摘 要

银杏复合经营是银杏产区最常见的经营模式，但不同的经营模式生态经济效益差异较大，从而影响了银杏复合经营的可持续性发展。本文通过对泰兴市张桥镇西桥村的5种银杏复合经营模式：银杏＋桑树（GM）、银杏＋小麦＋花生（GWP）、银杏＋油菜＋花生（GRP）、银杏 小麦 花生（GWP）、银杏林下抛荒（GNT）和对照模式：小麦 花生（WP）的土壤酶活性进行了系统的研究，为全面评价银杏复合经营的生态经济效益及复合系统碳循环奠定了基础，研究结果如下：

（1）、银杏复合系统中，土壤木质素、纤维素和半纤维素分解相关酶要显著高于农地，但是不同模式间转化酶则不存在显著差异。

（2）、GWP模式下淀粉酶显著高于其它复合模式，但是与WP模式之间并不存在显著差异。

（3）、林下抛荒显著提升了土壤内切葡聚糖酶活性、漆酶和外切葡聚糖酶活性。银杏-桑树模式下，土壤木聚糖酶和木质素过氧化物酶活性显著高于其它复合系统。此外，GNT和GM模式下，土壤β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性活性显著高于其它模式，但是两者间并不存在显著差异。

关键词：银杏复合经营 林下抛荒 土壤酶活性

The effects of soil enzyme activities in Ginkgo agroforestry systems

Abstract

Ginkgo agroforestry systems are the most poplar land use systems in ginkgo producing area. However, because the huge different economic and ecology benefits among these systems, it will be negative to the farmer to continue the agroforestry systems. For this reason, we established five ginkgo agroforestry systems (Ginkgo-Mulberry, Ginkgo-Rape-Peanut, Ginkgo-Wheat-Peanut, and Ginkgo-fallow) and a control system (Wheat-Peanut) to study the different soil enzyme activities located in Taixing city. Results showed that:

1 After 18 years, the soil enzyme activities of lignin, cellulose, and hemicellulose in Ginkgo agroforestry systems was significantly higher than WP systems, but no significant different invertase activity was found among agroforestry systems and WP system.

2 GWP systems had the highest soil amylase activity, but there was no significant difference between GWP and WP system.

3 Compared with other agroforestry systems, fallow system increased soil C1, Cx, and Lac, and GM system had higher soil lignin peroxidase and xylanase activity. Besides, GNT and GM systems had significant higher Manganese peroxidase, and β-D-glucosidase activity, but no significant difference was found between these two systems.

Keyword: Ginkgo agroforestry systems, fallow, soil enzyme activities

目 录

1 文献综述 5

1.1 林农复合经营研究进展 5

1.1.1 我国复合经营的发展历史及现状 5

1.1.2 国外复合经营发展 6

1.2 土壤酶活性研究进展 8

1.2.1 常见土壤酶活性研究综述 8

1.2.2 凋落物分解过程关键酶活性研究 9

1.3 本文研究目的及意义 10

2 材料与方法 12

2.1 试验地概况及设计 12

2.2 土样采集 12

2.3 指标测定 13

2.3.1 内切葡聚糖酶测定测定 13

2.3.2 外切葡聚糖酶测定测定 13

2.3.3 β-葡萄糖苷酶活性测定 13

2.3.4 木质素过氧化物酶活性测定 13

2.3.5 锰过氧化物酶活性测定 14

2.3.6 漆酶活性测定 14

2.3.7 木聚糖酶活性测定 14

2.3.8 转化酶活性测定 14

2.3.9 淀粉酶活性测定 15

3 结果与分析 16

3.1 纤维素降解过程相关酶活性 16

3.1.1银杏复合经营对土壤内切葡聚糖酶活性的影响 16

3.1.2 银杏复合经营对土壤外切葡聚糖酶活性的影响 16

3.1.3 银杏复合经营对土壤β-葡萄糖苷酶活性影响 17

3.2 木质素降解过程相关酶活性 18

3.2.1 银杏复合经营对土壤木质素过氧化物酶活性影响 18

3.2.2 银杏复合经营对土壤锰过氧化物酶活性的影响 19

3.2.3 银杏复合经营对土壤漆酶活性的影响 21

3.3 淀粉及糖类降解过程相关酶活性 21

3.3.1 银杏复合经营对土壤淀粉酶活性的影响 21

3.3.2 银杏复合经营对土壤转化酶活性的影响 23

3.3.3 银杏复合经营对土壤木聚糖酶活性的影响 23

4 讨论 24

4.1 银杏复合系统对纤维素分解酶的影响 24

4.2 银杏复合系统对木质素分解酶的影响 25

4.3 银杏复合系统对半纤维素和糖类分解酶的影响 26

5 小结 27

参考文献 28

1 文献综述

1.1 林农复合经营研究进展

林农复合经营，也有人称之为混农林系统、林农复合系统及农林业复合生态系统等。1978年King博士和他的同事们在对农林系统进行研究的过程中，第一次正式提出了“Agroforestry”这一概念，并下定义为：“Agroforestry”（农林系统）是一种采用适于当地栽培实践的一些经营方法，在同一土地单元内将农作物生产与林业和（或）家畜生产同时或交替地结合起来，使土地生产力得以提高的持续性土地经营系统（李文华，1994）。此后，不同学者对林农复合经营提出了许多不同的意见，并随着时代的进步和新思想（如可持续发展思想）的不断渗透，人们对它的认识会更加深入和完整。国际农林业研究委员会在多年研究的基础上，给农林系统的定义是：“农林系统是一种土地利用技术和系统的复合名称，是有目的地把多年生木本植物（乔木、灌木）与农业和牧业用于同一土地经营单位，并采取同一或短期相同的经营方式，在林农业复合生态系统中，在不同组成之间存在着生态学和经济学方面的相互作用。该定义得到了大多数人的认可（吴建军，1990）。

