氮沉降改变森林生态系统养分平衡,影响土壤中营养元素循环和微生物养分代谢过程。五大连池火山熔岩台地由于自身养分匮乏,植被恢复受到养分条件的制约,但土壤微生物与植物养分限制的协同响应机制仍缺乏深入研究。本研究以香杨(Populus k...氮沉降改变森林生态系统养分平衡,影响土壤中营养元素循环和微生物养分代谢过程。五大连池火山熔岩台地由于自身养分匮乏,植被恢复受到养分条件的制约,但土壤微生物与植物养分限制的协同响应机制仍缺乏深入研究。本研究以香杨(Populus koreana)矮曲林为研究对象,模拟5个氮添加梯度,分别为CK(0 g N m^(-2)a^(-1))、N1(2 g N m^(-2)a^(-1))、N_(2)(4 g N m^(-2)a^(-1))、N_(3)(8 g N m^(-2)a^(-1))和N4(16 g N m^(-2)a^(-1)),施肥两年后测定土壤养分和微生物C、N、P含量及胞外酶活性,采用生态酶化学计量学方法,揭示微生物代谢对碳、氮、磷的限制模式,旨在探究外源氮添加对土壤微生物代谢限制产生的影响。结果表明,(1)添加氮后土壤中C-获取酶,N-获取酶和P-获取酶的活性均显著升高,随着氮添加量的递增,三种酶的活性变化趋势表现为呈先上升后下降,N_(3)处理C-获取酶和P-获取酶活性最高,而N_(2)处理N-获取酶活性最高;(2)土壤胞外酶的EEA_(C∶P)和EEA_(N∶P)呈先升高后降低的趋势,N_(2)处理达到最高,而EEA_(C∶N)呈先降低后增加再降低的趋势,N_(3)处理最高;(3)矢量模型分析发现所有氮处理土壤矢量角度均大于45°,随着氮添加量的增多呈先减少后增加的趋势;(4)冗余分析发现土壤养分是影响胞外酶活性和胞外酶化学计量比的关键因子,TP与矢量长度和矢量角度均呈显著正相关关系(P<0.05)。结果表明,氮沉降可以提高土壤胞外酶活性,影响土壤微生物的养分限制,促进土壤生物化学循环,研究结果为气候变化下森林生态系统的适应性管理提供重要科学依据。展开更多
增温和氮沉降会影响青藏高原高寒草甸的功能和结构,生态化学计量学有助于揭示植物与土壤之间养分流动的生物地球化学特征。本试验通过在青海高寒草甸进行不同水平增温及氮沉降处理,增温水平分别为W0(不增温)、W1(空气温度增加0.47℃,土...增温和氮沉降会影响青藏高原高寒草甸的功能和结构,生态化学计量学有助于揭示植物与土壤之间养分流动的生物地球化学特征。本试验通过在青海高寒草甸进行不同水平增温及氮沉降处理,增温水平分别为W0(不增温)、W1(空气温度增加0.47℃,土壤温度增加0.61℃)、W2(空气温度增加0.92℃,土壤温度增加1.09℃)、W3(空气温度增加1.44℃,土壤温度增加1.95℃),施氮水平分别为不施氮、16 kg N/(hm^(2)·a)、32 kg N/(hm^(2)·a),探究植物、土壤及酶碳氮磷化学计量变化及其相互之间的关系。结果表明:与不增温相比,增温显著增加植物地上部全氮、土壤全氮、土壤有机碳、土壤氮磷比及土壤酶氮磷比,显著降低植物地上部碳氮比、土壤酶碳氮比及土壤酶碳磷比。与不施氮相比,氮沉降显著增加植物地上部和根系全氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤酶碳氮比,显著降低根系碳氮比及土壤酶氮磷比。氮沉降及增温的交互作用显著影响土壤有机碳含量及土壤酶碳氮磷化学计量比。通过计算植物组织对土壤元素和酶活性响应的化学计量动态平衡指数,发现增温及氮沉降下植物组织化学计量稳态指标属于严格内稳态。土壤全氮、碳氮比、β-1,4-木糖苷酶对植物营养元素及其化学计量有显著影响。综上所述,短期增温及氮沉降处理下青藏高原高寒草甸土壤及酶化学计量会影响植物对养分的获取能力。展开更多
