不同土地类型的土壤有机碳结构特征及酶活性

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:congyuantao
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了解不同土地类型的土壤有机碳结构及酶活性是提高土壤质量和固碳能力的关键。本研究选取青海湖刚察地区的湿地、草原、农田和灌丛等四种土地类型,野外分别采集0~10cm、10~20cm和20~30cm的土壤样品,通过室内分析测定土壤活性有机碳氮组分、核磁共振分析有机碳结构,以及恒温培养测定土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、甘氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和酚氧化酶活性。研究结果如下:(1)四种土地类型中,湿地土壤活性有机碳氮组分含量最高。湿地退化成草地及被开垦成农田后,可溶性有机碳、可溶性有机氮、硝态氮和微生物量氮含量均显著减少。农田退耕成灌丛后,土壤易氧化碳含量显著增加,而铵态氮和微生物量氮含量显著降低。(2)通过核磁共振分析发现,不同土地类型的土壤有机碳结构均以烷氧碳和烷基碳为主。在烷氧碳、芳香碳和羧基碳中,分别以多羟基碳、芳香族碳和COO/N-C=O组碳的相对比例较多。与湿地土壤相比,草地土壤的烷基碳和芳香碳偏低,而烷氧碳和羧基碳略高;草地土壤的脂肪族碳/芳香碳比值增加,而疏水碳/亲水碳比值降低。湿地被开垦成农田,表层0~1Ocm 土壤的烷基碳和烷氧碳减少,而芳香碳和羧基碳增加;烷基碳/烷氧碳和疏水碳/亲水碳比值增加;而在20~30cm 土层处却是湿地土壤的烷基碳/烷氧碳和疏水碳/亲水碳比值较低。农田退耕成灌丛后,表层0~10cm 土壤的芳香碳和羧基碳相对比例降低。整体来看,湿地土壤的烷基碳/烷氧碳和疏水碳/亲水碳比值较高,所以有机碳结构稳定性较高。湿地退化成草地及开垦成农田后,土壤烷基碳/烷氧碳和疏水碳/亲水碳比值降低,有机碳的矿化程度增高,结构稳定性有所降低。(3)湿地退化成草地及被开垦成农田,土壤酚氧化酶活性分别增加1倍和1.7倍;与湿地土壤比较,草地和农田土壤中β-葡萄糖苷酶和纤维二糖酶减少程度最大,分别在草地土壤降低26.09%和17.84%,在农田土壤中减少45.64%和38.12%。与农田土壤相比,灌丛土壤纤维二糖酶和酸性磷酸酶显著增高,而氨基肽酶和碱性磷酸酶活性显著降低。整体上,湿地退化成草地及开垦成农田后,酚氧化酶活性显著增加,水解酶活性普遍显著的降低。总而言之,为了改善土壤质量,对于湿地的保护和农田的退耕还林草措施是非常有必要。
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