草地修复是推动草地生态系统恢复和实现可持续发展的关键。为了探究翻耕和植物残体覆盖对极度退化高寒草地土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,以青藏高原东缘高寒草甸为研究对象,设置了移除草地地上和地下(0~20cm)全部植物以模拟“黑土滩...草地修复是推动草地生态系统恢复和实现可持续发展的关键。为了探究翻耕和植物残体覆盖对极度退化高寒草地土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,以青藏高原东缘高寒草甸为研究对象,设置了移除草地地上和地下(0~20cm)全部植物以模拟“黑土滩”型退化草地(CK)、退化草地进行翻耕(PL)、退化草地进行植物残体覆盖(MR)、退化草地进行翻耕和植物残体覆盖(PL+MR)4种处理,并测定不同处理下的土壤基础理化指标、微生物生物量、胞外酶活性、硝化和反硝化酶活性、功能微生物基因丰度和28 d N_(2)O累积排放量。结果显示:翻耕较对照显著增加了土壤N_(2)O累积排放量,增加了44.2%,翻耕后进行植物残体覆盖显著抑制了N_(2)O排放,减少了29.1%。翻耕后,土壤pH、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量、β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性、氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)amoA基因丰度显著增大,增幅分别为2.6%、209.5%、23.8%、180.4%、233.9%、74.6%和68.0%,土壤C/N、有机碳(SOC)和微生物生物量氮(MBN)含量显著降低,降幅分别为11.3%、13.6%和72.8%。翻耕后覆盖植物残体较翻耕显著降低了土壤DOC含量,抑制了BG、NAG、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)活性及AOA-amoA、AOB-amoA和nosZⅠ基因丰度,降幅分别为12.8%、49.1%、59.9%、31.6%、25.0%、46.5%、59.5%、23.1%,显著增加了MBN含量,增幅为29.1%。相关性分析表明,土壤N_(2)O累积排放量与pH、DOC含量、胞外酶活性、氮循环基因丰度(除nirS以外)均呈显著正相关,而与C/N、SOC和MBN含量显著负相关。AOA-amoA和AOB-amoA丰度是影响N_(2)O排放的关键因子。综上,翻耕会增加土壤胞外酶活性和amoA基因丰度,但会导致SOC分解消耗和N_(2)O增排,而植物残体覆盖能够有效缓解这些负面影响,是一种可行的改良措施。展开更多
文摘草地修复是推动草地生态系统恢复和实现可持续发展的关键。为了探究翻耕和植物残体覆盖对极度退化高寒草地土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,以青藏高原东缘高寒草甸为研究对象,设置了移除草地地上和地下(0~20cm)全部植物以模拟“黑土滩”型退化草地(CK)、退化草地进行翻耕(PL)、退化草地进行植物残体覆盖(MR)、退化草地进行翻耕和植物残体覆盖(PL+MR)4种处理,并测定不同处理下的土壤基础理化指标、微生物生物量、胞外酶活性、硝化和反硝化酶活性、功能微生物基因丰度和28 d N_(2)O累积排放量。结果显示:翻耕较对照显著增加了土壤N_(2)O累积排放量,增加了44.2%,翻耕后进行植物残体覆盖显著抑制了N_(2)O排放,减少了29.1%。翻耕后,土壤pH、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量、β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性、氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)amoA基因丰度显著增大,增幅分别为2.6%、209.5%、23.8%、180.4%、233.9%、74.6%和68.0%,土壤C/N、有机碳(SOC)和微生物生物量氮(MBN)含量显著降低,降幅分别为11.3%、13.6%和72.8%。翻耕后覆盖植物残体较翻耕显著降低了土壤DOC含量,抑制了BG、NAG、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)活性及AOA-amoA、AOB-amoA和nosZⅠ基因丰度,降幅分别为12.8%、49.1%、59.9%、31.6%、25.0%、46.5%、59.5%、23.1%,显著增加了MBN含量,增幅为29.1%。相关性分析表明,土壤N_(2)O累积排放量与pH、DOC含量、胞外酶活性、氮循环基因丰度(除nirS以外)均呈显著正相关,而与C/N、SOC和MBN含量显著负相关。AOA-amoA和AOB-amoA丰度是影响N_(2)O排放的关键因子。综上,翻耕会增加土壤胞外酶活性和amoA基因丰度,但会导致SOC分解消耗和N_(2)O增排,而植物残体覆盖能够有效缓解这些负面影响,是一种可行的改良措施。
