刘岚君 何季 文雪峰

摘要：为探究间作不同农作物对刺梨园土壤微生物类群和酶活性的影响，在贵州省黔南州龙里县谷脚镇刺梨种植基地设置刺梨/辣椒间作、刺梨/玉米间作和刺梨单作三个种植模式的试验区，取0～20 cm深度和20～40 cm深度的土样，分别测试其土壤微生物数量和酶活性，探明不同种植模式下土壤微生物（细菌、真菌、放线菌）数量和酶活性的变化。结果表明：间作对刺梨园土壤微生物数量和酶活性有促进的作用。间作模式下土壤微生物数量明显高于单作，综合比较发现：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨单作;间作模式下土壤酶活性高于刺梨单作，其中：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。分析还表明：刺梨园土壤微生物数量和土壤酶活性之间呈正相关关系。

关键词：刺梨园土壤;间作;微生物;酶活性

中图分类号：S1542;S1543

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2019）06-0008-06国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.06.002

Effects of Intercropping Different Crops on Soil Microbial Group and Enzyme Activities in Rose Roxburghii Orchard

LIU Lan-jun，HE Ji*，WEN Xue-feng

（College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：In order to explore the effects of intercropping different crops on soil microbial groups and enzyme activities in Rose roxburghit，a test area with three planting patterns：the thorn pear/pepper intercropping，thorn pear/maize intercropping and thorn pear monocropping in the thorn pear planting base in Gujiao Town，Longli County，Guizhou Provincesoil samples with depths of 0～20 cm and depths of 20～40 cm were tested for soil microbial quantity and the changes of soil microbes （bacteria，fungi，actinomycetes）and enzyme activities under different planting patterns The results showed that intercropping had a promoting effect on soil microbial quantity and enzyme activity in the thorn garden The amount of soil microbes in the intercropping mode was significantly higher than that in the single crop The comprehensive comparison showed that：corn-thorn pear> pepper-thorn pear> thorn pear single crop; soil enzyme activity in the intercropping mode was higher than that of thorn pear in the single crop，among which：corn-thorn pear >pepper-prickly pear > prickly pear single The analysis also showed that there was a positive correlation between soil microbial quantity and soil enzyme activity in the garden

Key words：Rose roxburghii orchard soil; intercropping; microorganism; enzyme activity

間作是指在同一块土地上，分行或者分带间种植2种或2种以上生长周期相同或相近的作物，该种植模式可以根据它的特性来充分地利用土地[1]。合理的间作模式具有密植效应、时空效应、补偿效应、边际效应、异质效应，提高了对土地、养分、光能、热能的利用率[2-3]，实现农业的高产高效。间作的种植模式除了提高作物的产量，还能提高作物的抗病率。间作的种植模式使经济和生态的双赢[4]。间作对土壤微生物的数量和酶活性有着积极的影响，张向前、黄国勤等人[5]研究发现，和单作相比，玉米和花生间作可以促进或提高土壤微生物的群落功能多样性和土壤酶活性，并且对玉米的产量和品质有着显著的提高作用。微生物是土壤的重要组成部分，土壤酶是一种生物活性物质，主要来自于植物根系、土壤微生物和动植物残体分解[6-7]。它们都参与土壤的生化反应，推动了土壤生理生化反应的进程，是土壤生态中不可缺少的对象[8]，因而研究土壤微生物和酶，对评价土壤质量和肥力有重要意义。微生物对土壤的微环境十分敏感，受很多因素的影响。就栽培方面而言，施肥、嫁接、轮作、间作等对微生物的数量有显著影响。前人的研究表明，间作的种植模式相对于单作能提高土壤微生物的根际效应，提高土壤微生物的含量，改善土壤的微环境，进而改善土壤的酶活性[9-14]。土壤中微生物所分泌的某些化学物质能够对酶形成及其活性产生重要影响，因此，土壤中细菌、真菌、放线菌的数量与酶的数量和活性有着非常紧密的关系。

