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栽培人参、西洋参不同年限土壤酸碱度和酶活性的变化
张亚玉1， 宋晓霞1， 孙海1， 逄世峰1， 汪景宽2
摘要：通过对人参、西洋参不同栽培年限土壤的pH和酶活性变化的研究，结果表明：随着人参栽培年限的延长，土壤pH先升高后降低，2年生时土壤pH达最高5.94，随后降低；西洋参床土pH先升高，到3年时达最高5.53，随后降低。人参脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的变化趋势相同，均是先升高后降低，2年生最高分别是0.371mg/g、1.275mL/g、5.550mL/g。多酚氧化酶变化则是先降低后升高，3年生时降为最低8.328 mg/100g。西洋参脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的变化趋势相同，先增后减，3年生达最高分别为0.315 mg/g、 1.032 mL/g、5.065 mL/g。多酚氧化酶的变化则是先逐渐降低，3年生降为最低7.121mg/100g，而后升高。人参床土pH与脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶相关系数分别为0.642 5、0.811、0.997 3，呈正相关，其中与过氧化氢酶呈极显著正相关。西洋参床土pH与脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的相关系数分别为0.400 1、  0.643 3、0.782 7，亦呈正相关；人参、西洋参pH与多酚氧化酶的相关系数分别为-0.195 4和-0.942 1呈负相关。通过对栽参土壤pH的调控，可直接改变土壤的酶活性，从而可以提供适宜人参生长的土壤状况。
关键词：人参和西洋参；土壤pH；土壤酶活性
中图分类号：S567.5；S154.2            文献标识码：A
Studies on the Changes of pH and Enzyme Activities in Soils in Different Years of Panax Ginseng C.A.Mey Cropping
ZHANG Ya-yu1， SONG Xiao-xia1， SUN Hai1，
PANG Shi-feng1， Wang Jing-kuan2
Abstract:  Studied on the changes of pH and enzyme activities in soils in different years of panax Ginseng C.A.Mey and American Ginseng cropping. The results showed that: With the extension of life of cultivated Ginseng and American Ginseng, the soil pH first increased and then decreased, but reach to the maximum 5.94 at 2-year-old  of ginseng and 5.53 at 3-year-old of American Ginseng;The tendency of urease, invertase, catalase of Panax Ginseng soil was the same, which first increased and then decreased ,reach to the maximums at 2-year-old by 0.371 mg / g ,1.275 mL / g and 5.55 mL / g, but the tendency of polyphenol oxidase first decreased and then increased ,and the minimum was at 3-year-old by 8.328 mg / 100g ;The tendency of urease, invertase, catalase and polyphenol oxidase of American Ginseng were the same as those of Panax Ginseng, but the maximums of urease, invertase and catalase were at 3-year-old by 0.315 mg / g ,1.032 mL / g and 5.065 mL / g in all species, and the minimum of polyphenol oxidase was at 3-year-old by 7.121 mg / 100g;  the correlation coefficients of soil pH and urease, invertase, catalase of Ginseng were 0.6425, 0.8110, 0.9973 ,which were positive , and the correlation coefficient of soil pH and urease invertase, catalase of American Ginseng were 0.4001, 0.6433, 0.7827,which were also positive. And that the correlation coefficients of soil pH and polyphenol oxidase of Panax Ginseng and American Ginseng were -0.1954 and -0.9421,which were all negative correlation.
