东北黑土区生物结皮对土壤微生物量的影响

生物结皮的发育显著影响土壤生态功能,但前期研究多集中于干旱半干旱地区,关于寒区生物结皮的研究鲜见报道。通过探究农田土壤生物结皮形成对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响,阐明生物结皮形成对农田土壤微生物的影响机制,为东北黑土区农田土壤的土地管理和土壤质量评价提供科学依据。本研究以土壤微生物为指示物,通过野外调查结合室内分析,以东北黑土区典型中厚层黑土的结皮土壤为研究对象,裸土为对照,分析0~2 cm(含结皮)、2~5 cm和5~10 cm土层土壤的生物结皮发育对土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和磷(MBP)的影响。结果表明:生物结皮发育对MBC、MBN、MBP影响显著,且结皮土壤微生物生物量显著高于裸土。在0~2 cm土层,MBC、MBN、MBP分别是裸土的1.3、1.2、4.5倍;在2~5 cm土层,与裸土相比,结皮土壤MBN、MBP增加了24.0%和59.7%,MBC无显著差异;对于5~10 cm土层,结皮土壤MBC、MBN、MBP含量分别高出裸土26.4、1.8、1.8 mg/kg。冗余分析结果显示,全磷、全钾、全氮、速效钾、有机质与MBC、MBN、MBP显著相关,表明土壤养分的变化是影响土壤微生物生物量变化的关键作用因子。结论:与裸土相比,农田土壤生物结皮的发育显著提高了土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量。本研究证实了生物结皮的形成显著提高了东北黑土区农田土壤肥力,从而进一步促进了土壤微生物生物量的提高。