不同植茶年限土壤碳氮養(yǎng)分、胞外酶活性及微生物多樣性對(duì)極端氣候的響應(yīng).pdf

1、茶樹(Camellia sinensis(L.) O.Kuntze)是一種重要的多年生經(jīng)濟(jì)作物，作為傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)國，茶葉是我國重要的經(jīng)濟(jì)收入之一。土壤碳氮養(yǎng)分含量與有效性對(duì)茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量有直接作用，茶園人為施肥及耕作過程會(huì)改變土壤性狀（如pH降低、鋁離子和多酚物質(zhì)富集等），從而造成不同植茶年限土壤具有不同的土壤生態(tài)環(huán)境。此外，全球氣候變暖導(dǎo)致的極端高溫降雨等也影響茶園生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。因此，研究不同植茶年限土壤碳氮養(yǎng)分、胞外酶活性和微生

2、物多樣性及其對(duì)極端氣候事件的響應(yīng)，可以促進(jìn)對(duì)不同植茶年限土壤質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)，深入了解茶園土壤的微生態(tài)環(huán)境，對(duì)全球氣候變化條件下茶園產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)健康的保障以及茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量的提高具有重要意義。
　　本研究選取杭州市余杭區(qū)徑山茶園三種不同植茶年限(10a、30a和50a)土壤和鄰近的荒土為研究對(duì)象，通過不同水分(干旱組30％ WFPS(water-filled porespace)和對(duì)照組55％ WFPS）（由于試驗(yàn)區(qū)

3、土壤平均含水量為55％WFPS，故以此為對(duì)照組;而30％WFPS水平的土壤水分低于10％從而作為干旱組）、溫度（35℃和40℃）和極端降雨模擬處理，分別研究處理前、第7天、14天、15天、21天、28天和31天的土壤碳氮含量、胞外酶活性的動(dòng)態(tài)變化，明確不同植茶年限與土壤碳氮養(yǎng)分及酶活性對(duì)極端氣候處理響應(yīng)之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上選取土壤質(zhì)量相對(duì)好的植茶年限土壤樣品，以荒地土壤為對(duì)照，研究茶園土壤微生物群落多樣性對(duì)極端氣候的響應(yīng)。主要研究結(jié)

4、果如下：
　　(1)茶園土壤碳氮養(yǎng)分比荒地養(yǎng)分含量高，隨著植茶年限的增長(zhǎng)，碳庫養(yǎng)分含量及涉碳涉氮胞外酶活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，植茶年限30a土壤養(yǎng)分含量和酶活性達(dá)到最高;氮庫養(yǎng)分隨著植茶年限的增長(zhǎng)呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。表明植茶耕作措施會(huì)增加土壤養(yǎng)分含量，但是土壤養(yǎng)分的有效性會(huì)隨著植茶年限的增長(zhǎng)先增加后減少，長(zhǎng)時(shí)間單一的耕作模式會(huì)降低茶園土壤質(zhì)量。
　　(2)干旱對(duì)土壤碳、氮庫養(yǎng)分和涉碳、涉氮胞外酶活性以及微生物多樣性有顯著性影響

5、，干旱增加土壤有機(jī)碳、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量，降低土壤微生物量含量、土壤胞外酶活性。干旱降低土壤中有機(jī)和無機(jī)養(yǎng)分的可利用量以及胞外酶的可移動(dòng)活性，加快土壤中碳氮養(yǎng)分的輸出。
　　(3)高溫處理對(duì)土壤碳、氮庫養(yǎng)分和涉碳、涉氮胞外酶活性有顯著性影響，極端高溫處理降低土壤有機(jī)碳、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量，降低土壤微生物量含量、土壤涉碳胞外酶活性，但是會(huì)增加涉氮胞外酶活性。極端高溫會(huì)顯著的降低土壤中碳氮養(yǎng)分含量以及涉碳涉氮胞外酶活性，從而改變土壤碳

6、氮循環(huán)過程和速率。
　　(4)極端高溫干旱處理之后，模擬降雨對(duì)土壤中微生物量碳以及胞外酶活性有恢復(fù)作用，但是對(duì)其他養(yǎng)分指標(biāo)沒有顯著影響。因此模擬極端降雨有利于土壤微生態(tài)環(huán)境中的生物活性恢復(fù)，有利于碳氮養(yǎng)分平衡的重建，但是淹水狀況會(huì)影響土壤中細(xì)菌的豐度。
　　(5)在模擬氣候變化的處理過程中，植茶年限30a左右的土壤可溶性有機(jī)碳、微生物氮、硝氮和涉碳涉氮胞外酶含量最高，且其在極端氣候處理?xiàng)l件下土壤的可溶性有機(jī)碳、總有機(jī)碳微生物

7、碳、氮的含量與對(duì)照組相比變幅相對(duì)較小，可推斷植茶年限30a左右的土壤微生態(tài)環(huán)境豐富，土壤質(zhì)量?jī)?yōu)于其他植茶年限土壤。針對(duì)植茶年限長(zhǎng)的土壤需改變耕作模式，例如配施有機(jī)肥、生物菌肥等方式來改善土壤質(zhì)量。
　　(6)極端氣候處理調(diào)節(jié)下，土壤生態(tài)酶活性和微生物多樣性顯著降低，從而影響其驅(qū)動(dòng)的土壤中碳氮元素轉(zhuǎn)化過程，造成土壤中碳氮庫活性養(yǎng)分含量降低，同時(shí)茶園土壤碳氮養(yǎng)分具有顯著相關(guān)性，碳庫和氮庫的相關(guān)胞外酶活性變化會(huì)相互影響另一方的養(yǎng)分含量。