不同类型生物质炭对稻田土壤磷素和胞外酶化学计量特征的影响

　　

摘要： 研究不同类型生物质炭施用下稻田土壤中磷素和胞外酶化学计量特征,可提升稻田磷肥管理水平与土壤养分利用效率。本研究以生物质炭为材料进行为期两年的田间定位试验,设置:不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、化肥基础上增施易腐垃圾生物质炭(WB)、水稻秸秆生物质炭(SB)和猪粪生物质炭(MB)处理,结合酶学向量分析方法,探讨不同生物质炭对稻田土壤磷素有效性和微生物获取碳、氮、磷相关酶活性的影响。结果表明: 与CK相比,两年内NPK处理的全磷和速效磷含量分别增加39.8%～73.1%和128.5%～131.0%,作物产量增加27.0%～33.9%。与NPK处理相比,3种生物质炭处理两年均提高了土壤全磷含量,提升幅度为MB>WB>SB,其中MB处理分别显著增加108.8%和156.0%;MB处理还显著提升了土壤有效磷含量和磷活化能力,增幅分别为297.1%～388.4%和53.3%～143.1%,水稻产量和磷肥偏生产力两年均平均提高12.1%。与NPK处理相比,施用生物质炭提高了β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性,两年分别增加43.9%～90.4%、15.7%～77.6%和84.5%～173.4%;但抑制了碱性磷酸酶(ALP)活性,降幅41.8%～54.9%。生物质炭处理的土壤酶碳磷计量比均显著高于NPK处理,而碳氮计量比低于NPK处理,生物质炭施用有效缓解了微生物磷限制,但会受到氮限制。相关分析表明,土壤总磷和有效磷含量均与BG、LAP活性,水稻产量及磷肥偏生产力呈显著正相关,与ALP活性呈显著负相关。综上,生物质炭的施用会增强土壤磷素有效性并优化胞外酶活性,缓解土壤微生物对磷的限制,提高水稻产量,其中MB处理的表现最佳。