不同水平外源碳在稻田土壤中转化与分配的微生物响应特征

论文摘要

外源碳会改变土壤有机质的转化以及土壤微生物的活性,不同水平的易利用有机碳在稻田土壤中转化与分配的微生物响应特征尚不明确.为阐释外源碳周转过程中的微生物响应特征,选取葡萄糖为典型易利用外源碳,采用13C稳定同位素标记技术,在室内模拟培养实验,基于土壤微生物生物量碳（MBC）设置不同水平葡萄糖碳（0×MBC、0. 5×MBC、1×MBC、3×MBC和5×MBC共5个MBC倍数梯度水平）,明确其转化与分配规律;并利用96微孔酶标板荧光分析法,测定参与土壤碳转化过程关键酶纤维二糖水解酶（CBH）和β-葡萄糖苷酶（β-Glu）活性.结果表明,培养2 d时,葡萄糖碳（13C）占可溶性有机碳（13C-DOC）和土壤有机碳（13C-SOC）的比例与其添加量成显著正相关;向13C-MBC的分配在3×MBC处理时达到最大值（18. 96 mg·kg-1）,随后降低;13C分配率主要与MBC、Olsen-P和DOC存在显著正相关关系. 60 d时,土壤13C-DOC、13C-MBC和13C-SOC显著下降,分别小于或等于0. 02、2和10 mg·kg-1;与CK相比,添加葡萄糖后CBH酶活性显著提高,其中3×MBC处理提高了22. 6倍,显著高于其它处理（P <0. 05）;高量葡萄糖（3×MBC和5×MBC）添加促进了β-Glu酶活性,但促进效果随葡萄糖添加量的增加而减少; NH+4-N、p H、β-Glu和CBH成为13C分配率的主要影响因子.综上,外源碳向土壤有机碳的转化随添加量的增加而增加,改变了土壤酶活性,但微生物对外源碳的利用可能存在一个饱和阈值,饱和阈值之内,有机质的转化速率与添加量成正比;超出饱和阈值,有机质的转化速率反而变慢.因此,适量地添加外源碳有利于提高稻田土壤有机碳,优化作物生长环境质量.

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 供试土壤
•   1.2 实验设计
•   1.3 测试指标与方法
•   1.4 数据处理和统计分析
• 2 结果与分析
•   2.1 土壤溶液和土壤中13C在不同碳库中的动态变化
•   2.213C-葡萄糖的转化与分配规律
•   2.3 土壤中不同碳库之间的相互关系
•   2.4 不同外源有机碳添加水平下土壤酶活变化特征
•   2.5 理化性质对13C分配率的影响
• 3 讨论
•   3.1 不同外源碳有机输入水平条件下土壤有机碳的转化与分配特征
•   3.2 土壤碳转化的微生物响应特征
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王季斐,童瑶瑶,祝贞科,陈珊,邓扬悟,葛体达,吴金水

关键词: 稻田土壤,碳转化,外源碳,微生物响应,土壤酶活性

来源: 环境科学 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 江西理工大学资源与环境工程学院,中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,中南林业科技大学环境科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51564023),江西省自然科学基金项目(20114BAB213019),江西省科技支撑计划项目(20151BBG70005),江西理工大学2018年研究生创新基金项目

分类号: S154.3

DOI: 10.13227/j.hjkx.201806204

页码: 970-977

总页数: 8

文件大小: 425K

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