CHEN Raosheng,XUE Linbao.Effects of Saline-alkali Stress on Soil Enzyme Activities and Microorganisms of Garden Plant[J].Northern Horticulture,2021,(04):79-86.[doi:10.11937/bfyy.20201025]
园林植物土壤酶活性和微生物活性对盐碱胁迫的响应
- Title:
- Effects of Saline-alkali Stress on Soil Enzyme Activities and Microorganisms of Garden Plant
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 以园林植物石楠为试材，通过混合2种中性盐（NaCl和Na2SO4）和2种碱性盐（NaHCO3和Na2CO3）分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件，对园林植物（石楠）进行3年（2015—2017年）的胁迫处理，以期探讨盐碱胁迫对园林植物土壤酶活性和微生物的影响。结果表明：1）土壤中有机酸含量随着盐碱浓度的增加呈逐渐降低趋势。随胁迫强度增加，盐、碱胁迫均使土壤中Na+浓度大幅度上升，K+浓度大幅度下降，但碱胁迫下Na+浓度上升幅度和K+浓度下降幅度均大于盐胁迫。2）随着盐碱浓度的增加，土壤中氨基酸类、碳水化合物类、羧酸类、聚合物类、胺类、酚酸类碳源呈逐渐降低趋势，总体而言，碳水化合物和羧酸类碳源是盐碱胁迫下园林植物土壤微生物的主要碳源，其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类，胺类碳源的利用率最小。3）土壤微生物物种丰富度指数（H）、均匀度指数（E）和碳源利用丰富度指数（S）、土壤微生物量碳、微生物呼吸和微生物代谢熵随盐碱浓度的增加而增加。4）土壤糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶、酚氧化酶δ和过氧化物酶δ随盐碱浓度的增加呈逐渐降低趋势。5）交互作用分析显示，盐胁迫、碱胁迫、盐胁迫×碱胁迫对有机酸、Na+、K+、Na+/K+、物种丰富度指数（H）、碳源利用丰富度指数（S）、土壤微生物量碳、土壤微生物呼吸、土壤微生物代谢熵、糖苷酶和碱性磷酸酶具有显著的影响（P<0.05），其中碱胁迫对土壤酶活性和微生物群落多样性的影响高于盐胁迫，并且盐胁迫×碱胁迫的影响高于单独盐胁迫或碱胁迫。
- Abstract:
- Through mixing two kinds of neutral salts (NaCl and Na2SO4) and two kinds of alkaline salts (NaHCO3 and Na2CO3)，different intensities of salt and alkali stress conditions were simulated respectively，and garden plants were treated with stress for 3 years (2015—2017) to explore the effects of salt and alkali stress on soil enzyme activity and microorganisms of garden plants.The results showed that，1) the organic acid content in soil decreased gradually with the increase of saline-alkali concentration.With the increase of stress intensity，the concentration of Na+ in soil increased significantly under salt and alkali stress，and decreased significantly under K+ stress.2) With the increase of salt concentration，soil amino acids，carbohydrates，carboxylic acids，polymers，amine and phenolic acids gradually reduced.Meanwhile，carbohydrates and carboxylic acid type of carbon source were main carbon source of soil microorganisms of garden plants under salinity stress，followed by amino acids，phenolic acids and polymer，amine carbon source utilization rate was minimal.3) Soil microbial species richness index (H)，evenness index (E) and carbon source utilization richness index (S) gradually reduced.4) Soil glycosidase，chitinase，leucine aminopeptidase，alkaline phosphatase，δ phenol oxidase and δ peroxidase decreased sharply.5) The interaction analysis showed that salt stress，alkali stress，salt stress by alkali stress on organic acids，Na+，K+，Na+/K+，species richness index (H)，carbon source utilization richness index (S)，soil microbial biomass carbon，soil microbial respiration，soil microbial metabolism entropy，glycosidase had significant effect and alkaline phosphatase (P<0.05)，in which the alkali stress on the influence of soil enzyme activities and microbial community diversity was higher than the influence of salt stress，and the effects of salt stress by alkali stress was higher than the single salt stress or alkali stress.
