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来源：《学报》2021 年 07 期

作者：王雪松1，郑粉莉1,2*，王婧1，焦健宇1，赵苗苗1

单位：1. 西北农林科技大学水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室；2. 中国科学院水利部水土保持研究所

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400 μmol·mol-1、环境温度为22 ℃）、CO2 浓度升高（CO2 浓度升至700 μmol·mol-1、环境温度22 ℃）、CO2 浓度和温度升高（CO2 浓度升至700 μmol·mol-1、环境温度升至26 ℃）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700 μmol·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 ℃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。

结 论：

（1）CO2 浓度升高对土壤βG 酶活性的影响整体上不显著，但增温显著抑制土壤βG 酶活性，且抑制作用在灌浆期达到最大，此后呈降低趋势，轻度干旱加剧了增温对土壤βG 酶活性的抑制作用。

（2）在充分供水条件下，CO2 浓度升高增加了土壤NAG 酶活性，而增温对土壤NAG 酶活性产生抑制作用；在轻度干旱条件下，CO2 浓度升高对土壤NAG 酶活性无显著影响，而增温对土壤NAG 酶活性在开花-灌浆期有促进作用，但在灌浆-收获期有抑制作用。

（3）在两种水分条件下，土壤LAP 酶活性在4 个谷子生育期均受到CO2 浓度升高的抑制作用，而增温对土壤LAP 酶活性无显著影响。

（4）CO2 浓度升高，在充分供水条件下对土壤ALP 酶活性影响不显著；但在轻度干旱条件下CO2 浓度升高显著增加了土壤ALP 酶活性。在两种水分条件下，增温均显著抑制土壤ALP 酶活性。

责任编辑：郑庆祥

校对 | 审核：潘淑君 王农