秸稈還田下土壤易變有機(jī)碳及相關(guān)酶活性研究.pdf

1、秸稈還田是土壤養(yǎng)分歸還的有效途徑，對固碳減排和改善土壤質(zhì)量有著重要作用，也可促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為探究成都平原稻-麥輪作體系下不同秸稈還田量對土壤有機(jī)碳組分及相關(guān)酶活性的影響，以及秸稈還田下易變有機(jī)碳組分變化的酶學(xué)機(jī)制。本文選擇成都市都江堰天馬鎮(zhèn)為試驗點，設(shè)置了不施肥對照、純化肥、10％秸稈氮+90％化肥氮、20％秸稈氮+80％化肥氮、30％秸稈氮+70％化肥氮、全量秸稈還田等6個處理。采用田間試驗與數(shù)理統(tǒng)計方法，研究了土壤總有機(jī)碳(T

2、OC)、水溶性有機(jī)碳(WSOC)、溶解性有機(jī)碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有機(jī)碳(POxC)含量以及土壤纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、過氧化物酶活性的動態(tài)變化特征;易變有機(jī)碳組分間以及易變有機(jī)碳與碳循環(huán)酶活性間的關(guān)系。旨在為成都平原作物秸稈的科學(xué)利用提供一定的理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　(1)不同處理間TOC含量無顯著差異（P＞0.05），在短期內(nèi)變化不明顯，但施肥處理均能不同程度提高土壤易變有機(jī)碳組分含量。

3、各施肥處理的WSOC、DOC、MBC和POXC含量分別高于對照17.9％-144.0％、-12.3％-208.8％、1.9％-81.1％和0.3％-70.5％。4種秸稈還田處理的WSOC、DOC、MBC和PXOC含量在水稻與小麥的大部分生育期均顯著高于純化肥處理(P＜0.05)。其中以30％秸稈氮+70％化肥氮處理提高土壤易變有機(jī)碳組分含量效果最佳，在稻-麥輪作體系下其WSOC、DOC、MBC和POXC含量分別比純化肥處理高26.9％-

4、75.1％、14.9％-79.1％、15.7％-47.6％和1.7％-34.4％，較試驗前增幅分別為65.2％-257.4％、1.4％-264.2％、33.4％-187.6％和0.0％-65.4％。
　　(2)秸稈還田處理均能不同程度提高土壤酶活性，4個秸稈還田處理的纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和過氧化物酶活性分別是對照的1.08-2.06倍、1.01-1.94倍、1.04-2.47倍和0.96-2.08倍，是純化肥處理的

5、1.00-1.69倍、0.90-1.77倍、0.98-1.80倍和0.96-1.86倍。秸稈處理中則以30％秸稈氮+70％化肥氮和20％秸稈氮+80％化肥氮兩個處理效果最明顯。其中30％秸稈氮+70％化肥氮處理的土壤纖維素酶活性在小麥大部分生育期顯著高于10％秸稈氮+90％化肥氮處理，土壤β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和過氧化物酶活性則在水稻大部分生育期顯著高于全量秸稈還田處理（P＜0.05）;20％秸稈氮+80％化肥氮處理的4種土壤酶活性

6、也在大部分稻-麥生育期明顯高于10％秸稈氮+90％化肥氮和全量秸稈還田處理。
　　(3)土壤易變有機(jī)碳組分均與TOC呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，均能不同程度反映TOC的早期變化。其中MBC與TOC的相關(guān)系數(shù)最高，在小麥季0-20 cm和20-40cm土層分別為0.804和0.674(P＜0.01)，水稻季上下兩土層分別為0.699和0.677(P＜0.01);且MBC與其它易變有機(jī)碳組分間的相關(guān)系數(shù)也大于其它組分(WSOC和DOC間

7、除外)，因此可作為指示土壤總有機(jī)碳變化的最敏感指標(biāo)。
　　(4)稻-麥輪作體系下土壤碳循環(huán)相關(guān)酶與土壤易變有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化或形成過程密切相關(guān)。土壤纖維素酶和β-葡糖苷酶是顯著影響WSOC或DOC含量的正因子(P＜0.05)，同時纖維素酶還是顯著影響POXC含量的正因子(P＜0.05);多酚氧化酶對易變有機(jī)碳的影響隨土壤狀況而變，在小麥季0-20 cm土層是影響WSOC含量的負(fù)因子，在小麥季20-40 cm土層及水稻季0-20 cm土層