Ruzigrass作为覆盖作物能够增强与大豆在深层土壤中生根相关的酶活性

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Ruzigrass as Cover Crop Enhances Enzymatic Activity Linked to Soybean Rooting in Deep Soil Layers

免耕系统下行鲁梅克斯草、玉米和大豆轮作对200cm土层内土壤酶活性及大豆根系体积的影响研究。采用随机完全区组设计，在9个土层深度（0-10cm至190-200cm）采集样本，测定芳基硫酸酯酶、β-葡萄糖苷酶及磷酸酶活性，结合WinRhizo软件分析根系体积密度。结果表明：鲁梅克斯草处理显著提升表层（0-10cm）及深层（190-200cm）土壤酶活性（p<0.05）和根系体积密度（r=0.76），且酶活性与根系体积呈强正相关。相较于传统轮作和休闲处理，鲁梅克斯草在0-30cm及130-200cm土层均表现出最佳改良效果，促进深层土壤生物活性提升。

　　

摘要

尽管最近的研究主要集中在表层土壤，但对于前茬作物对深层土壤中酶活性和根系发育的益处仍存在知识空白。本研究旨在量化前茬作物对土壤生物特性、大豆根系体积及其在整个土壤剖面（深度达200厘米）中相互作用的影响。该长期实验采用免耕系统，采用随机完全区组设计并设置分区处理，试验了三种前茬作物（Ruzigrass作为覆盖作物、玉米作为经济作物以及休耕），并在三个采样位置（种植行上以及植株的左右两侧）进行观测。土壤样本在九个深度（0–10、10–20、20–30、40–50、70–80、100–110、130–140、160–170和190–200厘米）采集。通过测定芳基硫酸酯酶、β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性来评估土壤生物活性。通过对所有土壤层（深度达200厘米）进行采样，量化大豆根系，并使用WinRhizo软件对根系进行清洗、扫描和分析以确定根系体积密度。酶活性随采样位置和前茬作物的不同而变化。Ruzigrass在0–10厘米层中促进了更高的芳基硫酸酯酶和β-葡萄糖苷酶活性以及更大的根系体积。在200厘米深度范围内，不同前茬作物之间的β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶和根系体积存在显著差异。其中，β-葡萄糖苷酶与根系体积的相关性最强（r = 0.76）。酶活性和根系体积随土壤深度增加而降低；然而，Ruzigrass在表层和深层土壤中均改善了这两个指标。前茬作物会影响深层土壤的生物活性和大豆根系体积。特别是Ruzigrass，不仅增强了表层土壤的酶活性和根系体积，还改善了深层土壤的生物条件，从而有利于免耕系统的实施。