摘要

土壤微生物的C、 N、 P养分需求和代谢限制与环境养分的有效性有着密切关系.然而,有机无机肥配施如何影响苹果园土壤微生物C、 N、 P代谢限制亟待进一步研究.因此,基于2008年建立的苹果园长期定位试验,应用土壤酶化学计量学理论与方法,系统研究有机无机肥配施对土壤C、 N和P周转相关的酶活性(β-1,4-葡萄糖苷酶,BG;β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶,NAG;L-亮氨酸氨基肽酶,LAP;碱性磷酸酶,PHOS)及其化学计量特征的影响,并分析其与环境因子和微生物碳利用率之间的关系.试验共设4个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)和化肥配施有机肥(MNPK).结果表明:(1)在果树各生育期,施用有机肥处理(MNPK和M)的微生物量碳(microC)含量显著高于不施有机肥处理(CK和NPK);微生物量氮(microN)含量,在萌芽期NPK、 MNPK和M处理比CK处理分别增加了89%、 269%和213%(P<0.05).(2)CK处理在萌芽期有较高的叶片ω(N)和ω(P)(29.8 g·kg-1和2.17 g·kg-1),并且仅果树萌芽期的叶片P含量与土壤有效磷(AP)含量呈显著负相关.(3)土壤酶化学计量分析的所有数据点均在1∶1线以上,表现为微生物群落存在较强的P限制;果树生长期,矢量长度和角度的变化范围分别为0.56~0.79和59.3°~67.7°,且研究中矢量角度均>45°,也体现了微生物存在较强的磷限制.(4)RDA和随机森林模型分析结果表明,有机碳和速效氮(AN)是影响矢量长度的主要理化因子,AP、 AN和土壤含水量是影响矢量角度的主要理化因子;SEM分析表明,AN和可溶性有机碳(DOC)直接影响microC和microN, AP直接影响microP和microN, DOC和AP直接影响矢量长度,AP和microN直接影响矢量角度;微生物碳利用率与矢量长度呈显著正相关,与矢量角度呈显著负相关.综上所述,有机无机肥配施通过影响果树不同生育期土壤碳和磷含量,调控微生物碳、磷代谢进而影响微生物碳利用率,为有机无机肥配施提升土壤质量、维持土壤健康提供科学依据.

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