气候变化对谷子生育期土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响

摘要

为研究气候变化对作物不同生育期土壤碳氮磷循环相关酶活性的影响,采用盆栽控制试验,通过人工气候室控制环境CO2浓度和温度,设计对照(CO2浓度为400μmol·mol-1、环境温度为22°C)、CO2浓度升高(CO2浓度升至700μmol·mol-1、环境温度22°C)、CO2浓度和温度升高(CO2浓度升至700μmol·mol-1、环境温度升至26°C)3种气候情景和2种水分条件(充分供水和轻度干旱),研究谷子(Setaria italica)开花期、开花后10 d、灌浆期和成熟期4个生育期土壤β-葡糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸单脂酶(ALP)活性对CO2浓度和温度升高的响应.结果表明:CO2浓度升至700μmol·mol-1时对土壤LAP酶有显著的抑制作用,其对土壤NAG酶活性仅在充分供水条件下有促进作用,而对ALP酶活性仅在轻度干旱条件下有促进作用.增温4°C显著抑制土壤βG和ALP酶活性,其对土壤NAG酶活性的影响与土壤水分条件有关.生育期与CO2浓度升高的交互作用对4种土壤酶活性均具有显著影响,生育期与增温的交互作用在充分供水条件下仅对土壤βG酶活性有显著影响,而在轻度干旱条件下其对土壤βG和NAG酶活性有显著影响.研究表明,在谷子生育不同阶段,CO2浓度升高、增温和干旱对土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响不尽相同.