不同柠条(Caragana intermedia)平茬方式下荒漠草原土壤C、N特征

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柠条(Caragana intermedia)是宁夏荒漠草原普遍种植的豆科灌木,因其是优良的家畜粗饲料,对其平茬利用既可补充家畜粗饲料,又是柠条更新复壮的主要措施。在全球气候变化背景下,深入探讨柠条平茬措施对草原土壤碳氮特征的影响对荒漠草原区草畜产业发展和荒漠草原科学管理具有重要意义。本研究以宁夏盐池县不同柠条平茬方式下荒漠草原为研究对象,分析人工柠条林未平茬(WP)、隔两带平茬一带(G2P1)、隔一带平茬一带(G1P1)、隔一带平茬两带(G1P2)、全平茬(QP)土壤、土壤微生物和土壤胞外酶C、N特征变化及其内在关联性,主要结论如下:(1)不同柠条平茬方式下荒漠草原土壤pH、容重、含水量、电导率差异显著(P<0.05):WP的土壤pH和土壤容重最高,QP的土壤含水量和土壤电导率最高。土壤容重、含水量、电导率均随土层下降呈升高趋势。土壤pH和容重随平茬量的增加而降低,土壤含水量和电导率随平茬量的增加而升高。(2)不同柠条平茬方式下荒漠草原土壤碳(C)、氮(N)差异显著(P<0.05):柠条林间土壤碳、氮含量QP和G1P1最高,同时QP和G1P1的土壤碳氮比最低。研究区土壤碳、氮均值分别为5.80g/kg、0.20g/kg,低于全国平均水平11.12g/kg、1.06g/kg。各平茬方式的土壤可溶性有机碳(DOC)差异不显著(P>0.05),G1P1的土壤易氧化有机碳(ROC)最高,WP最低;QP的土壤铵态氮(NH4+-N)最高,G2P1最低;G2P1的土壤硝态氮(NO3--N)最高,QP最低。土壤碳、氮含量随土层下降呈低-高-低的变化趋势,土壤碳、氮、可溶性有机碳和硝态氮随平茬量的增加而升高。(3)不同柠条平茬方式下荒漠草原土壤微生物生物量碳、氮差异显著(P<0.05):G1P1的土壤微生物量碳最高,QP的土壤微生物量氮最高,各平茬方式的土壤微生物熵碳差异不显著(P>0.05),WP的土壤微生物熵氮最高,G2P1的土壤微生物量碳氮比最高,LAP、NAG、BG、AP、BG:NAG 分别以WP、G1P1、G2P1、WP、G2P1 最高。土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵碳、微生物熵氮均随土层下降呈降低趋势。土壤微生物量碳、微生物量碳氮比、NAG、BG和BG:NAG均随平茬量的增加呈先升高再降低的变化趋势。胞外酶方面除AP外,其他3种胞外酶以G1P1较高,对于AP而言,不平茬可以保持较高的土壤碱性磷酸酶活性。(4)土壤-微生物-胞外酶C、N特征相关系分析表明,土壤可溶性有机碳与土壤含水量、电导率、氮、铵态氮、微生物量氮、NAG都存在较强的正相关关系,说明可溶性有机碳在评价荒漠草原柠条林土壤时可作为参考指标。土壤胞外酶中NAG与土壤氮素的联系比LAP更强,BG对易氧化有机碳的联系强于土壤碳含量,说明土壤有机碳库中,土壤易氧化有机碳是影响BG的有机碳组分。(5)本研究中5种平茬方式下,G1P1和QP明显改善土壤容重及pH、提高荒漠草原土壤含水量、碳氮含量、储量及微生物量氮。基于土壤碳氮特征的主成分分析表明,5种柠条平茬方式中,G1P1处理最有利于促进当地荒漠草原土壤性状保持。
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