刺梨富含维生素C，对人类身体有益。通过间作方式种植刺梨，不仅可以助力脱贫攻坚，而且还可以提高土地的利用率。本文探讨不同间作模式对刺梨园土壤微生物类群（细菌、真菌、放线菌）的数量和土壤酶活性的影响，进而分析间作与单作的种植方式下土壤肥力的状况，为农民提供刺梨间作种植的生态管理依据。

1材料与方法

11研究区概况

本试验设在贵州省黔南州龙里县谷脚镇刺梨种植基地，地处东经106°45′19″～107°15′1″，北纬26°10′19″～26°49′33″之间，海拔介于1080～1500 m之间。该区属亚热带季风湿润气候，年降雨量平均为10893 mm，平均气温15℃。喀斯特地貌明显，黄壤。

12材料与方法

121样地设置及样品采集

根据典型性原则和代表性原则在研究区设置两种不同间作模式及单种刺梨的对照试验区（见表1）。共三个处理，每个处理三次重复，共9个实验小区，试验区为平地，每个样地的面积为15 m×15 m，种植刺梨的品种为贵农5号，施用的肥料统一为氮磷钾复合肥。

2017年1～2月期间对每个样地0～20 cm和20～40 cm土层分层采集土样，采用“S形”取样，四分法混匀样品，每个样品取1～15 kg。取回的土样部分放在冰箱冰藏，用于测定土壤微生物。部分土样风干研磨后过1 mm筛，装袋储藏用来测定土壤酶。

122测定方法

土壤微生物的测定方法：首先称取10 g土壤样品放入盛有90 mL无菌水的三角瓶中，置于摇床上振荡1 h，静置30 min，使土样与水分充分混匀，使土壤中的微生物细胞充分分散，从土壤中分离出来。此为10-1的土壤悬液，吸取1 mL此土壤悬液于9 mL无菌水中，另用无菌吸管吹吸3次混匀，制成10-2土壤悬液。以此类推，制成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8不同稀释度的土壤悬液。然后根据菌群选择合适的稀释度来进行实验，本文采用的是稀释平板法，分别设置三个浓度梯度，三次重复。最后用平板接种法将菌种接至平板培养基上（用移液管吸取一定體积的菌液移至平板培养基上）进行培养。其计数方法为涂布平板计数法，设置三个重复，分别编号，把配好的培养基分别倒入培养皿中，凝固，然后移液枪吸取不同稀释度的悬液放在编好号的培养基中间。用无菌玻璃棒均匀的在平板表面上轻轻的涂布。培养条件是把在无菌操作台上涂布好的平板再次用紫外线杀菌，然后放入恒温冰箱（25℃-28℃）进行培养，至菌落长出后即可计数。培养时间由短到长分别是：细菌1～2 d，真菌3～4 d，放线菌5～7 d。细菌的培养—牛肉膏蛋白胨琼脂培养基;真菌的培养—马丁-孟加拉红琼脂培养基;放线菌的培养—改良高氏1号琼脂培养基。

微生物计算公式：cfug-1=MD/W

式中M为菌落平均数;D为稀释倍数;W为土壤烘干质量

土壤酶的测定方法：用苯酚钠和次氯酸钠对脲酶进行比色，过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法，蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定，酸性磷酸酶活性采用硝基酚比色法。

123数据处理

实验结果均用3次重复所得数据的平均值进行分析。用Excel 2010进行数据的统计、初步处理和作图，用SPSS 170软件分别对微生物和土壤酶进行显著性分析。

2结果与分析

21不同间作模式下对刺梨园土壤微生物类群的数量特征

211不同间作模式下土壤细菌的数量从图1中可以看出，两种间作模式下土壤细菌数量高于刺梨单作，即间作对土壤细菌的生长有促进作用。比较结果为：辣椒//刺梨>玉米//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，BO和AO的土壤细菌数量显著高于CK（P<005），其中，AO是CK的364倍，BO是CK的294倍;AO和BO间没有显著差异（P>005），但AO较BO有上升的趋势，其增加的百分数为2371%;在土壤深度20～40 cm，AO和BO的细菌含量显著高于CK（P<005），其中，AO是CK的251倍，BO是CK的219倍; BO和AO的细菌数量没有显著差异性（P>005）。如图所示，随着土层深度的增加，细菌数量是逐渐降低的。