为揭示水肥对三七田土壤碳氮含量、酶活性和产量调控效应,明确三七不同生育时期最适水肥调控模式,于2018—2021年在云南省红河州泸西县三七种植基地开展田间试验,设3个灌水水平(5 mm, W1;10 mm, W2;15 mm, W3)和4个不同生育时期(根增期...为揭示水肥对三七田土壤碳氮含量、酶活性和产量调控效应,明确三七不同生育时期最适水肥调控模式,于2018—2021年在云南省红河州泸西县三七种植基地开展田间试验,设3个灌水水平(5 mm, W1;10 mm, W2;15 mm, W3)和4个不同生育时期(根增期、苗期、花期、果期)施肥配比水平(25%∶25%∶25%∶25%,F1;20%∶25%∶30%∶25%,F2;15%∶30%∶30%∶25%,F3;10%∶40%∶20%∶30%,F4),以全生育期不灌溉施肥处理为对照(CK),研究不同水肥调控模式对土壤碳氮含量、酶活性、三七产量、总皂苷含量及各指标间相互关系的影响,同时采用CRITIC-VIKOR法对最适水肥调控模式综合评价。结果表明:灌水量和生育时期施肥配比对三七根增期、苗期、花期和果期土壤全氮、有机碳含量和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及产量、总皂苷含量有显著影响(P<0.05),与CK相比,花期W2F3处理土壤全氮含量较其他处理显著提高7.69%~92.50%,W1F1处理土壤有机碳含量较其他处理显著提高5.11%~7.11%;根增期各灌水施肥处理土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性分别平均较CK增加7.20%、19.82%和47.44%,过氧化氢酶活性降低19.16%。与CK相比,收获后水肥调控处理三七水分利用效率平均提高53.83%,肥料偏生产力平均提高66.30%,W2F4处理产量最高(2 797.25 kg·hm^(-2)),W2F3处理总皂苷含量最高(176.34 mg·g^(-1))。综合评分法结果表明,三七根增期W3F1处理Q值为0.03,苗期W2F3处理Q值为0.02,花期W2F3处理的Q值为0.01,果期W3F2处理的Q值为0.02;根增期和果期最佳灌溉施肥方案为W3F1和W3F2,苗期和花期最佳灌溉施肥方案为W2F3。展开更多
文摘氮沉降改变森林生态系统养分平衡,影响土壤中营养元素循环和微生物养分代谢过程。五大连池火山熔岩台地由于自身养分匮乏,植被恢复受到养分条件的制约,但土壤微生物与植物养分限制的协同响应机制仍缺乏深入研究。本研究以香杨(Populus koreana)矮曲林为研究对象,模拟5个氮添加梯度,分别为CK(0 g N m^(-2)a^(-1))、N1(2 g N m^(-2)a^(-1))、N_(2)(4 g N m^(-2)a^(-1))、N_(3)(8 g N m^(-2)a^(-1))和N4(16 g N m^(-2)a^(-1)),施肥两年后测定土壤养分和微生物C、N、P含量及胞外酶活性,采用生态酶化学计量学方法,揭示微生物代谢对碳、氮、磷的限制模式,旨在探究外源氮添加对土壤微生物代谢限制产生的影响。结果表明,(1)添加氮后土壤中C-获取酶,N-获取酶和P-获取酶的活性均显著升高,随着氮添加量的递增,三种酶的活性变化趋势表现为呈先上升后下降,N_(3)处理C-获取酶和P-获取酶活性最高,而N_(2)处理N-获取酶活性最高;(2)土壤胞外酶的EEA_(C∶P)和EEA_(N∶P)呈先升高后降低的趋势,N_(2)处理达到最高,而EEA_(C∶N)呈先降低后增加再降低的趋势,N_(3)处理最高;(3)矢量模型分析发现所有氮处理土壤矢量角度均大于45°,随着氮添加量的增多呈先减少后增加的趋势;(4)冗余分析发现土壤养分是影响胞外酶活性和胞外酶化学计量比的关键因子,TP与矢量长度和矢量角度均呈显著正相关关系(P<0.05)。结果表明,氮沉降可以提高土壤胞外酶活性,影响土壤微生物的养分限制,促进土壤生物化学循环,研究结果为气候变化下森林生态系统的适应性管理提供重要科学依据。
