含量显著增加，同种植1年、2年相比，土壤速效磷含量分别增加了60.05%、37.23%，种植1年和种植2年间土壤速效磷含量差异不显著。

2.2连作对百合土壤C、N、P化学计量比的影响

同种植1年相比，种植2、3年土壤C/N分别显著提高了18.91%、13.57%，种植3年较种植2年相比，土壤C/N略有所下降，差异不显著（图1a）。土壤C/P随着种植年限的增加呈上升趋势，种植1年比种植3年土壤C/P显著下降了12.82%，种植1年与种植2年土壤C/P无显著差异（图1b）。连作对土壤N/P没有显著影响（图1c）。

2.3连作对百合土壤酶活性的影响

从图2(a,b,c,d)可知，连作对百合土壤酶活性有明显的影响。随着种植年限的增加，土壤过氧化氢酶、土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶活性呈U型变化。同种植1年相比，种植2年后土壤过氧化氢酶活性显著下降了7.80%；种植3年后过氧化氢酶的活性有所上升，但差异不明显（图2a）。种植2年较种植1年土壤蔗糖酶活性显著下降了49.71%；在种植3年后，土壤蔗糖酶活性又显著上升，较种植2年相比，增强了21.71%（图2b）。土壤脲酶活性在种植2年后比种植1年显著下降了17.17%；种植3年后土壤脲酶活性又有所增加，比种植2年显著增加了39.02%（图2c）。同种植2年相比，土壤碱性磷酸酶活性比种植1年显著降低了43.31%；种植3年后土壤碱性磷酸酶活性比种植2年又显著增加了51.39%，各种植年限间差异达显著水平（图2d）。

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