不同磷添加对西藏色季拉山高寒草地土壤养分及酶活性的影响

摘要

近年来大气磷输入上升使高寒草地的磷素动态与生态功能面临不确定性，但土壤理化性质与酶活性对不同磷输入水平的响应机制仍不清楚。本研究在西藏色季拉山高寒草地开展2年田间梯度施磷试验，设定4种梯度处理(0、50、75、100 kg·hm^-2/年),用P₀、P₅₀、P₇₅、P₁₀₀表示，测定0～10 cm土层的土壤理化性质、微生物量（MBC、MBN）、碳氮循环和氧化降解相关酶（纤维素酶、淀粉酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）并进行相关性和聚类分析。结果表明：施用酸性磷酸肥普遍降低pH值（1.6%～2.5%）,土壤有机碳（SOC）无显著变化，而易氧化有机碳（ROC）在P₅₀与P₇₅分别提高77.2%与47.9%。硝态氮在3种施磷下显著升高，P₅₀增幅达1 219.3%。P₁₀₀显著提高全磷（TP）与有效磷（AP）含量（TP:22.9%,AP:147.9%）。MBC与MBN在所有施磷下均显著下降（MBC:52.6%～64.9%,MBN:29.1%～49.1%）。酶活性方面：P₅₀显著提升蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶与脲酶（74.0%、21.7%、55.3%）;P₇₅、P₁₀₀显著提高过氧化物酶（61.8%、55.5%）;P₁₀₀使纤维素酶上升117.3%,而淀粉酶在3种处理下均升高(P₅₀处理下最大为90.0%)。相关性与聚类显示氧化酶与pH、交换性阳离子协同响应，水解酶与ROC、速效养分紧密耦合，微生物量碳氮与多数酶簇分离。P₅₀缓解磷限制并放大氮循环与水解酶活性；P₇₅呈边际效益递减；诱发酸化与微生物量碳氮下降，群落代谢偏向氧化酶分泌，存在“磷诱导碳释放”风险。综上所述，高寒草地对外源磷输入呈非线性与阈值响应，本研究为未来磷富集下高寒草地土壤的健康与管理提供了重要的科学依据。

关键词

磷添加 / 土壤养分 / 高寒草地 / 水解酶 / 氧化酶