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模拟降雨变化对古尔班通古特沙漠土壤养分及酶活性的影响

张玉林  陆永兴  尹本丰  李永刚  周晓兵  张元明  
【摘要】:土壤酶参与土壤系统的养分循环过程,是联系植物和土壤养分的关键纽带。土壤酶活性对降水格局变化响应敏感,这种响应对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统显得尤为重要。然而,早春积雪完全融化后首次降雨时间及降雨量如何影响土壤养分及土壤酶活性还鲜见相关报道。以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,在早春积雪完全融化后,设置3个首次降雨时间(积雪完全融化后第10天、20天和30天)和3个降雨梯度(5 mm、10 mm和15 mm),于植物生长旺季采集土壤样品,研究土壤养分含量和土壤酶活性的响应特征。结果表明:积雪完全融化后不同首次降雨时间下5mm降雨处理以及积雪完全融化后第30天下各降雨量处理对土壤养分和酶活性影响不显著。积雪完全融化后第10天,随降雨量增加,土壤全碳呈显著先下降后增加趋势,全钾呈显著增加趋势,而土壤微生物量碳呈显著降低趋势;积雪完全融化后第20天,随降雨量增加,速效氮、土壤蔗糖酶活性、土壤微生物量碳氮呈先下降后增加趋势,土壤全碳和多酚氧化酶活性显著下降,土壤全钾和碱性磷酸酶活性显著增加。模拟10 mm降雨,随首次降雨时间推迟,土壤全氮、速效氮、速效磷、土壤蔗糖酶活性和土壤微生物量碳呈增加趋势;模拟15 mm降雨,随首次降雨时间推迟,土壤全磷、土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶活性和土壤微生物量碳氮呈先增加后下降趋势,而土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著增加。积雪完全融化后第10天和20天后,15 mm降雨处理下对土壤大部分指标促进效应最大。研究表明,早春积雪完全融化后,推迟首次降雨时间,添加大降雨量(15 mm)显著提高土壤微生物活性及不同养分之间的转化,能够补偿一段时间的干旱对养分转化的抑制效应,从而提高早春短命植物生长期土壤养分供给能力。

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