鄧 健,趙 雪,盧笑玥,張 丹,徐莉萍,朱 運(yùn),吳林豪,李江文,2

1 延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,延安 716100 2 陜西省紅棗重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延安大學(xué)),延安 716100

人類活動導(dǎo)致的大氣氮沉降影響著陸地生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分生物地球化學(xué)循環(huán)過程[1]。尤其是在受養(yǎng)分和水分限制的干旱半干旱地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性差,對氣候變化十分敏感[2];日益嚴(yán)重的氮沉降導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)氮、磷輸入失衡[3],這可能會強(qiáng)烈改變土壤養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)化過程[4]。土壤微生物是養(yǎng)分循環(huán)的核心驅(qū)動力,而胞外酶調(diào)控是微生物調(diào)控養(yǎng)分循環(huán)的最主要過程[5]。氮轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶如β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1, 4-N-acetylglucosaminidase,NAG)和L-亮氨酸氨基肽酶(L-leucine aminopeptidase, LAP)主要參與蛋白質(zhì)、核酸等的水解,促進(jìn)氮素的釋放[6];而磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶如磷酸單酯酶(phosphomonolipase, PME)、磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)可水解土壤有機(jī)磷中的酯鍵促進(jìn)磷素轉(zhuǎn)化,植酸酶(phytases, phyA)能夠催化植酸鹽水解成肌醇和磷酸,決定著土壤有機(jī)磷利用效率和磷素的有效性[7]。氮添加引起的土壤pH下降和養(yǎng)分含量提高會強(qiáng)烈干擾微生物胞外酶的分泌,例如氮添加導(dǎo)致土壤N∶P的升高會刺激微生物分泌更多磷轉(zhuǎn)化相關(guān)胞外酶(如堿性磷酸酶)[8],催化穩(wěn)定態(tài)無機(jī)磷水解和有機(jī)磷礦化[9];此外,N添加還會通過改變土壤pH、有機(jī)碳含量等其他途徑影響酶活性[10]。然而,現(xiàn)有氮添加對土壤中養(yǎng)分轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性影響的研究存在增加[11]、減少[12]或者中性[13]等不同的影響結(jié)果。這說明氮添加影響土壤酶活性的機(jī)理還有待進(jìn)一步深入探討。

土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈地影響著養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程,如不同粒級土壤團(tuán)聚體中的理化環(huán)境和微生物特征存在顯著差異[14]。大團(tuán)聚體主要依靠微生物和有機(jī)物質(zhì)的膠結(jié)作用形成,結(jié)構(gòu)疏松,水分和氧氣含量較多[15];其中的微生物數(shù)量和胞外酶活性也高,因此其養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速率較快[16]。小團(tuán)聚體中氧氣和水分少,微生物活性較低,有機(jī)質(zhì)更加穩(wěn)定,養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率緩慢[17]。氮添加對不同粒級團(tuán)聚體中土壤養(yǎng)分的差異性影響已經(jīng)被觀察到,如氮添加后,中國內(nèi)蒙古草地土壤大團(tuán)聚體中較小團(tuán)聚體具有更高的磷含量[18],大團(tuán)聚體中氮含量也會顯著提高[19];這種團(tuán)聚體之間的差異很可能來自于不同團(tuán)聚體中土壤胞外酶對氮添加的差異化響應(yīng)。然而目前對不同團(tuán)聚體水平中養(yǎng)分轉(zhuǎn)化所對應(yīng)胞外酶的認(rèn)識還十分有限,尤其是氮添加對團(tuán)聚體中氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶的調(diào)控還缺乏深入認(rèn)識。

黃土丘陵區(qū)屬于典型的半干旱氣候區(qū),草地是該地區(qū)主要的土地利用類型之一[20]。當(dāng)?shù)氐牟莸厣鷳B(tài)系統(tǒng)受到水分和養(yǎng)分的強(qiáng)烈限制,尤其是土壤磷素有效性較低;近年來不斷增加的氮沉降引起不平衡的養(yǎng)分輸入加劇了這一問題,并對土壤微生物酶促反應(yīng)過程產(chǎn)生影響,這可能導(dǎo)致土壤的退化[21]。目前雖然對該區(qū)域氮沉降影響土壤養(yǎng)分循環(huán)的基本過程有了一定的認(rèn)識,然而對團(tuán)聚體水平上土壤性質(zhì)和氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性對氮沉降的響應(yīng)并不清楚。因此,本研究的目的是分析草地不同粒級土壤團(tuán)聚體中土壤理化性質(zhì)和氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性對短期氮添加的響應(yīng)特征,和團(tuán)聚體水平上氮添加調(diào)控土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的關(guān)鍵影響因素。研究有助于加深對半干旱區(qū)氮沉降驅(qū)動的土壤養(yǎng)分循環(huán)過程的理解。

