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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
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
中国农业科学    2024, 57 (8): 1533-1546.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.08.009
摘要   (39 HTML6 PDF(pc) (4065KB)(27)  

【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。


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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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)

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