草业学报 ›› 2019, Vol. 28 ›› Issue (10): 12-24.DOI: 10.11686/cyxb2019234
张雅柔1, 安慧1,*, 刘秉儒1, 文志林3, 吴秀芝1, 李巧玲2, 杜忠毓1
收稿日期:
2019-04-09
修回日期:
2019-07-08
出版日期:
2019-10-20
发布日期:
2019-10-20
通讯作者:
E-mail: anhui08@163.com
作者简介:
张雅柔(1994-),女,陕西榆林人,在读硕士。E-mail: zhangyr007@163.com
基金资助:
ZHANG Ya-rou1, AN Hui1,*, LIU Bing-ru1, WEN Zhi-lin3, WU Xiu-zhi1, LI Qiao-ling2, DU Zhong-yu1
Received:
2019-04-09
Revised:
2019-07-08
Online:
2019-10-20
Published:
2019-10-20
Contact:
E-mail: anhui08@163.com
摘要: 以干旱、半干旱地区荒漠草原土壤为研究对象,研究氮(N)、磷(P)添加对荒漠草原0~30 cm土层土壤溶解性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳含量及有效率、土壤碳库管理指数(CPMI)、敏感指数(SI)的影响,探讨N、P添加后土壤溶解性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳对碳库管理指数的表征作用。结果表明,N添加、P添加或NP共同添加对荒漠草原0~20 cm土壤溶解性有机碳的累积有显著促进作用,但对0~20 cm土壤微生物生物量碳无显著影响。NP共同添加显著增加0~10 cm土层土壤易氧化有机碳。0~30 cm土层N、P添加的土壤溶解性有机碳的各项敏感指数均高于易氧化有机碳,说明土壤溶解性有机碳对短期N、P添加反应最敏感,因此可作为荒漠草原短期N、P添加对土壤有机碳变化的指示物。短期N、P添加能提高碳库管理指数,增加土壤有机质含量,促进荒漠草原土壤恢复。
张雅柔, 安慧, 刘秉儒, 文志林, 吴秀芝, 李巧玲, 杜忠毓. 短期氮磷添加对荒漠草原土壤活性有机碳的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(10): 12-24.
ZHANG Ya-rou, AN Hui, LIU Bing-ru, WEN Zhi-lin, WU Xiu-zhi, LI Qiao-ling, DU Zhong-yu. Effects of short-term nitrogen and phosphorus addition on soil labile organic carbon in desert grassland[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2019, 28(10): 12-24.
[1] Han T, Niu D C, Zhang Y C, 韩潼, 牛得草, 张永超, 等. 施肥对玛曲县高寒草甸植物多样性及生产力的影响. 草业科学, 2011, 28(6): 926-930. [2] Long M, Wu H H, Smith M D, [3] Liu H F, Xue S, Wang G L, 刘鸿飞, 薛萐, 王国梁, 等. 氮添加对白羊草土壤不同碳组分的影响. 草地学报, 2016, 24(5): 939-946. [4] Li H R, Zhu Y, Tian J H, 李焕茹, 朱莹, 田纪辉, 等. 碳氮添加对草地土壤有机碳氮磷含量及相关酶活性的影响. 应用生态学报, 2018, 29(8): 2470-2476. [5] Ji Y J.Primary study on fertilizer application to alpine rangeland in Qinghai, China. Pratacultural Science, 2002, 19(5): 14-18. 纪亚君. 青海高寒草地施肥的研究概况. 草业科学, 2002, 19(5): 14-18. [6] Elser J J, Bracken M E SCleland E E, [7] Bai Y F, Wu J G, Clark C M, [8] Yang X X, Ren F, Zhou H K, 杨晓霞, 任飞, 周华坤, 等. 青藏高原高寒草甸植物群落生物量对氮、磷添加的响应. 植物生态学报, 2014, 38(2): 159-166. [9] Wang J, Wang S S, Qiao X G, 王晶, 王姗姗, 乔鲜果, 等. 氮素添加对内蒙古退化草原生产力的短期影响. 植物生态学报, 2016, 40(10): 980-990. [10] He L Y, Hu Z M, Guo Q, 何利元, 胡中民, 郭群, 等. 氮磷添加对内蒙古温带草地地上生物量的影响. 应用生态学报, 2015, 26(8): 2291-2297. [11] Karlen D L, Rosek M J, Gardner J C, [12] Zhao M, Zhou J, Kalbitz K.Carbon mineralization and properties of water-extractable organic carbon in soils of the south Loess Plateau in China. European Journal of Soil Biology, 2008, 44(2): 158-165. [13] Zhang J J, Li Y F, Jiang P K, 张蛟蛟, 李永夫, 姜培坤, 等. 施肥对板栗林土壤活性碳库和温室气体排放的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(3): 745-752. [14] Xu K, Xu Y, Zhang M S, 许凯, 徐钰, 张梦珊, 等. 氮添加对苏北沿海杨树人工林土壤活性有机碳库的影响.