华北平原冬小麦田土壤胞外/内酶活性对长期CO_(2)浓度升高的响应

针对农田胞外和胞内酶活性响应CO_(2)浓度升高认识不足的现状,依托华北平原冬小麦种植区北京昌平试验站长期开放式CO_(2)富集平台,设置常规和升高两组CO_(2)浓度处理,研究冬小麦田土壤胞外和胞内酶活性的变化及影响因素。结果表明:CO_(2)浓度升高促进胞外碳获取酶活性,不影响胞外氮获取酶活性以及全部胞内酶活性。通过量化碳、氮获取酶的胞外胞内比发现,CO_(2)浓度升高在冬小麦成熟期增强了碳获取酶胞外胞内比,但降低了氮获取酶胞外胞内比。胞外碳、氮获取酶活性都与土壤pH值呈负相关;而胞内碳获取酶活性与土壤含水量正相关,胞内氮获取酶活性与微生物生物量负相关。CO_(2)浓度升高导致上述大部分酶活性变化驱动因素的作用消失,仅存在土壤全氮与胞内碳获取酶活性负相关。研究结果强调了对胞内酶开展研究的重要性,为理解土壤过程对全球变化因素的响应提供了新见解。

悬浊液转移方式对不同CO_(2)浓度下麦田土壤胞外酶活性测定的影响

因胞外酶活性测定过程中土壤悬浊液转移方式(搅拌或静置)不统一,其测定结果是否一致有待试验验证。为探讨悬浊液转移方式对不同环境条件下土壤胞外酶活性测定结果的影响,本研究依托北京昌平农田试验站开放式CO_(2)富集平台,在对照(420±15μmol·mol-1)和CO_(2)浓度升高(550±15μmol·mol-1)条件下采集冬小麦不同生育期的表层土壤,比较评价搅拌和静置两种转移方式对7种胞外酶活性的影响和差异。结果表明:搅拌转移方式测定的胞外酶活性高于静置转移,可能与搅拌转移方式包含更多的络合吸附胞外酶的土壤颗粒有关。不同类型胞外酶活性受转移方式的影响程度不同。其中,碳(C)、磷(P)获取酶活性受转移方式影响较大,搅拌转移方式较静置转移方式的测定结果显著提高了191.45%~774.09%,氮(N)获取酶活性受影响相对较小,搅拌转移方式较静置转移方式的结果仅提高了6.66%~30.59%。转移方式还导致胞外酶活性对CO_(2)浓度升高的响应不同,搅拌转移下酶活性基本不响应CO_(2)浓度升高,静置转移下大部分酶活性随CO_(2)浓度升高显著降低。胞外酶化学计量比和矢量特征均表明搅拌转移方式下微生物资源限制不受CO_(2)浓度升高的影响,静置转移方式下CO_(2)浓度升高缓解了微生物C限制程度,并增加了其N限制程度。本研究证实土壤悬浊液转移至微孔板的方式不仅影响酶活性、酶化学计量比和矢量特征,还影响上述指标对CO_(2)浓度升高的响应,进而使CO_(2)浓度升高下表征微生物的资源限制结果不同。本研究呼吁统一转移方式,减少研究结果的不确定性。