切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C，N，P化学计量特征的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2023.03.006

草地学报 ›› 2023, Vol. 31 ›› Issue (3): 668-675.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.03.006

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C，N，P化学计量特征的影响

李霞, 祁娟, 路欣, 独双双, 贾燕伟, 赛宁刚

甘肃农业大学草业学院, 草业生态系统教育部重点实验室, 甘肃省草业工程实验室, 中-美草地畜牧业可持续研究中心, 甘肃兰州 730070

收稿日期:2022-08-22 修回日期:2022-10-27 出版日期:2023-03-15 发布日期:2023-04-01
通讯作者: 祁娟,E-mail:qijuan@gsau.edu.cn
作者简介:李霞(1997-),女,汉族,甘肃武威人,硕士研究生,主要从事草种质资源与植物生理生态研究,E-mail:2445266238@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金（31660684）；国家现代农业产业技术体系（CARS-34）；青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室（2020-ZJ-Y03）项目资助

Effects of Root Cutting on Nutrient Content, Microbial Biomass and Stoichiometric Characteristics of C, N, P in Rhizosphere Soil of 5-year-old Elymus sibiricus

LI Xia, QI Juan, LU Xin, DU Shuang-shuang, JIA Yan-wei, SAI Ning-gang

College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University;Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education;Gansu Grassland Engineering Laboratory;China-US Center for Grazing Land Ecosystem Sustainability, Lanzhou, Gansu Province 730070, China

Received:2022-08-22 Revised:2022-10-27 Online:2023-03-15 Published:2023-04-01

摘要/Abstract

摘要： 本文以5龄老芒麦（Elymus sibiricus L.）为研究对象，采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量，探讨了“一”字切根（RT1）和“十”字切根（RT2）处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C，N，P化学计量特征的影响。结果表明：除土壤pH和速效钾外，2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量，其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时，切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加，氮磷比、微生物量碳氮比降低，表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N，P元素的限制。相关性分析表明，土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关，土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境，为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。

关键词: 切根, 老芒麦, 土壤养分, 微生物生物量, 化学计量特征

Abstract: In this paper, we measured the rhizosphere soil nutrients, microbial biomass, and carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) content of 5-year-old Elymus sibiricus based on spectrophotometer and chloroform fumigation, to compare two root cutting treatments, "one-line" (RT1) and "cross" (RT2).The results showed that in addition to soil pH and available potassium, the root-cutting treatments could both improve soil nutrient content, microbial biomass, and contents of C, N, and P, and RT1 received significantly more microbial biomass and contents of C and N. Meanwhile, root-cutting treatments increased C/N and C/P in soil and microbial N/P, while soil N/P and microbial C/N were decreased. It indicated that root-cutting treatments could alleviate the limitation of soil N and P during the growth of E. sibiricus. Correlation analysis showed that soil organic carbon and total nitrogen were significantly positively correlated with microbial C, N, and N/P ratio, while soil C/P ratio was significantly positively correlated with microbial P and N. Two root cutting treatments improved the rhizosphere soil environment in the 5-year-old E. sibiricus, which provides theoretical basis for scientific management of E. sibiricus artificial grassland.

Key words: Root cutting, Elymus sibiricus, Soil nutrients, Microbial biomass, Stoichiometric characteristics

中图分类号:

S963.91

李霞, 祁娟, 路欣, 独双双, 贾燕伟, 赛宁刚. 切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C，N，P化学计量特征的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 668-675.

LI Xia, QI Juan, LU Xin, DU Shuang-shuang, JIA Yan-wei, SAI Ning-gang. Effects of Root Cutting on Nutrient Content, Microbial Biomass and Stoichiometric Characteristics of C, N, P in Rhizosphere Soil of 5-year-old Elymus sibiricus[J]. Acta Agrestia Sinica, 2023, 31(3): 668-675.

