长期增温对土壤酶活性的影响

    • 摘要: 全球变暖是影响土壤碳氮循环过程的关键环境因子,其影响效应因土壤类型不同而存在差异,然而,其内部的土壤胞外酶调控机制还不清楚。为研究土壤胞外酶活性对长期增温的响应,本研究开展了连续增温模拟试验,选择了红壤、砖红壤、黑土、棕壤、紫色土和黄土6种常见土壤为研究对象,利用开放式增温系统(FATI)对冬小麦全生育期进行全天增温实验。测定土壤蔗糖酶(S-SC)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(βG)、β-木糖苷酶(βX)、脲酶(S-UE)、β-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、磷酸酶(AP)和过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明:增温(+2℃)处理显著增强了土壤酶活性,且不同酶类在不同土壤类型中的响应特征存在极显著差异(P<0.01)。黑土中蔗糖酶活性表现出最强的温度敏感性,其活性增幅达104.7%,显著高于其他土壤类型(P<0.01),黄土脲酶活性对增温的响应最为显著,其活性提升了79.22%,显著高于常温对照处理(P<0.01)不同土壤类型中碳循环酶、氮循环酶和磷循环酶存在显著差异(P<0.01),增温提高了红壤的碳循环酶和氮循环酶活性,降低了紫土氮循环酶和磷循环酶活性。在碳循环酶中,碱性土壤的βX酶和过氧化氢酶显著高于其他土壤类型(P<0.01)。在氮循环酶中,酸性土壤的脲酶活性显著高于其他土壤类型(P<0.01),在磷循环酶中,中性土壤的磷酸酶活性显著高于其他土壤类型(P<0.01)。无论是否增温,6种类型土壤中的微生物均受碳(C)和磷(P)的共同限制。酶化学计量分析发现,所有土壤样品的酶活性矢量角度均显著大于45°(P<0.05),这一现象表明微生物对P元素的限制更为敏感。这些结果表明,增温和土壤类型对土壤碳氮磷循环酶活性存在交互作用,尤其需要加强对磷循环酶的关注。

       

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