212不同间作模式下土壤真菌的数量

如图2所示，间作模式下土壤真菌含量均高于单作，即间作对土壤真菌生长有促进作用。比较结果为：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，AO和BO与CK之间土壤真菌数量有着显著差异性（P<005），其中，AO是CK的165倍，BO是CK的183倍;BO和AO之间有显著差异（P>005）。在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤真菌含量显著高于CK（P<005），AO是CK的185倍，BO是CK的2倍。其中，BO较AO有上升趋势，增加的百分数为833%;从上图可知，土壤真菌的数量随着土层深度的增加呈逐渐下降趋势，0～20 cm层的真菌数量较多。

213不同间作模式下土壤放线菌的数量

如图3可知，间作模式下土壤放线菌的含量高于刺梨单作，即间作对土壤放线菌的生长有促进作用。比较结果为：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，AO和BO与CK之间土壤放线菌的含量有着显著差异性（P<005），其中，AO是CK的140倍，BO是CK的162倍;BO较AO的含量有增长趋势，其增加的百分数为1593%。在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤放线菌的含量显著高于CK（P<005），其中，AO是CK的133倍，BO是CK的138倍，BO和AO的放线菌含量没有显著差异性（P>005），有增长的趋势，增长的百分数为375%。由图中还可以看出来，土壤放线菌的数量随着土层深度的增加而逐渐减小。

22不同間作模式对刺梨园土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤中活跃的有机成分之一，参与土壤的生化反应，是检测土壤肥力指标之一，这将是今后酶研究的重要工作之一[15]。为了比较间作不同农作物对刺梨园土壤生物酶的影响，本试验选择了脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶四个指标进行分析，研究不同种植模式下（辣椒//刺梨，玉米//刺梨，刺梨单作），0～20 cm、20～40 cm深度土壤中酶活性的变化特征，以揭示种植模式对刺梨园土壤酶活性的影响。

221不同间作模式下土壤脲酶的活性

脲酶是土壤中最活跃的水解酶之一，它的专一性很强，能够水解土壤的尿素，释放出对作物有用的氨，对土壤中的氮素循环起着重要的作用。脲酶水解的产物可以为植物提供氮素能源，脲酶是土壤中唯一对尿素的分解转换起着重要影响的酶[16]，所以，脲酶活性的大小对土壤中的氮素营养状况有着直接的影响。

从图4中可以看出，刺梨园不同种植模式下土壤脲酶活性高于刺梨单作，即间作对土壤脲酶活性有促进作用。比较结果为：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，BO与CK之间土壤脲酶活性有着显著差异性（P<005），AO和CK间没有显著差异（P>005），但AO较CK有上升的趋势。其中，AO比CK多5000%，BO比CK多8333%;BO和AO之间没有显著差异（P>005），但BO较AO土壤酶活性有上升的趋势，其增加的百分数为2222%。在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤脲酶活性显著高于CK（P<005），其中，AO是CK的366倍，BO是CK的433倍;BO和AO的土壤脲酶活性没有显著差异性（P<005）。并且从图中可以看出来，随着土层深度的增加，相对的脲酶活性是降低的，表层的脲酶活性大。

222不同间作模式下土壤蔗糖酶的活性

蔗糖酶对植物和土壤有着一定的影响，其中蔗糖酶可以分解土壤中的糖类为植物提供能源。而且蔗糖酶参与土壤生态系统的一些重要循环，对土壤有着重要的作用。其蔗糖酶的活性大小反映了土壤的分解转化的规律[6]。一般，蔗糖酶的活性越大，表明土壤的肥力越好。

