中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (8): 1533-1546.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.08.009
高娅菲1,2(), 赵媛博1,2, 徐玲1,2, 孙嘉悦1,2, 夏煜轩1,2, 薛丹3, 武海雯4, 宁航1,2, 吴安驰1,2, 吴林1,2(
)
收稿日期:
2023-11-23
接受日期:
2024-01-15
出版日期:
2024-04-24
发布日期:
2024-04-24
通信作者:
联系方式:
高娅菲,E-mail:1425109149@qq.com。
基金资助:
GAO YaFei1,2(), ZHAO YuanBo1,2, XU Lin1,2, SUN JiaYue1,2, XIA YuXuan1,2, XUE Dan3, WU HaiWen4, NING Hang1,2, WU AnChi1,2, WU Lin1,2(
)
Received:
2023-11-23
Accepted:
2024-01-15
Published:
2024-04-24
Online:
2024-04-24
摘要:
【目的】研究冷浸田改种泥炭藓(Sphagnum)不同年限后土壤的固碳潜力和胞外酶活性的变化,为合理利用冷浸田提供依据。【方法】选取贵州省黔南州独山县紫林山村为研究区,以种植水稻的冷浸田为对照,对比分析冷浸田改种泥炭藓1、3、10和20年后表层(0—10 cm)土壤理化性质、胞外酶活性及土壤有机碳含量变化,探究泥炭藓种植对冷浸田土壤固碳潜力的影响。【结果】(1)种植泥炭藓改变了冷浸田土壤理化性质,种植10年后,土壤容重、团聚体平均重量直径及总酚含量相比对照分别提高了16.9%、33.8%和88.1%。(2)随着泥炭藓种植年限增加,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(3)冷浸田改种泥炭藓10年后,土壤总有机碳和惰性有机碳含量显著增加,而改种泥炭藓20年后,土壤可溶性有机碳和活性有机碳含量显著降低,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(4)结构方程模型显示,对于总有机碳和惰性有机碳,泥炭藓种植年限的直接正效应最大。对于可溶性有机碳和活性有机碳,胞外酶活性的直接影响最大。土壤理化性质普遍通过影响胞外酶活性对4种碳产生间接影响,泥炭藓种植年限则通过影响土壤理化性质对4种碳产生间接影响。【结论】种植泥炭藓改变了土壤环境,显著增加冷浸田土壤有机碳含量且降低土壤胞外酶活性,促进碳积累,且长期种植泥炭藓使碳积累更加明显。
高娅菲, 赵媛博, 徐玲, 孙嘉悦, 夏煜轩, 薛丹, 武海雯, 宁航, 吴安驰, 吴林. 冷浸田改种泥炭藓显著增加土壤有机碳含量且降低胞外酶活性[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1533-1546.
GAO YaFei, ZHAO YuanBo, XU Lin, SUN JiaYue, XIA YuXuan, XUE Dan, WU HaiWen, NING Hang, WU AnChi, WU Lin. Long-Term Sphagnum Cultivation in Cold Waterlogged Paddy Fields Increases Organic Carbon Content and Decreases Soil Extracellular Enzyme Activities[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(8): 1533-1546.
表1
黔南州独山县紫林山村0—30 cm土层土壤基本理化性质"
土层深度 Soil depth (cm) | 容重 Bulk density (g·cm-3) | pH | 全氮 Total nitrogen (g·kg-1) | 全硫 Total sulfur (g·kg-1) | 全铁 Total iron (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
0-10 | 1.28±0.01b | 4.93±0.13b | 8.54±1.53a | 2.37±0.34a | 6716.99±40.01b |
10-20 | 1.35±0.01b | 5.22±0.03b | 3.58±1.99ab | 2.09±0.15a | 6791.28±94.18ab |
20-30 | 1.51±0.03a | 5.58±0.09a | 2.82±0.66b | 1.93±0.11a | 7384.04±290.32a |
表2
冷浸田土壤理化性质随泥炭藓种植年限的变化(平均值±标准误)"
种植年限 Planting years (a) | 容重 Bulk density (g·cm-3) | pH | 团聚体平均重量直径 MWD (mm) | 全氮 Total nitrogen (g·kg-1) | 全磷 Total phosphorus (g·kg-1) | 总酚 Total phenolics content (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
CK | 1.18±0.04c | 6.38±0.07a | 0.25±0.01c | 2.98±0.07b | 1.91±0.08a | 0.34±0.02c |
1 | 1.52±0.03ab | 5.91±0.08b | 0.27±0.02bc | 4.88±0.07a | 2.21±0.22a | 1.70±0.08b |
3 | 1.57±0.03a | 5.53±0.04c | 0.31±0.02abc | 2.42±0.18c | 0.95±0.10b | 1.75±0.30b |
10 | 1.42±0.04b | 5.50±0.03c | 0.33±0.03ab | 2.24±0.24c | 0.82±0.07b | 2.86±0.22a |
20 | 1.57±0.05a | 5.24±0.06d | 0.34±0.02a | 2.00±0.14c | 0.68±0.11b | 3.35±0.29a |
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