Key words: Panax Ginseng and American Ginseng； pH of soil； Enzyme activities of soil
随着人参生长年限的延长，参床土壤的某些性质往往发生不同程度的恶化，从而对人参产量、质量造成不良的影响，这已成为当前我国参业生产可持续发展的重要限制因子。目前，我国关于不同年生人参土壤的研究多集中在土壤养分方面[1~5]，而对土壤酶活性等其他可能性因子的研究则报道较少[6，7]。为此，我们对栽培人参、西洋参的不同年限土壤的pH和酶活性的变化进行了测试研究，希望为更加有效地调控参床土壤障碍提供服务，改善人参的产量、质量，促进人参生产业的可持续健康发展。
1     材料与方法
供试土壤采自吉林省长春市乐山镇农田地黑土不同栽培年限(1年、2年、3年、4年)的人参、西洋参土壤，栽参前长期种植玉米。鉴于人参、西洋参不同年生根系在土壤中的分布深浅不同，所以土壤的采集按照表层（芦头以上的土壤层）、根层（生长参根的一层）及底层（参根生长的下层），根据地块进行蛇形多点采样，将同一年生的相同层次的土样进行混合，共采集土壤样品48份。该区位于东经124°18'~127°02'，北纬43°05'~45°15'之间，位于东部山地湿润区与西部平原干旱区之间的过渡地带，属温带大陆性半湿润季风气候，海拔241m，年平均气温4.6℃。年均降水量为586mm，年均日照时数为2 595.3h，年均无霜期为151d。
用酸度计法测定土壤pH，靛酚蓝比色法测定脲酶活性，以24h后1g土壤中NH3-N的mg数表示；硫代硫酸钠法测定蔗糖酶活性，以24h后1g土壤消耗0.1N硫代硫酸钠的mL数表示；高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性，以30min后1g土消耗的高锰酸钾mL表示；邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性，以2h后100g土壤中紫色没食子素的mg数表示；数据分析应用SAS软件进行。
2     结果与讨论
2.1   不同栽参年限土壤pH的变化（见表1）

人参对土壤酸碱度的要求极强，适宜生长的土壤pH为5.5~6.5，超过这一范围就不利于人参的健康生长。
由表1可知，随着栽参年限的延长，2年生人参土壤pH有所升高，3年生开始下降，到4年生根层降低到5.23，比1年生根层下降了近0.3个单位，比2年生根层下降了近0.7个单位。西洋参土壤pH则表现出1年、2年、3年不断升高的趋势，到4年时不同层次均下降，但最大降幅小于0.3个单位。从人参、西洋参土壤pH的变化中看出，人参不同年生根层间的变幅大于西洋参根层间的变幅；二者到第4年均有使土壤变酸的现象；表层、根层和底层土壤均呈现不同程度的酸化趋势，人参不同层次pH分别由1 年的5.54、5.53和5.44下降为4年的5.21、5.23和5.17，分别降低0.33、0.30和0.27个单位，可见，根层土壤的酸化更加明显。其主要原因可能是人参根系分泌有机酸以及土壤微生物的生命活动导致土壤pH下降。
2.2     不同栽参年限根层土壤酶活性的变化（见表2）
人参对土壤酸碱度的要求极强，适宜生长的土壤pH为5.5~6.5，超过这一范围就不利于人参的健康生长。 由表1可知，随着栽参年限的延长，2年生人参土壤pH有所升高，3年生开始下降，到4年生根层降低到5.23，比1年生根层下降了近0.3个单位，比2年生根层下降了近0.7个单位。西洋参土壤pH则表现出1年、2年、3年不断升高的趋势，到4年时不同层次均下降，但最大降幅小于0.3个单位。从人参、西洋参土壤pH的变化中看出，人参不同年生根层间的变幅大于西洋参根层间的变幅；二者到第4年均有使土壤变酸的现象；表层、根层和底层土壤均呈现不同程度的酸化趋势，人参不同层次pH分别由1 年的5.54、5.53和5.44下降为4年的5.21、5.23和5.17，分别降低0.33、0.30和0.27个单位，可见，根层土壤的酸化更加明显。其主要原因可能是人参根系分泌有机酸以及土壤微生物的生命活动导致土壤pH下降。 2.2 不同栽参年限根层土壤酶活性的变化（见表2）

