大气CO2浓度与温度升高对小麦表层土壤碳氮含量及酶活性的影响

作者：杨琦; 邱娜; 李露洁; 史鑫蕊; 张东升; 宗毓铮^*; 李萍; 郝兴宇

来源：核农学报, 2023, 37(10): 2088-2098.

• 气候变化
• 土壤有机碳
• 易氧化有机碳
• 土壤全氮
• 土壤酶

为研究大气CO2浓度与温度升高对土壤碳氮元素含量和相关酶活性的影响，以位于山西省临汾市尧都区持续29年定位免耕和旋耕的旱作麦田(111°30′N、36°04′E)0～20 cm表层土为试验材料，在人工气候控制室内设置4个处理：CK(CO2浓度400μmol?mol-1，大气温度)；eC(CO2浓度600μmol?mol-1，大气温度)；eT(CO2浓度400μmol?mol-1，大气温度+2℃)；eCeT(CO2浓度600μmol?mol-1，大气温度+2℃)。通过盆栽试验测定小麦关键生育时期土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量以及相关酶活性。结果表明，持续增温2℃或CO2浓度升高200μmol?mol-1条件下，免耕土壤三个小麦生育时期的易氧化有机碳和硝态氮含量的平均值均较CK降低，降低幅度分别为10.7%～21.3%、7.3%～17.7%，旋耕土壤的易氧化有机碳含量无明显变化，硝态氮含量仅在增温下降低。同时，增温抑制了免耕土壤开花期β-葡萄糖苷酶和β-木糖苷酶活性，CO2浓度升高抑制了免耕土壤开花期和成熟期N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性。在CO2浓度与温度升高的叠加作用下，土壤易氧化有机碳和硝态氮含量较CK的下降幅度大于增温单因素处理，降幅分别为26.5%和36.9%;N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性被抑制，旋耕与免耕之间无明显差异；小麦地下部生物量增加，地上部生物量降低；土壤碳库活度降低，总有机碳含量不变。本研究结果为预测未来气候变化条件下北方农田土壤碳氮储量提供了科学依据。

• 单位
  山西农业大学