冻融作用对金川泥炭沼泽土壤酶活性的影响

为研究冻融作用对泥炭沼泽土壤酶活性的影响,选取金川草本泥炭沼泽为研究对象,采集表层(0-15 cm)和深层(15-30 cm)土壤样品,进行室内冻融模拟实验.实验设置(-5-5℃)和(-10-10℃)两个冻融幅度,分析经0、1、3、5、7、15次冻融循环处理后土壤3种水解酶活性(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP))和2种氧化酶(过氧化物酶(PER)和多酚氧化酶(PPO))的变化特征,并结合土壤有机碳、氮组分,探讨泥炭沼泽土壤酶活性与土壤活性有机碳、氮组分间的相关关系.结果表明,冻融频次与冻融幅度均显著影响了土壤有机碳、氮组分及土壤酶活性.-10-10℃冻融作用下,土壤可溶性有机碳(DOC)与可溶性有机氮(DON)含量呈现先增加后降低的变化趋势.-5-5℃的冻融作用下土壤DOC与DON释放相对-10-10℃冻融作用更为缓慢,在冻融结束后呈现增加趋势.冻融循环增加了土壤微生物碳(MBC)含量,而降低了土壤微生物氮(MBN)含量.冻融幅度对土壤MBC和MBN的影响表现为-5-5℃＜-10-10℃.随着土层的增加,土壤MBC、MBN和DOC含量的幅度变化表现为0-15 cm＜15-30 cm,而土壤DON含量幅度变化表现为0-15 cm＞15-30 cm.冻融循环降低了土壤水解酶活性和氧化酶活性.冻融幅度对土壤水解酶活性的影响表现为-5-5℃＞-10-10℃,对土壤氧化酶活性的影响表现为-5-5℃＜-10-10℃.随着土层深度的增加,土壤水解酶活性变化的幅度表现为0-15 cm＜15-30 cm,土壤氧化酶活性变化的幅度表现为0-15 cm＞15-30 cm.土壤酶活性与土壤MBC和MBN含量呈正相关,而与土壤DOC含量呈显著负相关(P＜0.05).研究结果表明冻融作用初期促使部分微生物死亡,其死亡残体释放的可利用养分,促进了适应冻融作用的微生物生长,但在培养后期随着土壤养分的消耗,土壤微生物量呈现下降趋势,进而最终降低了土壤酶活性.