翻耕和植物残体覆盖对"黑土滩"型退化草地土壤氧化亚氮排放的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 冯娅斯

作者： 冯娅斯;蒋文婷;刘益宏;王燕;李渊;陈有超;蔡延江

作者机构：

关键词： 翻耕;植物残体覆盖;高寒草甸;氮循环功能基因;土壤氧化亚氮排放

期刊名称： 草业学报

ISSN： 1004-5759

年卷期： 2024 年 33 卷 011 期

页码： 15-29

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 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（N2O）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 N2O累积排放量。结果显示：翻耕较对照显著增加了土壤N2O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N2O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N2O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N2O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N2O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。

分类号： S812

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