【摘 要】
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气候暖干化对农业生产的影响日益受到学者的广泛关注。冬小麦是我国主要的粮食作物之一,厘清各气候因子（CO2浓度升高、增温、轻度干旱）及因子间的交互作用对冬小麦土壤碳氮磷周转过程的影响,对气候暖干化背景下农田生产管理策略的制定有着重要的意义,但是目前研究大多集中于单因子的影响而忽略了多因子的交互作用。因此,本研究基于盆栽控制实验,以C3作物冬小麦（Triticum aestivum L.）土壤为研究对
【基金项目】
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中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目气候变化对中国黄河中游和塞尔维亚萨瓦河流域农业水土环境影响评估及适应对策（161461KYSB20170013）； 国家自然科学基金黄土高原刺槐人工林结构与生态功能相互作用机制及调控（42130717）； 陕西省杰出青年科学基金项目流域微塑料源汇过程及其环境化学行为机制（2021JC-50）；
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气候暖干化对农业生产的影响日益受到学者的广泛关注。冬小麦是我国主要的粮食作物之一,厘清各气候因子（CO2浓度升高、增温、轻度干旱）及因子间的交互作用对冬小麦土壤碳氮磷周转过程的影响,对气候暖干化背景下农田生产管理策略的制定有着重要的意义,但是目前研究大多集中于单因子的影响而忽略了多因子的交互作用。因此,本研究基于盆栽控制实验,以C3作物冬小麦（Triticum aestivum L.）土壤为研究对象,通过人工气候室控制环境CO2浓度和温度,设计4种气候情景（当前大气CO2浓度和当前环境温度（CK）、仅CO2浓度倍增（EC）、仅增温4℃（ET）、CO2浓度倍增与增温4℃（EC+ET））和2种水分条件（充分供水（80%田间持水量）与轻度干旱（60%田间持水量））,研究CO2浓度升高、增温和轻度干旱及其交互作用对冬小麦4个生育期（拔节期、开花期、灌浆期和成熟期）土壤水溶性组分（水溶性有机碳、水溶性总氮、水溶性总磷）含量及其化学计量特征以及7种与土壤C、N、P循环相关的水解酶活性的温度敏感性(Q10)的影响。取得如下主要研究结果:（1）不同土壤水溶性组分含量对各气候因子（CO2浓度倍增、增温、轻度干旱）及其交互作用的响应不尽相同。CO2浓度倍增与增温均显著降低土壤水溶性有机碳（DOC）含量,轻度干旱显著降低冬小麦生殖生长期土壤DOC含量;CO2浓度倍增提高了土壤水溶性总氮（WSN）含量,但未达到显著水平,增温和轻度干旱均显著提高土壤WSN含量;CO2浓度倍增显著降低土壤水溶性总磷（WSP）含量,增温和轻度干旱则仅显著降低冬小麦拔节期土壤WSP含量。两气候因子和三气候因子的交互对土壤DOC含量的降低作用以及对土壤WSN含量的提高作用均表现为单因子的叠加效应。生育期与轻度干旱的交互作用对土壤DOC含量有显著影响。冬小麦地上生物量和地下生物量是影响土壤水溶性组分含量的主要因素。（2）各气候因子（CO2浓度倍增、增温、轻度干旱）及其交互作用对土壤水溶性组分化学计量特征均产生一定的影响。CO2浓度倍增、增温以及轻度干旱均显著降低土壤DOC:WSN;CO2浓度倍增显著提高土壤DOC:WSP;增温提高了土壤WSN:WSP,但未达到显著水平,轻度干旱显著提高土壤WSN:WSP。两气候因子及三气候因子的交互对土壤DOC:WSN的降低作用均表现为单因子的叠加效应,增温与轻度干旱的交互对土壤WSN:WSP的升高作用表现为单因子的叠加效应。生育期与增温的交互、生育期与轻度干旱的交互作用均对土壤DOC:WSP产生显著影响,生育期与CO2浓度倍增的交互作用对土壤WSN:WSP产生显著影响。冬小麦地上生物量和地下生物量是影响土壤水溶性组分化学计量特征的主要因素。（3）土壤C、N、P循环相关水解酶Q10对各气候因子（CO2浓度倍增、增温、轻度干旱）及其交互作用的响应因冬小麦生育期和酶种类的不同存在一定的差异。CO2浓度倍增和增温均显著降低土壤C循环酶Q10,轻度干旱对土壤C循环酶Q10的影响因酶的种类而有所不同;CO2浓度倍增显著提高土壤N循环酶Q10,增温对土壤N循环酶Q10的影响因冬小麦生育期和酶种类的不同而有所差异,而轻度干旱显著降低冬小麦生长发育前期土壤N循环酶Q10,显著提高成熟期土壤N循环酶Q10;CO2浓度倍增显著提高土壤P循环酶Q10,增温对土壤P循环酶Q10产生的影响因生育期的不同而存在差异,轻度干旱显著降低土壤P循环酶Q10。CO2浓度倍增与增温的交互对土壤C循环酶Q10的降低作用表现为单因子的叠加效应,并且CO2浓度倍增能够抵消轻度干旱胁迫对土壤P循环酶Q10的降低效应。地上生物量、土壤水溶性总氮以及土壤硝态氮是影响土壤C、N、P循环酶Q10的主要因素。上述研究表明,各气候因子（CO2浓度倍增、增温、轻度干旱）及因子间的交互作用对土壤水溶性组分以及土壤水解酶活性温度敏感性的影响在冬小麦不同生育期存在着差异,并且同一生育期不同土壤水溶性组分以及水解酶活性温度敏感性的变化也存在显著差异。CO2浓度升高、增温以及轻度干旱对土壤碳氮磷循环的影响并非简单的促进或抑制,而是受作物生长过程、土壤养分和土壤微生物的共同作用。
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