生态学杂志, 2014, 33(6): 1480-1486. [15] Shi Y, Wang Z Q, Zhang X Y, 施瑶, 王忠强, 张心昱, 等. 氮磷添加对内蒙古温带典型草原土壤微生物群落结构的影响. 生态学报, 2014, 34(17): 4943-4949. [16] Lin M Y, Deng S H, Su Y R, 林明月, 邓少虹, 苏以荣, 等. 施肥对喀斯特地区植草土壤活性有机碳组分和牧草固碳的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(5): 1119-1126. [17] Deng S H, Lin M Y, Li F S, 邓少虹, 林明月, 李伏生, 等. 施肥对喀斯特地区植草土壤碳库管理指数及酶活性的影响. 草业学报, 2014, 23(4): 262-268. [18] Zhou X, Liao Y L, Lu Y H, 周兴, 廖育林, 鲁艳红, 等. 肥料减施条件下水稻土壤有机碳组分对紫云英-稻草协同利用的响应. 水土保持学报, 2017, 31(3): 283-290. [19] Qi Y C, Peng Q, Dong Y S, 齐玉春, 彭琴, 董云社, 等. 温带典型草原土壤总有机碳及溶解性有机碳对模拟氮沉降的响应. 环境科学, 2014, 35(8): 3073-3082. [20] Yu Y Z, Wang Q K, Yu X J, 俞有志, 王清奎, 于小军, 等. 施氮磷肥对杉木人工林土壤活性有机碳的影响. 生态学杂志, 2018, 37(10): 3053-3060. [21] Yang J, Ke L, Cui J, 杨佳, 柯立, 崔珺, 等. 亚热带常绿阔叶林土壤溶解性有机碳和微生物生物量碳对氮磷添加的响应. 土壤通报, 2014, 45(4): 876-883. [22] Li D J, Mo J M, Fang Y T, 李德军, 莫江明, 方运霆, 等. 模拟氮沉降对南亚热带两种乔木幼苗生物量及其分配的影响. 植物生态学报, 2005, 29(4): 543-549. [23] Fang H, Mo J M.Effects of nitrogen deposition on forest litter decomposition. Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(9): 3127-3136. 方华, 莫江明. 氮沉降对森林凋落物分解的影响. 生态学报, 2006, 26(9): 3127-3136. [24] Zhang N L, Wan S Q, Li L H, [25] Wang J L, Ouyang H, Wang Z H, 王建林, 欧阳华, 王忠红, 等. 青藏高原高寒草原土壤活性有机碳的分布特征. 地理学报, 2009, 64(7): 771-781. [26] Zhao X F, Xu H L, Zhang P, 赵新风, 徐海量, 张鹏, 等. 养分与水分添加对荒漠草地植物群落结构和物种多样性的影响. 植物生态学报, 2014, 38(2): 167-177. [27] Harpole W S, Potts D L, Suding K N.Ecosystem responses to water and nitrogen amendment in a California grassland. Global Change Biology, 2007, 13(11): 2341-2348. [28] Huang J Y, Lai R S, Yu H L, 黄菊莹, 赖荣生, 余海龙, 等. N添加对宁夏荒漠草原植物和土壤C:N:P生态化学计量特征的影响. 生态学杂志, 2013, 32(11): 2850-2856. [29] He Y H, Liu X P, Xie Z K.Effect of addition on species diversity and plant productivity of herbaceous plants in desert grassland of the Loess Plateau. Journal of Desert Research, 2015, 35(1): 66-71. 何玉惠, 刘新平, 谢忠奎. 氮素添加对黄土高原荒漠草原草本植物物种多样性和生产力的影响. 中国沙漠, 2015, 35(1): 66-71. [30] Wu Q, Han G D, Wang Z W, 武倩, 韩国栋, 王忠武, 等. 模拟增温和氮素添加对荒漠草原生态系统碳交换的影响. 生态学杂志, 2016, 35(6): 1427-1434. [31] Kang Y M, Ma K B, Huang J Y, 康扬眉, 马凯博, 黄菊莹, 等. 氮磷供给对荒漠草原土壤和白草C:N:P化学计量特征的影响. 西北植物学报, 2018, 38(8): 1507-1516. [32] Borer E T, Seabloom E W, Mitchell C E, [33] Yan X, Liu R T, An H.Characterization of readily oxidizable carbon and dissolved organic carbon within the soil carbon pool during desertification of grassland in central China. Acta Prataculturae Sinica, 2018, 27(11): 15-25. 阎欣, 刘任涛, 安慧. 土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对荒漠草地沙漠化过程中土壤碳库变异的表征. 草业学报, 2018, 27(11): 15-25. [34] Tian J, Guo J H, Chen H Q, 田静, 郭景恒, 陈海清, 等. 土地利用方式对土壤溶解性有机碳组成的影响. 土壤学报, 2011, 48(2): 338-346. [35] Yu W T, Zhao X, Ma Q, 宇万太, 赵鑫, 马强, 等. 