文摘增温和氮沉降会影响青藏高原高寒草甸的功能和结构,生态化学计量学有助于揭示植物与土壤之间养分流动的生物地球化学特征。本试验通过在青海高寒草甸进行不同水平增温及氮沉降处理,增温水平分别为W0(不增温)、W1(空气温度增加0.47℃,土壤温度增加0.61℃)、W2(空气温度增加0.92℃,土壤温度增加1.09℃)、W3(空气温度增加1.44℃,土壤温度增加1.95℃),施氮水平分别为不施氮、16 kg N/(hm^(2)·a)、32 kg N/(hm^(2)·a),探究植物、土壤及酶碳氮磷化学计量变化及其相互之间的关系。结果表明:与不增温相比,增温显著增加植物地上部全氮、土壤全氮、土壤有机碳、土壤氮磷比及土壤酶氮磷比,显著降低植物地上部碳氮比、土壤酶碳氮比及土壤酶碳磷比。与不施氮相比,氮沉降显著增加植物地上部和根系全氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤酶碳氮比,显著降低根系碳氮比及土壤酶氮磷比。氮沉降及增温的交互作用显著影响土壤有机碳含量及土壤酶碳氮磷化学计量比。通过计算植物组织对土壤元素和酶活性响应的化学计量动态平衡指数,发现增温及氮沉降下植物组织化学计量稳态指标属于严格内稳态。土壤全氮、碳氮比、β-1,4-木糖苷酶对植物营养元素及其化学计量有显著影响。综上所述,短期增温及氮沉降处理下青藏高原高寒草甸土壤及酶化学计量会影响植物对养分的获取能力。
文摘为揭示水肥对三七田土壤碳氮含量、酶活性和产量调控效应,明确三七不同生育时期最适水肥调控模式,于2018—2021年在云南省红河州泸西县三七种植基地开展田间试验,设3个灌水水平(5 mm, W1;10 mm, W2;15 mm, W3)和4个不同生育时期(根增期、苗期、花期、果期)施肥配比水平(25%∶25%∶25%∶25%,F1;20%∶25%∶30%∶25%,F2;15%∶30%∶30%∶25%,F3;10%∶40%∶20%∶30%,F4),以全生育期不灌溉施肥处理为对照(CK),研究不同水肥调控模式对土壤碳氮含量、酶活性、三七产量、总皂苷含量及各指标间相互关系的影响,同时采用CRITIC-VIKOR法对最适水肥调控模式综合评价。结果表明:灌水量和生育时期施肥配比对三七根增期、苗期、花期和果期土壤全氮、有机碳含量和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及产量、总皂苷含量有显著影响(P<0.05),与CK相比,花期W2F3处理土壤全氮含量较其他处理显著提高7.69%~92.50%,W1F1处理土壤有机碳含量较其他处理显著提高5.11%~7.11%;根增期各灌水施肥处理土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性分别平均较CK增加7.20%、19.82%和47.44%,过氧化氢酶活性降低19.16%。与CK相比,收获后水肥调控处理三七水分利用效率平均提高53.83%,肥料偏生产力平均提高66.30%,W2F4处理产量最高(2 797.25 kg·hm^(-2)),W2F3处理总皂苷含量最高(176.34 mg·g^(-1))。综合评分法结果表明,三七根增期W3F1处理Q值为0.03,苗期W2F3处理Q值为0.02,花期W2F3处理的Q值为0.01,果期W3F2处理的Q值为0.02;根增期和果期最佳灌溉施肥方案为W3F1和W3F2,苗期和花期最佳灌溉施肥方案为W2F3。