从图5可以看出，间作模式下土壤蔗糖酶活性均高于刺梨单作，即间作对土壤蔗糖酶活性有促进作用。比较结果为：辣椒//刺梨>玉米//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，AO和BO与CK之间土壤蔗糖酶活性有着显著差异性（P<005），其中，AO是CK的242倍，BO是CK的147倍;BO和AO之间有显著差异（P>005）。在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤蔗糖酶活性明显高于CK，其中，AO与CK有显著差异性（P<005），BO较CK有上升趋势，增加的百分数为2124%;BO和AO的土壤蔗糖酶活性有显著差异性（P<005）。从图中还可以看出，土壤蔗糖酶的活性随着土层深度的增加是下降的，表层的酶活性大。

223不同间作模式下土壤酸性磷酸酶的活性

土壤中的磷大多数是以有机磷的形式存在，磷酸酶能够对土壤中的有机磷进行分解转化。因此，磷酸酶的活性对土壤中有机磷的分解转化有着重要的作用，同时，土壤中磷酸酶的存在对土壤中磷素的有效性有着重要的作用。由于研究土壤区域pH范围在50～65左右，所以研究酸性磷酸酶的活性更具有代表性。不同种植模式的0～20 cm、20～40 cm深度土壤酸性磷酸酶的分析如图6所示。

如图6所示，间作模式下土壤酸性磷酸酶活性高于刺梨单作，即间作对土壤酸性磷酸酶活性有促进作用。比较结果为：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，AO和BO与CK之间土壤蔗糖酶活性有着显著差异性（P<005），其中，AO是CK的182倍，BO是CK的222倍;在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤酸性磷酸酶活性明显高于CK，其中，AO是CK的176倍，BO是CK的135倍;AO和CK有显著差异性（P<005），BO和AO的土壤酸性磷酸酶活性有显著差异性（P<005）。从图中可以看出，随着土层深度的增加，相对的酸性磷酸酶活性是降低的，而表层的酶活性较大。

224不同间作模式下土壤过氧化氢酶的活性

过氧化氢酶作为土壤中最具代表性的氧化还原酶，它可以促进H2O2的分解，防止过氧化氢过多对生物体造成的毒害作用。因此过氧化氢酶可作为土壤中生物体的一种保护剂。过氧化氢酶还参与土壤中腐殖质的合成过程，分解可以供植物吸收的有机质。

从图7中可以看出，间作模式下土壤过氧化氢酶活性高于刺梨单作，即间作对土壤过氧化氢酶活性有促进作用。比较结果为：辣椒//刺梨>玉米//刺梨>刺梨。在土壤深度0～20 cm，AO和BO与CK之间土壤过氧化氢酶活性有着显著差异性（P<005）。其中，AO是CK的228倍，BO是CK的143倍;在土壤深度20～40 cm，AO和BO的土壤过氧化氢酶活性明显高于CK，其中，AO是CK的37倍，BO是CK的128倍;AO与CK有显著差异性（P<005），BO较CK的土壤过氧化氢酶有上升的趋势，BO和AO的土壤过氧化氢酶活性有显著差异性（P<005）。从图中还可以看出，过氧化氢酶随着土层深度的增加，过氧化氢酶活性相对降低。

23土壤微生物数量与酶活性的相关性分析

如表2所示，通过对刺梨园土壤微生物与酶活性进行相关性分析，结果表明细菌、真菌、放线菌与酶活性之间呈正相关关系，并且在0～20 cm深度，土壤细菌与蔗糖酶、细菌与过氧化氢酶、真菌与脲酶之间呈极显著的正相关关系;真菌与酸性磷酸酶呈显著的正相关关系。在20～40 cm深度，细菌与脲酶、放线菌与脲酶、放线菌与酸性磷酸酶之间呈显著的正相关关系。