长期定位试验下施肥对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响. 土壤通报, 2008, 39(3): 539-544. [36] Chen S H, Zhu Z L, Liu D H, 陈尚洪, 朱钟麟, 刘定辉, 等. 秸秆还田和免耕对土壤养分及碳库管理指数的影响研究. 植物营养与肥料学报, 2008, 14(4): 806-809. [37] Shen H, Cao Z H, Xu Z H.Effects of fertilization on different carbon fractions and carbon pool management index in soils. Acta Pedologica Sinica, 2000, 37(2): 166-173. 沈宏, 曹志洪, 徐志红. 施肥对土壤不同碳形态及碳库管理指数的影响. 土壤学报, 2000, 37(2): 166-173. [38] Liang Q, Chen H, Gong Y, [39] Zhao G Y.Effects of elevated CO2 concentration and nitrogen supply on biomass and active carbon of freshwater marsh after two growing seasons in Sanjiang Plain, Northeast China. Journal of Environmental Sciences, 2009, 21(10): 1393-1399. [40] Li Y F, Jiang P K, Liu J, 李永夫, 姜培坤, 刘娟, 等. 施肥对毛竹林土壤水溶性有机碳氮与温室气体排放的影响. 林业科学, 2010, 46(12): 165-170. [41] Wei C L, Ma H L, Gao R, 魏春兰, 马红亮, 高人, 等. 模拟氮沉降对森林土壤可溶性有机碳的影响. 亚热带资源与环境学报, 2013, 8(4): 16-24. [42] Cheng Y, An S S, Ma Y F.Soil microbial biomass and enzymatic activities in the loess hilly area of Ningxia under different slope positions. Research of Soil and Water Conservation, 2010, 17(5): 148-153. 成毅, 安韶山, 马云飞. 宁南山区不同坡位土壤微生物生物量和酶活性的分布特征. 水土保持研究, 2010, 17(5): 148-153. [43] Liu W X, Jiang L, Hu S, [44] Wang J Z. Ningxia Soil.Ningxia: Ningxia People's Publishing House, 1990: 348-352. 王吉智. 宁夏土壤. 宁夏:宁夏人民出版社, 1990: 348-352. [45] Tang M L, Wei L, Zhu Z K, 唐美玲, 魏亮, 祝贞科, 等. 稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对磷添加的响应. 应用生态学报, 2018, 29(3): 857-864. [46] Zhang X L, Wang F C, Fang X M, 张秀兰, 王方超, 方向民, 等. 亚热带杉木林土壤有机碳及其活性组分对氮磷添加的响应. 应用生态学报, 2017, 28(2): 449-455. [47] Long F L, Li Y Y, Fang X, 龙凤玲, 李义勇, 方熊, 等. 大气CO2浓度上升和氮添加对南亚热带模拟森林生态系统土壤碳稳定性的影响. 植物生态学报, 2014, 38(10): 1053-1063. [48] Cheng S L, Fang H J, Xu M, 程淑兰, 方华军, 徐梦, 等. 氮沉降增加情景下植物-土壤-微生物交互对自然生态系统土壤有机碳的调控研究进展. 生态学报, 2018, 38(23): 8285-8295. [49] He M, Wang L G, Zhu P, 贺美, 王立刚, 朱平, 等. 长期定位施肥下黑土碳排放特征及其碳库组分与酶活性变化. 生态学报, 2017, 37(19): 6379-6389. [50] Zhang R, Zhang G L, Ji Y Y, 张瑞, 张贵龙, 姬艳艳, 等. 不同施肥措施对土壤活性有机碳的影响. 环境科学, 2013, 34(1): 277-282. [51] Wang J, Zhang R Z, Li A Z.Effect on soil active carbon and soil C pool management index of different tillages. Agricultural Research in the Arid Areas, 2008, 26(6): 8-12. 王晶, 张仁陟, 李爱宗. 耕作方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响. 干旱地区农业研究, 2008, 26(6): 8-12. [52] Ma Y Q, Huang G Q.Effects of combined application of Chinese milk vetch ( 马艳芹, 黄国勤. 紫云英还田配施氮肥对稻田土壤碳库的影响. 生态学杂志, 2019, 38(1): 129-135. [53] Shi K J, Zhou H P, Xie W Y, 史康婕, 周怀平, 解文艳, 等. 长期施肥下褐土易氧化有机碳及有机碳库的变化特征. 中国生态农业学报, 2017, 25(4): 1-11. [54] Yu W S, Wang B S, Wang S C, 于维水, 王碧胜, 王士超, 等. 长期不同施肥下我国4种典型土壤活性有机碳及碳库管理指数的变化特征. 中国土壤与肥料, 2018, (2): 29-34. [55] Fei K, Hu Y F, Shu X Y, 费凯, 胡玉福, 舒向阳, 等. 