南方长期不同土地利用方式下土壤肥力变化特征——以湖北省长阳县火烧坪乡为例

摘要：

[目的]南方草山草坡分布区气候湿润、温度适宜、适合牧草生长,具有很高的生产和生态价值.土地利用方式的改变会造成土壤肥力的差异,因此探究南方草山草坡不同土地利用方式下的土壤养分特征,对南方草山草坡合理开发利用具有深远意义.[方法]湖北省长阳县的天然草山草坡、人工草地、农田在中国南方的分布具有代表性.本研究在该县的火烧坪地区采集3种土地利用类型0—10、10—20和20—30 cm土层深度样品,测定其土壤物理和化学性质.采用单因素方差分析和多重比较方法,探究了土地利用方式及其不同土层之间养分的差异,并利用主成分分析评价了各土地利用类型的土壤质量水平.[结果]1)草山草坡3个土层的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著高于人工草地和农田(P<0.05),而土壤全钾(TK)、碱解氮(AN)含量则显著低于农田和人工草地,pH没有显著区别.天然草山草坡土壤养分含量随土层的加深而降低,人工草地和农田的养分含量在0—30 cm土层无显著变化.2)天然草山草坡土壤过氧化氢酶(CAT)活性高于农田和人工草地,且CAT活性随土层深度的增加逐渐递减.农田脲酶 (URE)活性高于人工草地和天然草山草坡,且农田中的URE活性受土壤深度影响较小.蛋白酶 (PRE)活性受土地利用方式和土层深度影响较小.转化酶(IVT)活性在4种酶中表现为最高,在人工草地与天然草山草坡中IVT的活性逐层递减,而在农田中IVT的活性土层间无显著变化.3)农田固氮菌数量整体上高于人工草地和天然草山草坡,在10—20 cm土层中农田的反硝化细菌和纤维素分解菌数量显著高于人工草地和天然草山草坡.固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌和纤维素分解菌数量随土层深度的变化均不明显.4)主成分分析计算土壤质量综合得分中,土壤基本养分占比39.8％,土壤微生物占比30.8％,土壤酶活性占比10％,综合质量得分为天然草山草坡(WL)>人工草地(GL)>农田(CL).[结论]南方天然草山草坡改为人工草地和农田后,土壤全碳、有机碳和全氮含量显著降低,天然草山草坡全磷、全钾含量由于没有施用化肥显著低于人工草地和农田.天然草山草坡的有机质和全氮含量随土层深度的增加而降低,但人工草地和农田在0—30 cm土层深度范围内没有显著变化.天然草山草坡表土中的酶活性较高,而人工草地土壤中的微生物数量较高,TN、TC、SOC、AP、pH表征了39.8％的土壤肥力,微生物数量表征了30.8％的土壤肥力,综合比较,土壤肥力水平表现为天然草山草坡>人工草地>农田.

关键词：南方草山草坡、土地利用方式、天然草山草坡、土壤养分、人工草场、农田、主成分分析

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分类号：S158;S812.2;F426.7

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;现代农业产业技术体系;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：188-200