参考文献/References:
[1]赵亚丽，郭海斌，薛志伟，等.耕作方式与秸秆还田对土壤微生物数量，酶活性及作物产量的影响[J].应用生态学报，2015，26(6)：1785-1792.[2]蒋永梅，师尚礼，田永亮，等.高寒草地不同退化程度下土壤微生物及土壤酶活性变化特征[J].水土保持学报，2017(3)：244-249.[3]斯贵才，袁艳丽，王建，等.围封对当雄县高寒草原土壤微生物和酶活性的影响[J].草业科学，2015(1)：1-10.[4]张黎明，邓小华，周米良，等.不同种类绿肥翻压还田对植烟土壤微生物量及酶活性的影响[J].中国烟草科学，2016，37(4)：13-18.[5]李元，牛文全，张明智，等.加气灌溉对大棚甜瓜土壤酶活性与微生物数量的影响[J].农业机械学报，2015，46(8)：121-129.[6]王彦峰，肖波，王兵，等.黄土高原水蚀风蚀交错区藓结皮对土壤酶活性的影响[J].应用生态学报，2017，28(11)：3553-3561.[7]赵盼盼，周嘉聪，林开淼，等.不同海拔对福建戴云山黄山松林土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响[J].生态学报，2019，39(8)：2676-2686.[8]王理德，姚拓，王方琳，等.石羊河下游退耕地土壤微生物变化及土壤酶活性[J].生态学报，2016，36(15)：4769-4779.[9]刘海，杜如万，赵建，等.施肥对烤烟根际土壤酶活性及细菌群落结构的影响[J].烟草科技，2016，49(10)：1-8.[10]张雅茜，方晰，冼应男，等.亚热带区4种林地土壤微生物生物量碳氮磷及酶活性特征[J].生态学报，2019，39(14)：5326-5338.[11]李锐，刘瑜，褚贵新.不同种植方式对绿洲农田土壤酶活性与微生物多样性的影响[J].应用生态学报，2015，26(2)：490-496.[12]赵军，耿增超，尚杰，等.生物炭及炭基硝酸铵对土壤微生物量碳，氮及酶活性的影响[J].生态学报，2016，36(8)：2355-2362.[13]蔺吉祥，李晓宇，唐佳红，等.温度与盐，碱胁迫交互作用对小麦种子萌发的影响[J].作物杂志，2018，27(6)：113-116.[14]郭瑞，李峰，周际，等.亚麻响应盐，碱胁迫的生理特征[J].植物生态学报，2016，40(1)：69-79.[15]郭伟，于立河.盐碱胁迫对小麦幼苗根系活力和苯丙氨酸解氨酶活性的影响[J].作物杂志，2018，28(1)：31-34.[16]赵颖，魏小红，赫亚龙，等.混合盐碱胁迫对藜麦种子萌发和幼苗抗氧化特性的影响[J].草业学报，2019，28(2)：156-167.[17]张慧敏，郭慧娟，侯振安.不同盐碱胁迫对土壤细菌群落结构的影响[J].新疆农业科学，2018，55(6)：1074-1084.[18]武祎，田雨，张红香，等.盐，碱胁迫与温度对黄花苜蓿种子发芽的影响[J].草业科学，2015(11)：1847-1853.[19]刘洋，李彩凤，洪鑫，等.盐碱胁迫对甜菜氮代谢相关酶活性及产量和含糖率的影响[J].核农学报，2015(2)：397-404.[20]李子英，丛日春，杨庆山，等.盐碱胁迫对柳树幼苗生长和渗透调节物质含量的影响[J].生态学报，2017，37(24)：8511-8517.[21]张潭，唐达，李思思，等.盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响[J].西北植物学报，2017，37(12)：2474-2482.[22]李辛，赵文智.雾冰藜(Bassia dasyphylla)种子萌发和幼苗生长对盐碱胁迫的响应[J].中国沙漠，2018，38(2)：300-306.[23]董心久，沙红，高燕，等.盐碱胁迫对甜菜光合物质积累及产量的影响[J].新疆农业科学，2019，56(4)：642-651.
相似文献/References:
[1]胡凤霞,唐艳领,刘金,等.辣椒砧木的筛选及其耐盐性研究[J].北方园艺,2013,37(04):24.
[2]石秋梅,邓翻云,吴敏言,等.罗布麻和大叶白麻种子萌发及幼苗生长耐盐性研究[J].北方园艺,2014,38(12):128.
SHI Qiu-mei,DENG Fan-yun,WU Min-yan,et al. Study on Salt Tolerance of Apocynum venetum Linn.and Poacynum hendersonii(Hook.f.) Woodson at Stages of Seed Germination and Seedlings Growth[J].Northern Horticulture,2014,38(04):128.
[3]张 芬,张 波,田丽萍,等.盐胁迫对番茄幼苗叶片光合特性及叶绿素和β-胡萝卜素含量的影响[J].北方园艺,2014,38(11):15.
ZHANG Fen,ZHANG Bo,TIAN Li-ping,et al.Effect of Salt Stress on Photosynthetic Characteristic and the Content of Chlorophyll and β-carotene in Tomato Seedling Leaves[J].Northern Horticulture,2014,38(04):15.
[4]崔兴国.不同浓度碳酸氢钠胁迫对圆叶牵牛种子发芽的影响[J].北方园艺,2014,38(11):74.