我国复合经营的发展历史及现状

我国是农业大国，而且历来我国就是一个人口密集的农业大国，耕地少，人口多的状况一直就存在，而林农复合生态系统作为一种古老的耕作方式，可以给耕作者带来更高的收益。早在春秋战国时代，孟子（公元前372-28年的在《梁惠王上》中就有论述：“五亩之宅，树之以桑，五十者，可以衣帛矣。百亩之田，勿夺其时，数口之家，可以无饥矣”（Nair，1985）。鲜明的说明了复合经营可以带来更大的收入，解决人与地的矛盾。到了汉代隆盛时期，春秋战国以来的林农业生产经验，得到了全面的总结推广，并作为当时农桑政策的指南，《淮南子》中即有相关的记载（竺肇华，1988）。农桑并举作为中国最早最典型地林农混作形式一直是历代农业政策的基本指导思想。在西周时代《诗经·小雅》就中提到过桑树修剪整枝及采叶养蚕的技术；公元前1世纪的《汜胜之书》已记述桑黍、桑麻间作模式和蚕矢作肥料的传统。到了公元前10世纪前后，桑埂农田、桑基鱼塘在长江流域及珠江三角洲地区已相当普遍（熊文愈，1988）。到了明清两代（14-19世纪）是中国传统农用林业大发展时期，农、林、牧、渔搭配组合形式之多前所未有。然而在20世纪的前半叶，由于政局多变、社会动乱，农业和林业处于停滞状态。新中国成立以后，特别是经过近40多年的发展和完善，我国已基本形成了以农田林网、林农间作作为主体，包括“四旁”植树、成片造林等带、网、片相结合，多类型、多树种、多功能、高效益的农用林业体系。打破了单一的种植业格局，形成了农、林、牧紧密结合的耕作制度和立体种植结构，在多年传统经营的辽阔平原上出现了林农结合的新景观；形成了生产效率高、生态效益好、经济效益佳的人工生态系统；提高了土地利用率、光能利用率和劳动生产率。（Raintree J B，1987；Lefroy E C，1992；Edwards，1990；Fujisaka，1991；Rao，M.R.and Coe，R.，1992；刘世岩，2004；吴发启，2003；李文华，1994；邓中美，2002）。

国外复合经营发展

林农复合经营在国外有较长的历史，早在林农复合经营成为一门独立的学科以前，世界各地就有多种林农复合经营的生产实践。据国外资料记载，林农复合经营作为农场获得更多经济效益的传统措施，至少已有了1300多年的历史（Sanchez PA，1995）。东南亚（印度尼西亚、菲律宾等）、南亚（印度、巴基斯坦、斯里兰卡）、中西部非洲（坦桑尼亚、加纳、尼日利亚、喀麦隆等）、拉美（墨西哥、哥斯达黎加等）和南美（巴西、委内瑞拉等）都具有悠久的历史。直至现在，复合经营体系仍在这些区域发挥着巨大的作用。由于不同的经济重点，林农复合经营在澳洲历史上主要体现为林牧复合（Mead D J，1995）。

人们对林农复合经营进行认真总结并建立其科学体系开始于20世纪的中期。1950年Smith著的《树木作物：永久的农业》（Tree-crop：A permanent agriculture）一书，被认为是第一部关于林农复合经营系统的专著，但在当时并未受到重视。King于1968年从复合经营的角度对林农复合经营系统进行了研究，提出了林农复合经营概念的原始含义，使用了术语“agri-siliviculture” （King，1968）。70年代，针对发展中国家食品、环境和能源等问题的日益严重，McNamara （1973）对世界银行的农业和林业发展策略和实现途径进行了重新评价，联合国粮农组织也重新审定了其林业发展策略，从而使后来的林业援助项目向农区林业的发展倾斜。1977年Bene在加拿大国际发展研究中心（IDRC）的委派下完成了一份关于贫困的热带国家农业和林业状况的报告。在这份题为《树木、粮食与人》（Tree、Food and People）的报告中，他使用了于60年代后期出现的林农复合经营（agroforestry）这一用语，并解释了它的含义，提出应优先促进复合型农业体系的发展（Bene，1977）。同年，国际林农复合生态系统研究委员会（ICRAF）在IDRC的促进下成立。从此，林农复合经营被正式确立为一个特殊的分支学科领域，登上了林农业研究的舞台。1979年ICRAF举办了林农复合经营土壤研究和林农复合经营国际合作的两个国际会议，吸引了全世界有关的知名专家，使林农复合经营的研究开始兴起热潮（Lundgren，1987；Steppler and Nair，1987）。