若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响. 水土保持学报, 2016, 30(5): 327-330. [56] Luo M, Tian D, Gao M, 罗梅, 田冬, 高明, 等. 紫色土壤有机碳活性组分对生物炭施用量的响应. 环境科学, 2018, 39(9): 4327-4337. [57] Liu M, Yu W T, Jiang Z S, 柳敏, 宇万太, 姜子绍, 等. 土壤溶解性有机碳(DOC)的影响因子及生态效应. 土壤通报, 2007, 38(4): 758-764. [58] Liang B, Zhou J B, Yang X Y.Changes of soil microbial biomass carbon and nitrogen, and mineral nitrogen after a long-term different fertilization. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(2): 321-326. 梁斌, 周建斌, 杨学云. 长期施肥对土壤微生物生物量碳、氮及矿质态氮含量动态变化的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(2): 321-326. [59] Chen J, Liang G Q, Zhou W, 陈洁, 梁国庆, 周卫, 等. 长期施用有机肥对稻麦轮作体系土壤有机碳氮组分的影响. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(1): 36-44. [60] Li L, Qiu S J, Liu J T, 李玲, 仇少君, 刘京涛, 等. 土壤溶解性有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用. 应用生态学报, 2012, 23(5): 1407-1414. |
[1] | 李静, 红梅, 闫瑾, 张宇晨, 梁志伟, 叶贺, 高海燕, 赵巴音那木拉. 短花针茅荒漠草原植被群落结构及生物量对水氮变化的响应[J]. 草业学报, 2020, 29(9): 38-48. |
[2] | 万芳, 蒙仲举, 党晓宏, 王瑞东, 张慧敏. 封育措施下荒漠草原针茅植物-土壤C、N、P化学计量特征[J]. 草业学报, 2020, 29(9): 49-55. |
[3] | 刘红梅, 张海芳, 赵建宁, 王慧, 秦洁, 杨殿林, 张乃芹. 氮添加对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(8): 18-26. |
[4] | 孙世贤, 丁勇, 李夏子, 吴新宏, 闫志坚, 尹强, 李金卓. 放牧强度季节调控对荒漠草原土壤风蚀的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(7): 23-29. |
[5] | 于露, 周玉蓉, 赵亚楠, 郭天斗, 孙忠超, 王红梅. 荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征[J]. 草业学报, 2020, 29(4): 41-50. |
[6] | 许爱云, 许冬梅, 曹兵, 刘金龙, 于双, 郭艳菊, 马晓静. 宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性[J]. 草业学报, 2020, 29(3): 171-178. |
[7] | 谢莉, 宋乃平, 孟晨, 吴婷, 陈晓莹, 李敏岚, 岳健敏. 不同封育年限对宁夏荒漠草原土壤粒径及碳氮储量的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(2): 1-10. |
[8] | 王磊, 宋乃平, 陈林, 杨新国, 王兴. 荒漠草原土壤粗质化和养分减少伴随多年生群落转变为一年生群落[J]. 草业学报, 2020, 29(11): 183-189. |
[9] | 常海涛, 赵娟, 刘佳楠, 刘任涛, 罗雅曦, 张静. 退耕还林与还草对土壤理化性质及分形特征的影响——以宁夏荒漠草原为例[J]. 草业学报, 2019, 28(7): 14-25. |
[10] | 李国旗, 赵盼盼, 邵文山, 靳长青. 围封条件下荒漠草原两种植物群落土壤理化性状与酶活性的研究[J]. 草业学报, 2019, 28(7): 49-59. |
[11] | 王晓芳, 马红彬, 沈艳, 许冬梅, 谢应忠, 李建平, 李小伟. 不同轮牧方式对荒漠草原植物群落特征的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(4): 23-33. |
[12] | 刘金龙, 王国会, 许冬梅, 许爱云, 于双. 不同封育年限荒漠草原土壤有机碳矿化对枯落物添加的响应[J]. 草业学报, 2019, 28(4): 47-57. |
[13] | 于双, 许冬梅, 许爱云, 刘金龙, 陶利波. 不同恢复措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(3): 12-19. |
[14] | 于双, 陶利波, 许冬梅, 许爱云, 刘金龙. 封育对荒漠草原土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(2): 190-196. |
[15] | 李国旗, 邵文山, 赵盼盼, 靳长青. 封育对荒漠草原两种植物群落土壤种子库的影响[J]. 草业学报, 2018, 27(6): 52-61. |
阅读次数 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
全文 542
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 392
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||