不同用量生物质炭输入对毛竹林土壤呼吸组分的影响

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:colinwangaaaa
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毛竹(Phyllostachys pubescens)是中国南方重要的竹森林资源,目前我国毛竹林的种植面积已达350万hm2以上。毛竹林在浙江省内分布范围广泛,为了获得较高的产量和经济效益,目前基本都对其进行集约化经营。然而,长期经营管理将会造成毛竹林土壤有机碳储量和活性碳库含量降低,土壤酶、微生物活性下降等负面影响。生物质炭输入是目前增加土壤有机碳储量和改善土壤理化性质的有效手段。然而,不同用量生物质炭输入对人工林土壤呼吸组分的影响效应和相关机理尚不明确。鉴于此,本试验以浙江省临安市典型集约经营毛竹林为试验对象,通过1年的定位试验,研究不同用量生物质炭输入对毛竹林土壤温度、水分、活性有机碳库、土壤呼吸组分和土壤酶活性的影响,探讨毛竹林土壤呼吸组分与环境因子之间的关系,揭示不同用量生物质炭输入对毛竹林土壤呼吸组分的影响机理。取得的主要研究结果如下:(1)在0、5、15 t hm-2生物质炭输入条件下,毛竹林土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率均呈现显著的季节性变化,土壤呼吸和自养呼吸速率的最大值均在夏季,最小值在冬季,异养呼吸速率的最大值出现在秋季,最小值也在冬季。土壤呼吸、自养呼吸速率均随着生物质炭输入量的增加而升高,而土壤异养呼吸速率则随着生物质炭输入量的增加而降低。5 t hm-2生物质炭处理对毛竹林土壤呼吸CO2年累积排放量无显著影响,15 t hm-2生物质炭处理显著增加土壤呼吸CO2年累积排放量(P<0.05);5、15 t hm-2生物质炭处理均显著降低土壤异养呼吸CO2年累积排放量(P<0.05),但不同生物质炭处理之间无显著差异;生物质炭处理显著增加土壤自养呼吸CO2年累积排放量(P<0.05),且增加幅度随生物质炭用量的增加而增加。0、5、15 t hm-2生物质炭输入条件下,毛竹林土壤异养呼吸所占百分比依次是63.87%、57.19、54.56%,自养呼吸所占百分比依次是36.13%、42.81%、45.44%,可见,不同处理条件下,毛竹林土壤异养呼吸所占比例均显著高于自养呼吸。(2)在0、5、15 t hm-2生物质炭输入条件下,毛竹林土壤WSOC和MBC的含量差异较大,但均具有明显的季节性变化规律。毛竹林土壤WSOC含量的最高值出现在7、8月份,最低值出现在1、2月份,MBC含量的最高值出现在11月份,最低值出现在1、2月份。与对照相比,5、15 t hm-2生物质炭处理促使毛竹林土壤WSOC的含量分别增加13.9%和27.0%,MBC的含量分别增加12.4%和15.1%。(3)生物质炭输入1个月之后,与对照相比,生物质炭处理显著降低土壤脲酶活性(P<0.05),但对土壤蔗糖酶活性无显著影响;15 t hm-2生物质炭处理显著降低土壤β-葡萄糖苷酶和脱氢酶活性(P<0.05),但5 t hm-2生物质炭处理对上述两种酶的活性无显著影响。生物质炭输入12个月之后,15 t hm-2生物质炭处理显著降低土壤蔗糖酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的活性(P<0.05);5 t hm-2生物质炭处理显著降低土壤脲酶和β-葡萄糖苷酶活性(P<0.05),但对土壤蔗糖酶和脱氢酶的活性无显著影响。(4)在0、5、15 t hm-2生物质炭输入条件下,毛竹林土壤呼吸及组分与土壤表层5 cm处温度均存在极显著相关关系(P<0.01)。0、5、15 t hm-2生物质炭处理下,土壤呼吸的温度敏感系数(Q10)值依次为2.10、2.07、2.04,异养呼吸的Q10值依次为2.21、2.30、2.24,自养呼吸的Q10值依次为1.94、1.81、1.75。生物质炭处理对土壤呼吸及其组分的Q10值无显著影响;在不同处理条件下,异养呼吸的Q10值均显著高于自养呼吸的Q10值(P<0.05)。本试验中土壤呼吸及组分与土壤含水量之间皆无显著相关性。(5)在对照处理下,毛竹林土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸速率与土壤WSOC含量皆存在极显著相关性(P<0.01);生物质炭处理条件下,毛竹林土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸速率与土壤WSOC含量皆无显著相关性。在对照中,毛竹林土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸速率与土壤MBC含量均存在显著相关性(P<0.05),生物质炭处理条件下,毛竹林土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸与土壤MBC含量皆无显著相关性。
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