黄土旱塬24 a不同秸秆还田土壤碳、氮、磷和胞外酶计量特征

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：姚志霞,周怀平,解文艳,杨振兴,陈浩宁,文永莉,程曼

单位：山西大学黄土高原研究所, 太原 030006,山西农业大学资源环境学院, 晋中 030031,山西农业大学资源环境学院, 晋中 030031,山西农业大学资源环境学院, 晋中 030031,山西大学黄土高原研究所, 太原 030006,山西大学黄土高原研究所, 太原 030006,山西大学黄土高原研究所, 太原 030006

摘要：探索黄土旱塬区农田土壤碳、氮和磷生物地球化学循环特征，可为农作物高效生产和土地可持续利用提供科学依据和技术支撑.以山西寿阳24 a玉米旱作试验田为对象，研究长期秸秆覆盖还田、直接还田、过腹还田和不还田对土壤元素和胞外酶活性化学计量比的影响，并计算向量角度和长度用于指示微生物面临的资源限制情况，向量角大于45°和小于45°分别表示微生物受磷限制和氮限制，偏离45°越大表示限制程度越大，向量长度越长表示微生物受碳限制越严重.结果表明：①长期秸秆还田土壤C/N和C/P分布在9.81~14.28和14.58~21.92之间，均值分别为12.36和17.51，分别较试验初期降低了6.0%和4.2%；土壤N/P分布在1.27~1.57之间，均值为1.42，较初期提高了2.2%.土壤C/N和C/P均呈现出先降低后升高的变化趋势，土壤N/P基本呈现出持平趋势，且不同秸秆还田处理之间土壤元素计量比均无显著性差异.②相比24 a长期不还田处理，长期秸秆覆盖还田处理土壤β-1，4-葡萄糖苷酶（BG）和β-1，4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（NAG）活性显著提高了134.4%和107.5%（P<0.05），长期秸秆直接还田土壤BG和碱性磷酸酶（AP）活性显著降低了59.3%和59.5%（P<0.05），长期过腹还田下土壤NAG活性显著提高了102.8%（P<0.05）.长期秸秆还田处理下土壤微生物整体面临碳限制和磷限制，长期秸秆覆盖还田加剧了微生物碳限制，秸秆过腹还田处理可以缓解碳限制程度.相比24 a长期不还田处理，过腹还田处理可以显著降低土壤酶计量碳氮比（EEA_C/N，P<0.05），直接还田处理可以显著提高土壤酶计量碳磷比（EEA_C/P，P<0.05），3种秸秆还田方式对土壤酶计量氮磷比（EEA_N/P）均无显著影响.向量角度整体大于45°，向量长度较初期增加了3.8%~20.1%.③相关性分析表明，碳、氮投入与BG活性显著负相关；有效氮与NAG、AP活性和EEA_C/N存在显著相关；C/P与EEA_C/N显著正相关；N/P与NAG活性、AP活性、EEA_C/N和EEA_C/P之间存在显著相关性；EEA_N/P与任何环境因子之间都不存在显著相关性.长期不同秸秆还田处理下土壤N、P元素的有效性、N/P对土壤胞外酶活性和其化学计量特征均产生了显著的影响，在以后的土壤高效培育和农业生产活动中，应更多关注农田土壤中有机碳的提升和氮、磷有效性的促进.

关键词：长期秸秆还田,土壤养分,胞外酶活性,化学计量比,资源限制,