由表2可以看出：人参根层土壤随着年限的增加，脲酶活性呈先增高后降低趋势，2年生最高为0.371mg/g，4个年生之间的脲酶活性差异不显著；蔗糖酶活性变化趋势与脲酶相同，最高点2 年生为1.275mL/g，4个年生之间的蔗糖酶活性也无显著性差异；过氧化氢酶活性变化趋势同于脲酶和蔗糖酶，最高点2年生的值为5.550mL/g，其中，2年、3年 与4年的过氧化氢酶值存在极显著差异，1年与2年、3年、4年的过氧化氢酶值差异达到显著水平；多酚氧化酶活性呈先降低后增高趋势，最低点为3年生8.328mg/100g，1年与2年、3年、4年的多酚氧化酶值差异达到显著水平。
西洋参根层土壤随着年限的增加，脲酶活性呈先增高后降低趋势，最高点3年生0.315mg/g，其中1年生与2年生、3年生、4年生的脲酶值达到极显著水平；蔗糖酶活性的变化趋势同于脲酶，最高点为3年生1.032 mL/g，4个年生之间的蔗糖酶活性差异不显著；过氧化氢酶活性的变化与脲酶、蔗糖酶的相同，最高点为3年生，过氧化氢酶值为5.065 mL/g，其中，1年生与3年生之间的过氧化氢酶值差异达到极显著水平，2年生 、4年生 与1年生无显著性差异，与3年生存在显著性差异；多酚氧化酶活性呈先降低后增高趋势，最低点为3年生7.121 mg/100g，4个年生之间的多酚氧化酶活性差异为不显著性。
从上述分析看出，随着栽参年限的延长，根层土壤的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性的变化均表现为先增强后减弱的趋势，这种趋势可能对继续栽参存在潜在障碍危险。土壤酶作为土壤肥力水平的敏感指标[8]，土壤酶的降低说明肥力水平在降低，会直接影响人参或西洋参的生长。
2.3   不同栽参年限根层土壤酶活性与pH的相关关系（见表3）
表3可以看出：在1~4年生人参根层中，脲酶活

性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性与土壤的pH存在正相关，相关系数分别为0.642 5、0.811 0、0.997 3，其中，过氧化氢酶与pH的相关性达到了极显著水平，多酚氧化酶与pH呈负相关，相关系数为-0.195 4；在1~4年生西洋参根层中，脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性与土壤的pH之间存在正相关，相关系数分别为0.400 1、0.643 3、0.782 7，多酚氧化酶与pH呈负相关，相关系数为-0.942 1。证明了栽参土壤根层pH是影响该层土壤酶活性变化的主要因素之一。
3     结论
3.1   随着栽参年限的延长，表层、根层及底层土壤的pH均呈现先增高后降低的趋势，4年生人参根层比1年生根层下降了0.30个单位，4年生西洋参根层比1年生根层下降了0.27个单位，栽参使根层土壤明显酸化。
3.2   随着栽参年限的延长，根层土壤的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性的变化均表现为先增强后减弱的趋势，
3.3   相关分析表明，根层土壤的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性与pH呈正相关关系，且过氧化氢酶活性与pH呈极显著的正相关，与多酚氧化酶呈负相关关系。
参  考  文  献
[1]  孙艳君,郭世伟,姜英范, 等.人参床土的硅营养 [J].特产研究,1994,1:51-54.
[2]  孙艳君,周百娟,曹学旺，等.人参床土根际性质的初步研究[J].吉林农业大学学报,1994,16(4):82-84.
[3]  陈光,史焕之,于海,等.人参床土中氮素肥料去向的研究[J].吉林农业大学学报,1997,19(3):55-59.
[4]  高金方,金龙南,兰进 ，等.人参的土壤营养与培肥研究 [J].吉林农业科学,1991,3:37-40.
[5]  金龙南,兰进,赫崇岩 ，等.人参的土壤营养与培肥研究 [J].吉林农业科学,1991,2:59-62.
[6]  朱平,孙宏德,李军,等.参地土壤的酶活性[J].土壤通报, 1991,22(2):33-34 .
[7]  宋晓霞,张亚玉,王英平,等.人参与西洋参土壤脲酶活性的对比研究 [J]特产研究,2008，30(2):33-35.
[8]  周礼凯.土壤酶活性的总体在评价土壤肥力水平中的作用.[J].土壤学报，1983 (4)：413-419.