3結论与讨论

31结论

总的来看，刺梨园土壤微生物的空间情况基本是一致的，细菌的数量大于真菌;在这3种微生物组成中，细菌数量最高，放线菌次之，真菌最少;垂直向上层大于下层，不同处理下间作模式的土壤微生物的数量明显高于单作;从微生物（细菌、真菌、放线菌）的数量上来比较：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。

刺梨园土壤酶活性在垂直方向上随着深度的增加呈减弱趋势，且土壤酶活性之间有显著的变化。其中，辣椒//刺梨和玉米//刺梨种植模式下的土壤酶活性普遍高于刺梨单作，综合比较表明：玉米//刺梨>辣椒//刺梨>刺梨。

刺梨园土壤微生物和土壤酶活性之间呈正相关关系。其中在0～20 cm深度，土壤细菌与蔗糖酶、细菌与过氧化氢酶、真菌与脲酶之间呈极显著正相关关系;真菌与酸性磷酸酶呈显著正相关关系。在20～40 cm深度，细菌与脲酶、放线菌与脲酶、放线菌与酸性磷酸酶之间呈显著的正相关关系。

32讨论

胡婵娟等人[17]研究土壤微生物的生物量及测定方法时，提出在土壤中，微生物是土壤中重要的分解者，微生物的敏感性强，在受到外界的环境影响下会有明显的变化，其它的生物数量会发生改变，其土壤的生态系统就会相应的发生改变[17]。所以常用微生物的指标来调查土壤肥力的情况。因此土壤微生物也是土壤中的研究重点之一。为了比较间作不同农作物对刺梨园土壤微生物的影响，本试验选择了微生物中的细菌、真菌、放线菌三个指标，刺梨单作为对照，刺梨//辣椒、刺梨//玉米的0～20 cm、20～40 cm土层的土壤进行了分析和比较。

本次试验表明，间作模式相对于单作，土壤微生物数量上升，并且细菌、真菌、放线菌在0～20 cm与20～40 cm之间的生物含量均有明显的差异。其中，无论间作还是单作，细菌的数量最多，放线菌次之，真菌最少。可见，细菌是土壤中主要的微生物组分，而真菌的数量较少，大小总是小于细菌和放线菌。而且，微生物的数量均随着土层深度的增加而减少。这是因为土壤微生物受地上部分植物的种类、大气温度、土壤温度、土壤水分、pH、水分有效性等的综合影响。0～20 cm深度的土层下枯枝落叶积累，有机质含量高，营养丰富，并且具有良好的温度、湿度和通气状况[18]，对微生物的生长很有益，因此微生物生长的数量多。由此可见，间作相对于单作，可促进微生物数量增加，进而表明间作可有效地改善土壤生态环境，土壤质量可得到提高。其中，通过对不同种植模式下土壤细菌、真菌、放线菌的数量进行比较，得到的结果为：刺梨//玉米>刺梨//辣椒>刺梨。

刺梨园间作模式下土壤酶活性明显高于单作模式。同时，间作模式和单作模式的土壤酶活性之间存在显著差异，酶活性在土壤垂向上的变化存在明显的规律，均随着土壤土层深度的增加而减少。同时，土壤微生物与酶有一定的相关性。其中在0～20 cm深度，土壤细菌与蔗糖酶、细菌与过氧化氢酶、真菌与脲酶之间呈极显著正相关关系;在20～40 cm深度，细菌与脲酶、放线菌与脲酶、放线菌与酸性磷酸酶之间呈显著正相关关系;其他的微生物和酶也有一定的相关性，只是较不明显。

总之，间作对于单作，可促进刺梨园土壤酶活性的增加。通过对不同种植模式下刺梨园土壤酶活性的大小综合比较，得出结果：刺梨//玉米>刺梨//辣椒>刺梨。

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