华北不同利用强度潮土酶生态化学计量特征比较

为探究土壤酶活性和微生物养分限制水平对土地利用强度的响应特征，本研究设置1个高强度（小麦-玉米轮作，MW）、2个中强度（临时草地-小麦，GW；玉米-临时草地，MG）和1个低强度（多年生草地，PG）共4个处理，6 a后采样解析土壤酶活性及酶生态化学计量特征。结果表明：土壤pH值随土地利用强度降低而下降（仅PG达到显著），PG和GW均增加了土壤有机碳（Organiccarbon，OC）含量；PG还增加了土壤全氮（Total nitrogen，TN）与有效磷（Available phosphorus，AP）含量，进而提高了土壤C∶P和N∶P的比值。与MW和MG相比，PG和GW提高了β-1，4-葡萄糖苷酶（β-1，4-glucosidase，BG）、β-N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶（β-N-acetyl-glucosaminidase，NAG）+亮氨酸氨基肽酶（Leucine aminopeptidase，LAP）和碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase，ALP）活性，以及土壤酶碳磷比（C/P ratio of extracellular enzymatic activities，EEAC∶P）和土壤酶氮磷比（N/P ratio of extracellular enzymaticactivities，EEAN∶P），显著降低了土壤微生物P限制。相关性分析表明：土壤C、N和P关键代谢酶活性均与OC、TN、C∶P和N∶P显著正相关，而与NH+4-N显著负相关；EEAC∶P和EEAN∶P均与OC、C∶P和N∶P显著正相关，但仅EEAN∶P与NH+4-N显著负相关。随机森林模型分析表明，pH是土壤微生物C限制的主要解释因子，而C∶P、N∶P和NH+4-N对土壤微生物P限制的解释度最高。研究表明，将临时草地模式引入农田能够增强土壤固碳和供氮能力，提高土壤酶活性并降低土壤微生物P限制，可为集约化农业管理下提升农田土壤生态系统质量提供理论依据和技术支撑。