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参考文献

[1] 曾翰国, 岳佳铭, 张曙恒, 等. 76份老芒麦种质资源的农艺性状综合评价[J]. 草地学报, 2022, 30(11):3046-3055
[2] 周华坤, 赵新全, 赵亮, 等. 高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究[J]. 中国草地学报, 2007(2):13-25
[3] 刘艳君, 刘文辉, 祁娟, 等. 不同种植年限老芒麦根际土壤营养与细菌群落多样性[J]. 干旱地区农业研究, 2020, 38(5):8-14
[4] 许淼平, 任成杰, 张伟, 等. 土壤微生物生物量碳氮磷与土壤酶化学计量对气候变化的响应机制[J]. 应用生态学报, 2018, 29(7):2445-2454
[5] KHALID S K, RALF M, XIOMARA C, et al. Microbial biomass, fungal and bacterial residues, and their relationships to the soil organic matter C/N/P/S ratios[J]. Geoderma, 2016, 271:115-123
[6] 代景忠. 切根与施肥对羊草草甸草原割草场植被与土壤的影响[D]. 呼和浩特:内蒙古农业大学, 2016:9-10
[7] 聂秀青, 王冬, 周国英, 等. 三江源地区高寒湿地土壤微生物生物量碳氮磷及其化学计量特征[J]. 植物生态学报, 2021, 45(9):996-1005
[8] CORY C, CLEVELAND, DANIEL L. C:N:P Stoichiometry in Soil:Is There a "Redfield Ratio" for the Microbial Biomass?[J]. Biogeochemistry, 2007, 85(3):235-252
[9] YOU Y, WANG D C, LIU J D. A device for mechanical remediation of degraded grasslands[J]. Soil & Tillage Research, 2011, 118:1-10
[10] 张楚, 王淼, 张宇, 等. 切根与施有机肥对羊草草甸草原打草场地上生物量与土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(1):220-228
[11] 毕舒贻. 不同水肥组合对苜蓿生产性能和品质的影响[D]. 北京:中国农业科学院, 2017:1-5
[12] 秦燕, 刘文辉, 何峰, 等. 施肥与切根对退化羊草草原土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(1):5-14
[13] NAHIDAN S, NOURBAKHSH F, MOSADDEGHI M R. Variation of soil microbial biomass C and hydrolytic enzyme activities in a rangeland ecosystem:are slope aspect and position effective?[J]. Archives of Agronomy and Soil Science, 2015, 61(6):797-811
[14] 高若凡, 张天宇, 白杨, 等. 不同改良措施对退化割草场物种多样性及群落生产力的影响[J]. 中国草地学报, 2019, 41(6):98-104
[15] 代景忠, 白玉婷, 卫智军, 等. 切根对羊草营养生长期内植物功能性状的影响[J]. 植物生态学报, 2021, 45(12):1292-1302
[16] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京:中国农业出版社, 2005:30-103
[17] 吴金水, 林启美, 黄巧云, 等. 土壤微生物生物量测定方法及其应用[M]. 北京:气象出版社, 2006:54-79
[18] 王长庭, 龙瑞军, 曹广民, 等. 高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性——生产力关系[J]. 土壤通报, 2008(1):1-8
[19] 包耀贤, 吴发启, 贾玉奎, 等. 黄土丘陵沟壑区人工农田土壤钾素特征研究[J]. 干旱地区农业研究, 2008(2):1-6
[20] 高志成, 田佳妮, 霍艳双, 等. 切根和浅耕翻措施对退化草地生长季土壤性质及植物群落的影响[J]. 生态学报, 2017, 37(11):3824-3829
[21] 段成伟, 李希来, 柴瑜, 等. 人工修复下退化高寒草甸碳、氮、磷生态化学计量特征[J]. 中国草地学报, 2022, 44(7):23-32
[22] 孙佳慧. 不同恢复改良措施对典型草原植物群落和土壤化学计量学特征的影响[D]. 呼和浩特:内蒙古大学, 2021:45-49
[23] 贺婷. 切根与施肥对放牧中度退化草甸草原植物群落特征和土壤的影响[D]. 呼和浩特:内蒙古大学, 2020:44-45
[24] 王绍强, 于贵瑞.生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征[J]. 生态学报, 2008(8):3937-3947
[25] 吴秀芝, 阎欣, 王波, 等. 荒漠草地沙漠化对土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响[J]. 植物生态学报, 2018, 42(10):1022-1032
[26] TIAN H, CHEN G, ZHANG C, et al. Pattern and variation of C:N:P ratios in China's soils:a synthesis of observational data[J]. Biogeochemistry, 2010, 98(1/3):139-151
[27] 欧延升, 汪霞, 李佳, 等. 不同恢复年限人工草地土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征[J]. 应用与环境生物学报, 2019, 25(1):38-45
[28] 李海云. 祁连山高寒草地退化过程中"植被-土壤-微生物"互作关系[D]. 兰州:甘肃农业大学, 2019:9-10
[29] GLACIELA K, ODAIR A, MARIANGELA H. Three decades of soil microbial biomass studies in Brazilian ecosystems:Lessons learned about soil quality and indications for improving sustainability[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2009, 42(1):1-13
[30] 卢虎, 姚拓, 李建宏, 等. 高寒地区不同退化草地植被和土壤微生物特性及其相关性研究[J]. 草业学报, 2015, 24(5):34-43
[31] 张佳良, 曹杰, 邓波, 等. 垂直切根可以改善松嫩草地羊草生长[J]. 草业科学, 2017, 34(5):1057-1063
[32] JIA G M, CAO J, WANG C Y, et al. Microbial biomass and nutrients in soil at the different stages of secondary forest succession in Ziwulin, northwest China[J]. Forest Ecology and Management, 2005, 217(1):117-125
[33] 马源, 李林芝, 张德罡, 等. 高寒草甸根际土壤化学计量特征对草地退化的响应[J]. 应用生态学报, 2019, 30(9):3039-3048
[34] MARIE S, MEIKE W. Turnover of carbon and phosphorus in the microbial biomass depending on phosphorus availability[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2017, 113:53-59
[35] 喻岚晖, 王杰, 廖李容, 等. 青藏高原退化草甸土壤微生物量、酶化学计量学特征及其影响因素[J]. 草地学报, 2020, 28(6):1702-1710
[36] 张生楹, 张德罡, 柳小妮, 等. 东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤养分特征研究[J]. 草业科学, 2012, 29(7):1028-1032
[37] 吴赞, 彭云峰, 杨贵彪, 等. 青藏高原高寒草地退化对土壤及微生物化学计量特征的影响[J]. 植物生态学报, 2022, 46(4):461-472

