氮添加对草地生态系统土壤pH、磷含量和磷酸酶活性的影响

磷是植物必需的大量营养元素之一,也是草地生态系统功能的重要限制因子。近年来,随着全球氮沉降的迅速增加,草地生态系统土壤磷及磷酸酶活性受到不同程度的影响。本研究采用整合分析方法,分析了草地的氮添加量、氮源种类、持续时间和土层深度等对土壤pH、全磷(TP)含量、有效磷(AP)含量、碱性磷酸酶(AlP)和酸性磷酸酶(AcP)活性的影响,以及土壤pH与磷酸酶活性的相关性。结果表明: 氮添加降低了土壤pH、TP含量和AlP活性,提高了土壤AcP活性,但对土壤AP含量无显著影响。从氮添加量来看,土壤pH、AlP显著降低在氮添加>5 g·m^-2·a^-1条件下即可发生;高水平氮添加(>10 g·m^-2·a^-1)导致AcP活性显著提高;土壤TP、AP含量显著降低仅发生在氮添加量为5～10 g·m^-2·a^-1条件下。硝酸铵处理显著降低了土壤TP含量,提高了AcP活性;尿素处理显著降低了土壤pH和AlP活性。在所有添加量下,当试验持续时间为3～10年时,土壤TP含量、AlP活性显著降低;持续时间大于3年时,土壤pH显著降低;>10年时,AcP活性显著提高。0～10 cm土层的AP含量显著升高,TP含量和AlP活性显著降低;大于10 cm土层中AP含量显著降低。土壤pH与土壤AcP活性呈显著负相关,表明氮添加引起的土壤pH改变可能是土壤磷酸酶活性变化的重要原因。     

碳添加下黑钙土胞内、胞外脲酶活性变化及其机制

土壤脲酶作为能够催化尿素水解的最重要酶类,对草地生态系统氮素供应具有重要作用。目前探讨不同碳添加对草地土壤胞外脲酶影响的研究报道相对较多,但碳添加对土壤胞内脲酶的影响,以及胞内和胞外脲酶对碳添加的响应是否一致等尚需深入研究。本研究依托额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站开展的碳添加野外试验平台(以葡萄糖为碳源),选取无碳添加(C₀)、250(C₂₅₀)和500(C₅₀₀) kg C·hm^-2·a^-1处理为供试对象,探讨碳添加下黑钙土胞内、胞外脲酶活性响应及其与土壤性质的关系。结果表明: 碳添加显著提高了土壤胞内脲酶活性,增加了土壤胞内脲酶活性占总脲酶活性的比例,但对土壤胞外脲酶活性没有显著影响。土壤胞内脲酶活性与微生物生物量具有显著正相关关系,表明胞内脲酶活性增加主要是由微生物生物量增加引起的。结构方程模型(SEM)分析表明,碳添加通过影响土壤微生物生物量间接提高了土壤胞内脲酶活性。