放牧和施肥對(duì)典型草原土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、土壤生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅控制著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量循環(huán)，而且對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化非常敏感，常常被作為評(píng)價(jià)土壤擾動(dòng)及土壤質(zhì)量變化的指標(biāo)。本文針對(duì)內(nèi)蒙古典型草原退化嚴(yán)重的問(wèn)題，通過(guò)測(cè)定和分析放牧及施肥條件下微生物量、微生物活性、微生物利用碳功能群結(jié)構(gòu)、線蟲(chóng)等土壤生物學(xué)性質(zhì)，采用物理分組法和<'13>C核磁共振法測(cè)定顆粒狀有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，及土壤多糖的含量和組成。闡明了土壤生物學(xué)性質(zhì)對(duì)放牧及施肥的響應(yīng)和機(jī)理，揭示了土壤生物

2、學(xué)性質(zhì)與放牧、施肥的關(guān)系。這對(duì)于草原退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建和草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。結(jié)果表明： 過(guò)度放牧?xí)@著降低土壤微生物量碳、氮、磷的含量和微生物活性，能改變微生物利用碳功能群結(jié)構(gòu)，并提高土壤線蟲(chóng)數(shù)量，但是微生物群落利用碳源的能力和功能多樣性指數(shù)沒(méi)有受到影響。這表明過(guò)度放牧?xí)?yán)重影響土壤生物學(xué)性質(zhì)。 施羊糞會(huì)顯著提高土壤微生物量碳、氮、磷的含量，與之相反，施用氮肥會(huì)顯著降低微生物量碳、氮

3、、磷的含量，而施磷肥也使微生物量碳、氮的含量顯著降低。施用氮肥、磷肥或者羊糞都能改變微生物利用碳功能群結(jié)構(gòu)，其中以施用氮肥的效果最為明顯。施氮肥會(huì)使微生物利用碳源的能力和微生物多樣性顯著降低，暗示了細(xì)菌種類(lèi)的減少可能是微生物利用碳功能群結(jié)構(gòu)改變的主要原因。這表明施肥不僅影響微生物量和微生物活性，同時(shí)也使微生物利用碳源功能群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 施氮肥顯著降低了土壤線蟲(chóng)總數(shù)和不同營(yíng)養(yǎng)種群的數(shù)量，與之相反，施磷肥或者羊糞對(duì)土壤線蟲(chóng)總數(shù)沒(méi)有

4、影響，但是二者都能提高食細(xì)菌線蟲(chóng)的數(shù)量。這表明施肥會(huì)影響線蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)種群，尤其是與微生物密切相關(guān)的食細(xì)菌類(lèi)線蟲(chóng)和食真菌類(lèi)線蟲(chóng)。 施用氮肥的土壤其包被態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)含量顯著降低，與之相反，施用羊糞的土壤游離態(tài)和包被態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)含量，及游離態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)的碳、氮含量都明顯提高。大量施用羊糞能顯著提高游離態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)的含碳量占土壤總有機(jī)碳的比例，但<0.2μm組分的含碳量占土壤總有機(jī)碳的比例顯著降低。施氮肥或羊糞游離態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)的

5、羰基碳含量都降低，但羊糞提高了烷基碳含量；烷基碳/烷氧碳比值因施用羊糞而顯著提高，但因施用氮肥而顯著降低。長(zhǎng)期施用肥料會(huì)引起草原土壤顆粒狀有機(jī)質(zhì)含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，特別是游離態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)的變化更加明顯。 長(zhǎng)期施用氮肥顯著降低土壤多糖含量，與之相反，施用羊糞能顯著提高土壤多糖含量。施肥雖然降低了微生物多糖對(duì)土壤多糖的貢獻(xiàn)，但是施用氮肥的土壤，微生物多糖對(duì)土壤多糖的貢獻(xiàn)降低幅度要大于施用羊糞。這表明，長(zhǎng)期施氮肥和羊糞都將改變典型