CUI Xing-guo.Effect of Different Concentration of NaHCO3 Stress on Seed Germination of Pharbitis purpurea(L.)Voigt[J].Northern Horticulture,2014,38(04):74.
[5]常青山,张利霞,郑轶琦,等.盐胁迫下钙离子对苜蓿种子萌发的影响[J].北方园艺,2014,38(10):64.
CHANG Qing-shan,ZHANG Li-xia,ZHENG Yi-qi,et al.Effects of Ca2+?on Seed Germination Characteristics of Medicago sativa Under Salt Stress[J].Northern Horticulture,2014,38(04):64.
[6]杨 凯,孙迎坤,谭 雯,等.盐胁迫对香石竹种子萌发及幼苗生长的影响[J].北方园艺,2013,37(22):86.
YANG Kai,SUN Ying-kun,TAN Wen,et al.Effects of Salt Stress on Seeds Germination and Seedling Growth of Carnation[J].Northern Horticulture,2013,37(04):86.
[7]张 娇,张大治,马 艳,等.氯化钠模拟盐胁迫对沙冬青种子萌发和幼苗生长的影响[J].北方园艺,2014,38(14):65.
ZHANG Jiao,ZHANG Da-zhi,MA Yan,et al.Effect of NaCl Simulation of Salt Stress on Seed Germination and Seedling Growth of Ammopiptanthus mongolicus[J].Northern Horticulture,2014,38(04):65.
[8]韩志平,张海霞,刘 渊,等.NaCl胁迫对不同品种黄瓜种子萌发特性的影响[J].北方园艺,2014,38(01):1.
HAN Zhi-ping,ZHANG Hai-xia,LIU Yuan,et al.Effects of NaCl Stress on the Germination Characteristics of Different Varieties of Cucumber Seeds[J].Northern Horticulture,2014,38(04):1.
[9]何会流.外源水杨酸对盐胁迫下凤仙花种子萌发特性的影响[J].北方园艺,2013,37(13):75.
HE Hui-liu.Effect of Exogenous Salicylic Acid on the Seeds Germination Characters of Impatiens balsamina L.Under NaCl Stress[J].Northern Horticulture,2013,37(04):75.
[10]刘 杰.盐碱胁迫对向日葵体内矿质营养的影响[J].北方园艺,2014,38(02):1.
LIU Jie.Effects of Simulated Salt and Alkali Conditions on the Mineral Nutrition of Helianthus annuusL.[J].Northern Horticulture,2014,38(04):1.
[11]薛志忠,杨雅华,李可晔,等.菊芋耐盐碱性研究进展[J].北方园艺,2014,38(09):196.
XUE Zhi-zhong,YANG Ya-hua,LI Ke-ye,et al.Research Progress on Saline-Alkali Tolerance of Helianthus tuberosus L.[J].Northern Horticulture,2014,38(04):196.
[12]代明龙,王平,孙吉康,等.盐碱胁迫对植物种子萌发的影响及生理生化机制研究进展[J].北方园艺,2015,39(10):176.[doi:10.11937/bfyy.201510044]
DAI Ming-long,WANG Ping,SUN Ji-kang,et al.Research Progress of Saline-alkali Stress Effect on Seeds’ Germination andIts Physiological and Biochemical Mechanism[J].Northern Horticulture,2015,39(04):176.[doi:10.11937/bfyy.201510044]
[13]陈如男,任春元,李贺,等.外源褪黑素通过诱导SlRR基因表达调控番茄盐碱胁迫响应[J].北方园艺,2021,(10):1.[doi:10.11937/bfyy.20204002]
CHEN Runan,REN Chunyuan,LI He,et al.Exogenous Melatonin Regulates Salt and Alkali Stress Response of Tomato by Inducing SlRR Genes Expression[J].Northern Horticulture,2021,(04):1.[doi:10.11937/bfyy.20204002]
[14]卫乐,姚爱兵,孙福华,等.盐碱胁迫对“丰花2号”花瓣多酚类物质的影响[J].北方园艺,2021,(17):81.[doi:10.11937/bfyy.20205454]
WEI Le,YAO Aibing,SUN Fuhua,et al.Effects of Saline-alkali Stress on Polyphenols,Flavonoids and Anthocyanins of ‘Fenghua No.2’ Rose Petals[J].Northern Horticulture,2021,(04):81.[doi:10.11937/bfyy.20205454]
备注/Memo
第一作者简介：陈绕生（1973-），男，硕士，副教授，现主要从事土壤生态学等研究工作。E-mail:Raosheng_chen@163.com.责任作者：薛林宝（1951-），男，博士，教授，现主要从事园艺、园林生产等研究工作。E-mail:xlb@yzcn.net.基金项目：江苏省创新课题资助项目（SN1703）。收稿日期：2020-03-18