生草覆盖通过增加地表植被来调控果园生态系统功能，在调节土壤生物地球化学循环过程中发挥重要作用。然而，当前对果园生草覆盖下土壤酶活性的变化及其驱动因素的认识尚不清晰，特别是针对不同土层和生草年限的研究。鉴于此，中国林科院森环森保所气候变化与生态系统管理学科组分析了三峡库区秭归县柑橘园生草8年、生草4年和清耕3种管理模式下不同土层胞外酶活性及其主要驱动因子。
研究结果表明，土壤碳氮磷循环酶活性均受到土层和生草年限的显著影响，表现为随覆草年限增加而增加，随土层加深而降低的变化规律。与清耕相比，生草8年显著增加了碳氮磷和总酶活性，分别提高了2.45–6.07、9.29–54.42、4.42–7.11和5.32–14.91倍。
图1 不同生草年限和土层对土壤碳氮磷和总酶活性的影响
土壤理化性质和微生物生物量对酶活性的影响均为正效应，其中微生物生物量碳、微生物生物量磷、有机碳、碱解氮和速效磷与各酶活性存在强相关性。各土壤性质的重要性排序为微生物生物量碳（16.40%*）>微生物生物量磷（13.18%*）>含水量（11.15%*）>有机碳（9.09%*）>碱解氮（6.33%*）>速效磷（5.57%）>全氮（5.15%）> pH（3.09%）>微生物生物量氮（1.54%）。微生物生物量碳磷和碱解氮占显著影响因子的比例近70%。总体而言，长期生草（8年）有效地提高了土壤养分和酶活性水平。生草覆盖对土壤酶活性的提升效果具有土层依赖性，与短期生草（4年）相比，长期生草能够对更深层的土壤产生影响。土壤酶活性主要受到速效养分的显著正效应，速效养分的增加有效促进了酶活性。本研究发现，延长生草年限以增加养分可用性是果园生态系统土壤可持续管理的有效策略。
图2 土壤酶活性与土壤理化性质和微生物生物量冗余分析（RDA）
研究成果以“Living grass mulching improves soil enzyme activities through enhanced available nutrients in citrus orchards in subtropical China”为题发表于国际学术期刊《Frontiers in Plant Science》（IF2021=6.627）。森环森保所博士研究生王娜为第一作者，刘常富教授为通讯作者。该研究得到国家自然基金面上项目(32172671)和国家自然基金重大项目(32192434)的共同资助。（王娜/森环森保所）
原文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1053009
