红壤丘陵区典型农田土壤秸秆还田后纤维素降解特征及其影响因素

Characteristics of cellulose degradation after straw return and its influence factors in arable lands in red soil hilly region

摘要以亚热带红壤丘陵区典型旱地和水旱轮作长期定位试验地为研究对象,以单施化肥(NPK)为对照,研究长期秸秆还田配施化肥(NPKS)后农田土壤中纤维素的积累效应及其周年降解特征,并从纤维素降解的关键酶活性、土壤基本性质和气候环境阐明影响农田土壤中纤维素降解的主要因子.结果表明:两种土地利用方式下,长期(13年)NPKS处理后土壤中纤维素积累并不显著;周年变化来看,添加NPKS后旱地和水旱轮作地土壤中纤维素含量分别在施肥后6和3个月内迅速降至施肥前水平,表现为水旱轮作地土壤中纤维素降解速率显著高于旱地;水旱轮作地中纤维二糖水解酶(CBH)及β-葡萄糖苷酶(βG)活性的增量在添加NPKS后均显著高于旱地,说明水旱轮作地中纤维素酶活性对秸秆还田的响应更强;两种土地利用方式下,长期施肥后纤维素占土壤有机质的比例下降,说明纤维素并不是亚热带红壤丘陵区农田土壤有机碳库积累重要的直接组分.相关分析和回归分析结果表明,β-葡萄糖苷酶、土壤微生物生物量碳、碱解氮是影响纤维素降解的主要因子.未来可通过调整施肥、土地利用方式来调控亚热带红壤丘陵区农田土壤有机碳库及其组分的转化过程.