长期覆膜旱地苹果园表层土壤“隐性”退化下活性有机碳与酶活性差异

为探明陇东旱塬雨养农业区旱作节水措施下黄绵土物理稳定性机制和化学活性机制,揭示表层土壤有机碳贮存对土壤物理"隐性"退化的响应机制。以陇东旱塬区不同覆膜年限(2,4,6年)的苹果园表层土壤(0—20 cm)为对象,对土壤物理性状、质地分级进行判断,监测微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、可溶性有机碳(DOC)等指标的动态变化,表征土壤有机碳变化趋势,借助β-1,4-木糖苷酶(βX)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)活性表征土壤碳代谢循环特性,以解析不同覆膜年限下根系生长、土壤物理结构与土壤碳代谢酶活性、有机碳固持的关系。结果表明:短期覆膜(2Y)可有效改善土壤含水量、总孔隙度、毛管孔隙度,降低土壤容重,分别为CK的112.39%,105.65%,104.29%,90.08%,显著促进细根的生长,有利于良好的土壤结构形成和植物源有机质输入;有机碳总量、颗粒有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳含量分别为CK的137.21%,220.11%,129.42%,151.35%,111.72%,提高活性有机碳组分含量;长期覆膜(6Y)表现为表层土壤"隐性"退化,土壤孔隙结构恶化导致细根生长障碍,土壤活性有机碳组分中的易氧化有机碳、微生物量碳显著降低,仅分别为CK的46.88%,43.54%;βX、βG、CBH酶活性作为主导因子决定了有机碳储量的变异性,仅分别为CK的65.60%,53.08%,47.04%;长期覆膜条件下表层土壤结构的破坏,导致根系生长受到抑制,土壤碳代谢酶活性和碳库管理指数的降低,有机碳储量减少,不利于土壤质量长期稳定健康发展;短期覆膜(2Y)为适于陇东旱塬苹果栽培的节水保墒覆膜年限。研究结果为完善黄土高原雨养农业区苹果栽培节水保墒技术对土壤物理结构演化、地力提升、根系生长的调节机制、优化抗旱栽培技术提供理论依据。