【摘 要】
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养分有效性是土壤微生物的重要调节因子。人为活动极大地增加了土壤活性氮的输入,这可能会导致土壤微生物的磷限制。但以往对土壤微生物的研究多集中在氮添加上,而对磷素有效性及其与氮素有效性的交互作用对土壤微生物的研究较少。因此,为了探讨氮有效性、磷有效性及其交互作用对土壤微生物生物量的影响。本研究以华西雨屏区次生常绿阔叶林为研究对象,研究了氮磷添加对土壤化学性质和微生物生物量的影响。本试验共设置了6个氮磷
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养分有效性是土壤微生物的重要调节因子。人为活动极大地增加了土壤活性氮的输入,这可能会导致土壤微生物的磷限制。但以往对土壤微生物的研究多集中在氮添加上,而对磷素有效性及其与氮素有效性的交互作用对土壤微生物的研究较少。因此,为了探讨氮有效性、磷有效性及其交互作用对土壤微生物生物量的影响。本研究以华西雨屏区次生常绿阔叶林为研究对象,研究了氮磷添加对土壤化学性质和微生物生物量的影响。本试验共设置了6个氮磷添加处理水平,分别为:对照(CT,0 kg N/P hm-2·a-1)、低氮(LN,100 N hm-2·a-1)、高氮(HN,200 kg N hm-2·a-1),磷(P,50 kg P hm-2·a-1),低氮加磷(LNP,100 kg N hm-2·a-1+50 kg P hm-2·a-1)和高氮加磷处理(HNP,200 kg N hm-2·a-1+50 kg P hm-2·a-1)。N源为NH4NO3,P源为Na H2PO4。从2017年10月到2020年1月,每隔1个月进行氮磷添加试验。从2018年4月到2020年1月,每隔3个月测定一次土壤微生物生物量碳（C）和氮（N）;于2020年1月测定土壤有机质、全氮、全磷、p H值、可溶性有机碳、碱解氮和有效磷。研究结果表明:（1）LN和HN处理分别降低了土壤微生物生物量碳（C）11.7%（P＞0.05）和38.3%（P＜0.05）,P、LNP和HNP处理分别增加了微生物生物量C 4.3%（P＞0.05）、23.9%（P＜0.05）和1.5%（P＞0.05）。LN和HN处理分别降低了土壤微生物生物量氮（N）6.0%（P＞0.05）和20.6%（P＜0.05）,P、LNP和HNP处理分别增加了微生物生物量N 5.9%（P＞0.05）、35.3%（P＜0.05）和6.1%（P＞0.05）。LN、HN、P、LNP和HNP处理分别降低了土壤微生物生物量碳氮比（C/N）8.0%（P＞0.05）、16.1%（P＜0.05）、5.7%（P＞0.05）、3.3%（P＞0.05）和5.8%（P＞0.05）。这表明,氮添加降低了华西雨屏区次生常绿阔叶林土壤微生物量碳和氮,且随着氮添加量的增加,其抑制作用加强;磷添加对土壤微生物量碳和氮无显著影响;氮磷共同添加增加土壤微生物量碳和氮,LNP处理的促进效果最强;在相同的施氮水平下,增施外源磷显著增加了土壤微生物生物量碳和氮。（2）氮添加和磷添加对土壤微生物生物量C和N交互作用显著。交互作用归因比指数表明,LNP处理约25%的土壤微生物生物量C和约26%的微生物生物量N是低氮添加和磷添加之间的交互作用所致,而HNP处理分别有约31%的土壤微生物生物量C和约19%的微生物生物量N是高氮添加和磷添加之间的交互作用所致。（3）逐步回归分析表明,土壤可溶性有机碳和碱解氮能共同解释微生物生物量C68.7%的变异,这表明土壤可溶性有机碳和碱解氮是氮磷添加后土壤微生物生物量碳差异的主控因素。可溶性有机碳和有效磷能共同解释微生物生物量N 66.3%的变异,这表明土壤可溶性有机碳和有效磷是微生物生物量氮差异的主控因素。（4）土壤可溶性有机碳和碱解氮作用于土壤微生物生物量C的直接通径系数为0.657和-0.337,这表明土壤可溶性有机碳对微生物生物量C的直接作用为正效应,而碱解氮为负效应。土壤可溶性有机碳和有效磷作用于土壤微生物生物量N的直接通径系数为0.591和0.476,说明土壤可溶性有机碳和有效磷对微生物生物量N的直接作用为均为正效应,且可溶性有机碳的直接作用最大。（5）逐步回归分析表明,土壤C/N能独立解释土壤微生物生物量C/N 30.8%的变异,这表明氮磷添加通过调控土壤碳氮比进而影响土壤微生物生物量碳氮比。相关分析进一步表明,土壤C/N与土壤微生物生物量C/N之间呈显著正相关。综上所述,氮添加降低了华西雨屏区次生常绿阔叶林土壤微生物量碳和氮,且随着氮添加量的增加,其抑制作用加强;磷添加对土壤微生物量碳和氮无显著影响;氮磷共同添加增加土壤微生物量碳和氮,LNP处理的促进效果最强;在相同的施氮水平下,增施外源磷显著增加了土壤微生物生物量碳和氮。氮磷添加通过间接改变华西雨屏区次生常绿阔叶林土壤可溶性有机碳含量和直接改变土壤氮磷有效性进而改变了土壤微生物生物量。华西雨屏区土壤微生物更有可能受到碳限制或碳磷共同限制。在未来大气氮沉降量持续增加的背景下,对华西雨屏区次生常绿阔叶林改造过程中增施磷肥,将有助于土壤微生物生物量碳和氮的积累。
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