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C，N，P化学计量特征的影响

Effects of Root Cutting on Nutrient Content, Microbial Biomass and Stoichiometric Characteristics of C, N, P in Rhizosphere Soil of 5-year-old Elymus sibiricus

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[1]	张雪, 张春平, 杨晓霞, 刘文亭, 俞旸, 曹铨, 刘玉祯, 李彩弟, 高婕, 董全民. 草地和荒漠生态系统生物土壤结皮对土壤养分及酶活性的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 632-640.
[2]	常涛, 张骞, 秦瑞敏, 苏洪烨, 魏晶晶, 程洪杰, 赵天悦, 邵新庆, 周华坤. 氮素配施对三江源区退化高寒草甸植被和土壤的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 860-867.
[3]	贾雪杰, 游明鸿, 李达旭, 雷雄, 任小英, 熊晓兰, 杜静, 陈丽敏, 董志晓, 张建波, 马啸. 减量施肥对金花菜-水稻轮作系统中产量和土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 876-883.
[4]	沈婷婷, 谭瑶, 王悦骅, 韩国栋. 荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 441-447.
[5]	贾燕伟, 祁娟, 赛宁刚, 独双双, 路欣, 李霞. 外源赤霉素和吲哚乙酸对老芒麦生长、生理特性及染色体端粒的调控[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 456-463.
[6]	李彩弟, 张春平, 俞旸, 杨晓霞, 杨增增, 冯斌, 张小芳, 刘玉祯, 魏琳娜, 孙彩彩, 董全民. 种植方式对青海湖流域人工草地植被和土壤养分特征的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 471-478.
[7]	赵芳草, 陈鸿飞, 王一昊, 董宽虎, 王常慧, 陈晓鹏. 盐渍化草地根际土壤理化性质对降水改变和氮添加的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2430-2437.
[8]	刘彦培, 薛世明, 钟绍丽, 刘云松, 蔡明, 侯洁琼, 张博琰, 匡崇义, 徐驰, 高月娥, 吴梦霞, 张美艳. 滇西北高海拔地区小黑麦与饲用豌豆混播草地综合评价[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2497-2504.
[9]	朱凯迪, 孙洪仁, 张吉萍, 冮丽华, 吕玉才, 王国军, 魏登峰. 我国籽实和饲草谷子土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量[J]. 草地学报, 2022, 30(8): 2207-2216.
[10]	高昌宇, 齐志远, 郑慧, 陈玺洋, 秦加敏, 郝杰, 张乃莉, 王常慧, 董宽虎. 土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1641-1650.
[11]	冯斌, 杨晓霞, 刘文亭, 董全民, 张春平, 刘玉祯, 孙彩彩, 李彩弟, 时光, 杨增增, 张小芳, 魏琳娜. 不同放牧方式对高寒草地功能群生态化学计量特征的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1063-1070.
[12]	苏洪烨, 张中华, 佘延娣, 马丽, 毛旭锋, 贾顺斌, 马真, 周华坤, 黄小涛. 不同管理措施对青海湖流域高寒草地土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1071-1076.
[13]	刘小龙, 胡健, 周青平, 曹全恒, 孙梅玲, 陈雪玲, 杨丽雪. 若尔盖高原典型草地灌丛化对植被特征和土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 901-908.
[14]	李沛, 周春梅, 陈冬明, 李其, 邓东周, 黄倩, 胡兴鹏, 邓竹辛, 周冀琼, 孙飞达, 白彦福, 韩金锋, 孙庚, 鄢武先, 刘琳. 若尔盖高寒沙化地中伴生草种对杯腺柳凋落叶初期分解的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(12): 3334-3344.
[15]	林伟山, 德科加, 张琳, 向雪梅, 冯廷旭, 钱诗祎, 魏希杰, 耿晓平. 氮、磷添加对青藏高寒草甸土壤碳氮磷化学计量特征影响的Meta分析[J]. 草地学报, 2022, 30(12): 3345-3354.