增温及秸秆施用对农田土壤呼吸及酶活性的影响

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:leezhenghui
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为研究增温及秸秆施用对农田土壤呼吸及酶活性的影响,在田间进行冬小麦-大豆轮作生长季随机区组试验。设置对照(CK)、增温(W)、秸秆施用(S)、增温及秸秆施用(WS) 4个处理,每个处理设置3个重复。试验中试验田各区组的土壤呼吸速率,采用LI-8100 土壤碳通量自动测量系统测定,同时利用该系统测定各小区土壤温度和土壤湿度。另外,在作物不同的生育期,测定各个小区的脲酶、转化酶和过氧化氢酶。试验结果分析表明,在2014~2015轮作年和2015~2016轮作年,不同处理的农田土壤呼吸速率的季节变异基本趋于一致,其季节变异与土壤温度的变异具有一致性。在2014~2015年冬小麦-大豆轮作生长季,对照(CK)、增温(W)、秸秆施用(S)、增温及秸秆施用(WS)处理的平均土壤呼吸速率分别1.71±0.03、2.47±0.04、2.20±0.05、2.95±0.01μmol·(m2·s)-1。方差分析表明,W、S 和 WS 处理的土壤呼吸与对照均存在显著差异(p< 0.05),增温、秸秆施用和增温及秸秆施用处理的土壤呼吸速率均高于对照处理。在2015~2016年冬小麦-大豆轮作生长季,对照(CK)、增温(W)、秸秆施用(S)、增温及秸秆施用(WS)处理的平均土壤呼吸速率分别2.03±0.06、2.76±0.04、2.88±0.03、3.24±0.03μmol·(m2·s)-1。方差分析表明,W、S 和 WS 处理的土壤呼吸与对照均存在显著差异(p< 0.05)。2015~2016冬小麦-大豆轮作年不同处理下土壤呼吸速率的变异规律与2014~2015轮作年一致,增温、秸秆施用和增温及秸秆施用处理均提高了农田土壤呼吸作用。同时,土壤温度是影响两个轮作年农田土壤呼吸速率的季节变异的重要因素,两者之间的关系可用指数回归方程解释。在2014~2015年冬小麦生长季的拔节期,增温和秸秆施用均提高了转化酶活性,各处理过氧化氢酶与对照无显著差异(p> 0.05);在孕穗期,各处理的脲酶和转化酶活性与对照有显著差异(p<0.05)。在2015大豆生长季的幼苗期,增温提高了土壤转化酶的活性;在开花期,各处理的转化酶活性均与对照有显著差异(p<0.05);在鼓粒期,增温提高了脲酶活性,秸秆施用提高了转化酶活性,各处理的过氧化氢酶活性与对照无显著差异(p> 0.05)。在2015~2016年冬小麦生长季的拔节、孕穗和扬花期,增温和秸秆施用均提高了转化酶活性;在孕穗和扬花期,增温和秸秆施用均提高了过氧化氢酶活性;增温和秸秆施用均提高了扬花期脲酶的活性。在2016年大豆生长季的幼苗和开花期,增温和秸秆施用均提高了转化酶活性;在鼓粒期,各处理均提高了脲酶、转化酶及过氧化氢酶活性。增温和秸秆施用对脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性均有影响,都表现为促进作用。土壤呼吸和脲酶、转化酶及过氧化氢酶之间的关系,均可用一元线性回归方程描述。2014~2015年冬小麦生长季,土壤呼吸与脲酶活性存在一元线性回归关系(P=0.061) ; 土壤呼吸与转化酶活性存在显著一元线性回归关系(P=0.013),与过氧化氢酶活性存在极显著一元线性回归关系(P = 0.002)。2015年大豆生长季,土壤呼吸与脲酶活性存在显著一元线性回归关系(P=0.028);土壤呼吸与转化酶和过氧化氢酶活性均存在一元线性回归关系,其P值分别为0.111和0.215。2015~2016年冬小麦生长季,土壤呼吸与脲酶活性存在显著(P=0.016) 一元线性回归关系,与转化酶活性存在显著一元线性回归关系(P=0.015),与过氧化氢酶活性存在显著一元线性回归关系(= 0.038)。2016年大豆生长季,土壤呼吸与脲酶活性存在显著一元线性回归关系(P= 0.045);土壤呼吸与转化酶活性存在一元线性回归关系(P=0.072) ; 土壤呼吸与过氧化氢酶活性存在极显著一元线性回归关系(P=0.008)。脲酶、转化酶和过氧化氢酶均是影响土壤呼吸的重要因素。
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