基于酶化学计量法探究有机无机肥配施调控果园土壤微生物碳、磷代谢机制

土壤微生物的C、N、P养分需求和代谢限制与环境养分的有效性有着密切关系.然而，有机无机肥配施如何影响苹果园土壤微生物C、N、P代谢限制亟待进一步研究.因此，基于2008年建立的苹果园长期定位试验，应用土壤酶化学计量学理论与方法，系统研究有机无机肥配施对土壤C、N和P周转相关的酶活性（β-1，4-葡萄糖苷酶，BG；β-1，4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶，NAG；L-亮氨酸氨基肽酶，LAP；碱性磷酸酶，PHOS）及其化学计量特征的影响，并分析其与环境因子和微生物碳利用率之间的关系.试验共设4个处理，分别为不施肥（CK）、单施氮磷钾化肥（NPK）、单施有机肥（M）和化肥配施有机肥（MNPK）.结果表明：①在果树各生育期，施用有机肥处理（MNPK和M）的微生物量碳（microC）含量显著高于不施有机肥处理（CK和NPK）；微生物量氮（microN）含量，在萌芽期NPK、MNPK和M处理比CK处理分别增加了89%、269%和213%（P<0.05）.②CK处理在萌芽期有较高的叶片ω（N）和ω（P）（29.8 g ·kg^-1和2.17 g ·kg^-1），并且仅果树萌芽期的叶片P含量与土壤有效磷（AP）含量呈显著负相关.③土壤酶化学计量分析的所有数据点均在1 ：1线以上，表现为微生物群落存在较强的P限制；果树生长期，矢量长度和角度的变化范围分别为0.56~0.79和59.3°~67.7°，且研究中矢量角度均>45°，也体现了微生物存在较强的磷限制.④RDA和随机森林模型分析结果表明，有机碳和速效氮（AN）是影响矢量长度的主要理化因子，AP、AN和土壤含水量是影响矢量角度的主要理化因子；SEM分析表明，AN和可溶性有机碳（DOC）直接影响microC和microN，AP直接影响microP和microN，DOC和AP直接影响矢量长度，AP和microN直接影响矢量角度；微生物碳利用率与矢量长度呈显著正相关，与矢量角度呈显著负相关.综上所述，有机无机肥配施通过影响果树不同生育期土壤碳和磷含量，调控微生物碳、磷代谢进而影响微生物碳利用率，为有机无机肥配施提升土壤质量、维持土壤健康提供科学依据.

Seasonal Regulation of Soil Microbial Carbon and Phosphorus Metabolisms in an Apple Orchard: Evidence from the Enzymatic Stoichiometry Method