长期秸秆还田对水稻土团聚体有机碳及胞外酶的影响

土壤团聚体有机碳和胞外酶对于改善土壤结构和提高土壤碳固存能力至关重要,且易受农艺生产措施的影响。为探讨秸秆还田下土壤有机碳组分及胞外酶活性变化,开展了35年水稻-小麦轮作试验。本试验设置了无肥区(CK)、化肥区(NPK)和秸秆还田+化肥区(NPKS),研究了不同农艺措施对土壤团聚体有机碳(SOC)及其活性组分(可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC))含量与碳循环相关胞外酶(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH))活性的影响。结果发现,大于0.25 mm团聚体中SOC、DOC和MBC含量显著高于小于0.25 mm粒级,且均以NPKS处理的效果最优,促进了土壤大团聚体有机碳组分更新。各粒级团聚体中MBC/SOC和DOC/SOC比值相对稳定,这表明MBC和DOC与SOC的动态变化趋势较为一致,可作为评价土壤有机碳的敏感指标。2~0.25mm粒级是团聚体胞外酶主要载体,均以NPKS处理活性最高;但大于2mm团聚体酶活性在不同农艺措施之间差异不显著。土壤团聚体中有机碳组分与胞外酶表现为互相促进的关系,其中SOC、DOC和MBC分配差异的主要影响因子为CBH,次要影响因子是BG;而EOC仅受到CBH的正向影响。CBH和BG可促进土壤有机碳周转,且在2~0.25 mm大团聚体中互促作用更剧烈。综上,长期秸秆还田配施化肥不仅有利于提升大团聚体碳的更新和周转速率,还提高了SOC含量,是稻田土壤可持续固碳的重要农艺途径。