碳氮投入对4种不同土地利用方式土壤磷含量及胞外酶活性的影响

赵媛媛,靳嘉雯,陈 硕,张 帅,金予溦,江佳艺,郝祥蕊,张德龙,陈 清

(1.中国农业大学 资源与环境学院,农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室,北京 100193;2.上海农乐生物制品股份有限公司,上海 201419)

磷素是植物生长发育必需的大量营养元素之一。在农业种植体系中,由于化肥的不断施用,全球范围内土壤磷素累积水平均显著提升[1]。磷肥的不断施用在获得作物高产的同时,也造成土壤磷素大量累积而形成残留态磷,以及增加磷素向深层土壤或周围水体迁移的环境风险[2]。对于自然生态系统而言,存在普遍的磷素限制现象[3],这会导致不同土地利用的土壤磷素循环存在差异性。

在农田土壤中,由于大量养分的投入导致土壤磷素水平较高[4],高磷残留土壤的无机磷的比例相对较高,而有机磷比例相对较低,为9.6%～13.8%[5-6],高量有机肥的施用导致土壤的C/P、C/N或N/P比很低,周年种植造成土壤有机碳氮磷的矿化量很高。全球尺度下土壤和微生物生物量的C∶N∶P比值平均分别为186∶13∶1和60∶7∶1[7],或者为287∶17∶1和42∶6∶1[8],我国所有类型土壤的C∶N∶P比值平均为134∶9∶1[9]。而受高养分投入的影响,山东地区的部分设施菜田土壤的平均C∶N∶P比例只有25∶2∶1[10]。因此,土壤C/P也是影响土壤磷素转化及其对外源养分投入的响应存在差异的重要因素。

在高投入体系中,土壤有机碳成为微生物活性的主要限制因子,而外源有机碳的投入可以在一定程度上增加磷素生物有效性[11]。有机物料的施用为微生物提供了碳源和矿物质,提高了微生物和磷酸酶的活性,促进有机磷的转化。……