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果园是生态农业建设的重要组成部分,是水土保持型生态农业、“猪-沼-果”循环农业、观光果园旅游农业等基本组成单元。经营果园不仅可以提高乡村居民的经济收入,还可以美化乡村面貌,是建设美丽乡村、美丽经济的重要一环。但是,果园经营可能会强烈地影响微生物代谢和土壤养分循环,目前关于果园土壤的研究较多集中于土壤养分、水分高效利用、微生物群落调查等方面,较少从生态学角度探索其对土壤养分循环、微生物代谢功能等生态过程的影响,而此过程关系到土壤生态系统的可持续发展。因此,本论文从果园土壤微生物代谢功能角度出发,对比研究农地(cropland)、橘园(citrus orchard)和桃园(peach orchard)三种不同土地利用方式对土壤养分、微生物量以及酶活性的影响;通过室内模拟实验研究桃树叶(P)、柑橘叶(C)、苜蓿(A)三种凋落物分解对土壤养分、微生物量及与碳氮磷循环相关的胞外酶活性的影响,并运用酶化学计量学揭示果园经营和凋落物分解对微生物代谢功能的影响。研究取得的主要结果如下:(1)不同土地利用方式对表层(0-20 cm)土壤理化性质影响较大。表层土壤有机碳(SOC)含量由高到低依次为农地(7.62 g·kg-1)>桃园(7.15 g·kg-1)>橘园(6.83 g·kg-1)。相比于农地,桃园和橘园SOC含量分别下降了6.2%和10.4%;橘园土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著低于农地(136.0 g·kg-1)和桃园(123.4 g·kg-1),该结果表明果园定期清耕、除草等措施不利于表层土壤有机碳的维持。农地、桃园和橘园土壤总氮(TN)和总磷(TP)在不同土地利用方式下差异不显著,含量约为1.00 g·kg-1和0.29 g·kg-1;农地土壤速效氮(AN)和有效磷(Olsen-P)显著高于两个果园,表明果园经营对土壤养分可利用性有显著影响。(2)农地、桃园和橘园土壤酶矢量角度分别为67.9°、70.4°和78.9°,均大于45°,说明三种土地利用方式下土壤微生物均受到不同程度的磷限制;与农地和桃园土壤相比,橘园土壤磷对微生物的限制最严重。因此,橘园应增加磷的投入和活化以缓解磷对微生物的限制,减小微生物与柑橘树本体间磷的竞争。农地土壤酶矢量长度为0.90,大于桃园和橘园土壤酶矢量长度(分别为0.74和0.79),说明与果园相比,尽管农地SOC和DOC含量较高,农地土壤微生物仍受到较强的碳限制。(3)室内模拟凋落物分解过程中,土壤养分可利用性逐渐降低。DOC和铵态氮(NH4+-N)含量分别从最初的108.3 mg·kg-1、15.1 mg·kg-1逐渐下降至分解第65 d的52.8 mg·kg-1、7.9 mg·kg-1,说明分解前期由于激发效应导致了养分的生物固定;硝态氮(NO3--N)含量呈先降低后升高的趋势,在第21 d达到最低,说明在分解后期发生了氮的生物矿化过程;而Olsen-P含量随时间变化不明显。凋落物类型和分解时间是影响土壤养分有效性的主要因素,凋落物类型分别可以解释DOC、NH4+-N、NO3--N和Olsen-P含量45.5%、5.25%、10.5%和37.9%的变异,而分解时间则分别可解释其45.1%、88.9%、69.1%和2.0%的变异。与桃叶和橘叶分解相比,苜蓿分解可以向土壤输入更多的碳和氮。(4)室内模拟凋落物分解过程中,土壤呼吸速率、微生物量和酶活性都呈现先升高后降低的趋势,土壤呼吸速率和微生物量均在第3 d达到峰值,不同处理的峰值大小顺序为:桃叶-苜蓿混合>苜蓿>橘叶-苜蓿混合>桃叶>橘叶。凋落物分解过程中,土壤酶活性总体上大小顺序为:酸性磷酸酶(AP)>β-1,4-D-葡萄糖苷酶(BG)>β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶(NAG+LAP),酶活性分别在173.52-801.52 nmol·g-1·h-1、105.91-475.34 nmol·g-1·h-1、39.24-236.10 nmol·g-1·h-1之间变化。相较于呼吸速率和微生物量动态,土壤酶活性动态存在明显的滞后现象:BG和AP酶在分解第7 d达到最高,而(NAG+LAP)酶则在分解第14 d达到最高。(5)室内模拟凋落物分解过程中,酶矢量角度逐渐减小、长度逐渐增加,该结果说明土壤微生物受养分的限制逐渐减弱、受能量的限制逐渐增强,这表明凋落物分解有助于缓解养分对微生物的限制,但是可能加剧能量对微生物的影响。凋落物类型和时间是影响酶矢量特征的主要因素,分别可以解释酶矢量长度42.47%和21.97%、酶矢量角度81.28%和7.52%的变异。苜蓿分解过程酶矢量长度较大,使微生物受到较大的能量限制;桃叶和橘叶分解过程酶矢量角度较大,易引起较大的养分限制;而桃叶-苜蓿、橘叶-苜蓿混合分解在引起较小能量限制的同时,可以缓解养分对微生物的限制。