植物材料添加对盐碱土有机碳组分含量及酶活性的影响

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土壤盐碱化是最广泛的土地退化问题,影响土壤性质,制约农业生产。面对粮食安全问题,亟需恢复盐碱土的生产力。向盐碱土中添加有机物料成为一种改良盐碱土的方式。植物材料作为廉价易得的有机物料,在改良盐碱土中逐渐得到利用。本文研究不同植物材料添加在短期内对盐碱土的影响,探究了盐碱土呼吸速率,有机碳组分含量及酶活性对植物材料添加的响应,将植物材料包括苜蓿和甜高粱的枯落物及新鲜样添加到低、中、高盐分含量的土壤中,在恒定条件下培养80天,测定土壤呼吸速率随时间的变化;以及培养不同阶段下土壤可溶性有机碳(DOC),微生物量碳(MBC),颗粒有机碳(POC),矿质结合态有机碳(MAOC);β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase),脲酶(urease),碱性磷酸酶(alkaline phosphatase)及脱氢酶(dehydrogenase)活性的变化。研究的主要结果如下:(1)植物材料添加显著增加了盐碱土的呼吸速率,植物枯落物对土壤呼吸速率的影响高于植物新鲜样。在培养的0-30天,添加植物材料显著增加了盐碱土的呼吸速率,且随时间推移逐渐降低。在30-80天逐步趋于稳定。土壤累积CO2释放量在培养期内逐步增加。(2)对于整个培养期的累积CO2释放量,以低盐土壤为例,与对照相比,添加苜蓿枯落物,甜高粱枯落物,苜蓿新鲜样,甜高粱新鲜样后,土壤累积CO2释放量分别提高了7.68倍,6.44倍,5.22倍,4.12倍。土壤呼吸速率与土壤盐分含量呈负相关。在苜蓿枯落物,甜高粱枯落物,苜蓿鲜样,甜高粱鲜样中,高盐土壤比低盐土壤中的累积CO2释放量分别降低了46.31%,30.43%,27.55%,34.44%。(3)植物材料添加提高了土壤活性有机碳组分含量。植物枯落物处理的土壤中,其可溶性有机碳,微生物量碳含量以及颗粒有机碳的含量高于添加植物新鲜样的处理。但是随培养时间的增加,土壤活性有机碳含量呈下降趋势。此外,可溶性有机碳,微生物量碳含量以及颗粒有机碳的含量随盐分增高而降低。土壤矿质结合态有机碳作为稳定有机碳库,短时间内变化不明显。(4)添加植物枯落物显著提高了土壤酶活性,而植物新鲜样的添加对酶活性影响较小。但随培养时间的增加,酶活性有降低的趋势。相关性分析表明,β-葡萄糖苷酶,脲酶,碱性磷酸酶的活性与土壤的累积呼吸量,可溶性有机碳以及微生物量碳含量呈正相关(P<0.05)。尤其是β-葡萄糖苷酶,与土壤中的活性有机碳组分显著相关。土壤盐分含量增加,对酶活性有抑制作用。综上所述,向盐碱土中添加植物材料,尤其是植物枯落物,为微生物活动提供能量基质,能够缓解盐分对土壤中微生物的抑制作用。提高了土壤的呼吸速率,以及土壤活性有机碳组分含量,进而提高与土壤养分循环相关的土壤酶活性,从而促进盐碱土的改良及植物生长。
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