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黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀驱动下土壤酶活性介导有机碳矿化机制

文章来源 :农业清洁流域团队 作者:张晴雯 发布时间: 2024-05-06 浏览量:

        近日,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域团队,揭示了东北黑土区坡耕地土壤酶特征参数与土壤有机碳矿化的响应关系,明晰了侵蚀作用下土壤酶介导的土壤有机碳矿化作用机制,为深入认识侵蚀驱动的土壤有机碳过程提供了理论基础。相关研究成果发表在《全环境科学(Science of the Total Environment)》上。

       土壤侵蚀是土壤有机碳再分布及碳矿化的主要驱动因子,土壤胞外酶参与调控有机碳矿化过程。因此,亟待研究侵蚀作用下土壤酶活性与碳矿化之间的响应关系及作用机制。本研究分析了斜坡垄作和横坡垄作两种耕作方式下黑土区长缓坡不同坡位土壤有机碳以及不同形态养分的变化,同时测定了不同坡位碳、氮、磷四种关键的获取酶的变化,结合室内有机碳矿化培养试验,探究土壤碳矿化在土壤胞外酶的介导下对土壤侵蚀的响应。

        研究表明,斜坡垄作方式下侵蚀增加了土壤碳限制,从而加速了坡上部的有机碳矿化,而坡下部(例如坡趾)的泥沙物理保护机制抑制了土壤有机碳矿化。横坡垄作方式增加了土壤碳含量,减少了坡下部黏粒含量,减少了泥沙对有机碳的物理保护,增强了微生物和胞外酶的活性,增加了有机碳的矿化。该研究强调了黑土区坡耕地横坡垄作方式是减缓侵蚀造成的碳空间分布差异,增加碳固存的有效耕作措施,这对于坡耕地土壤侵蚀的防治,维持土壤生产力,农业可持续发展具有重要意义。

        该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程重大任务等资助。

        原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969724025634

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