1 材料與方法

1.1 研究樣地概況

研究區(qū)位于陜西省安塞區(qū)五里灣流域(36°52′N;109°21′E,海拔1061—1371 m)。該地區(qū)處于黃土高原腹地,具有典型的黃土丘陵溝壑地貌。研究區(qū)屬于暖溫帶半干旱氣候,年平均氣溫8.8℃,多年平均降水量505 mm。土壤主要為黃綿土(Calcaric Cambisols,FAO),平均土壤pH值為8.4。區(qū)域氮沉降主要形態(tài)為無機(jī)氮(銨態(tài)氮和硝態(tài)氮),自然氮沉降水平在10 kg N hm-2a-1到30 kg N hm-2a-1之間[22];研究樣地初始土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量分別為3.88 g/kg、0.52 g/kg和0.67 g/kg,速效磷含量低至4.89 mg/kg(僅占全磷含量0.73%),以往研究也表明該區(qū)域草地受到強(qiáng)烈的磷限制[23]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究采用野外施肥模擬氮添加控制試驗(yàn),2017年3月在流域內(nèi)選擇典型的自然恢復(fù)草地作為試驗(yàn)樣地,通過咨詢當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶了解土地利用歷史獲知該草地恢復(fù)年限約為30年。采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)研究區(qū)域氮沉降水平為10—30 kg N hm-2a-1之間且在持續(xù)增加的特點(diǎn),設(shè)置5個不同施氮水平的處理(0、10、20、40、80 kg N hm-2a-1,用N0、N1、N2、N3、N4表示),每個處理重復(fù)3次,共15個樣方,樣方面積9 m2(3 m×3 m),樣方之間設(shè)置1 m的緩沖帶以防止相互干擾。將15個樣方分為3個區(qū)組,以減少潛在地形位置和養(yǎng)分異質(zhì)性造成的誤差。采用尿素(CH4N2O)作為氮添加劑;每年分四次將尿素溶解到1.5 L水中均勻噴灑。根據(jù)本區(qū)域主要為夏季濕沉降的特點(diǎn),每年6月和9月分別施入全年氮添加量的1/3;3月和12月分別施入全年氮添加量的1/6;對照樣方噴灑等量的水。

1.3 樣品采集和土壤理化性質(zhì)測定

于2020年8月采集土壤樣品,沿著每個樣方的對角線選擇3個點(diǎn),清除表層雜物后,用鋁盒(20 cm×12 cm×6 cm)倒扣壓入土中收集表層土,以避免破壞土壤結(jié)構(gòu)。隨即將土壤樣本運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室,并沿天然裂縫破碎成約1 cm3的小塊。去除細(xì)根、碎石、動物和植物殘留物之后,將同一樣方的土樣混合。采用最佳濕度篩分法進(jìn)行團(tuán)聚體分級[24],具體篩分方法為:首先將土壤鮮樣在4℃的條件下進(jìn)行冷卻干燥,以達(dá)到10%的含水率。再將混合分取的土壤鮮樣放置于由2 mm和0.25 mm孔徑篩子組成的套篩上,以200 rpm的轉(zhuǎn)速震動3 min,最終得到大粒級團(tuán)聚體(>2 mm)、中粒級團(tuán)聚體(0.25—2 mm)和小粒級團(tuán)聚體(<0.25 mm)三個粒級的團(tuán)聚體樣品。每個粒級的土壤樣本分為兩部分,其中一部分儲存在4℃下,用于測定土壤酶活性;另一部分置于陰涼處風(fēng)干后測定土壤的理化性質(zhì)。

1.4 酶活性測定和計(jì)算

土壤酶活性測定采用96微孔板熒光光度法,使用多功能酶標(biāo)儀(Synergy H4, BioTek)進(jìn)行測定,其中β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶,亮氨酸氨基肽酶測定底物分別使用4-甲基傘形酮酰-β-D-吡喃葡糖酸苷(4-MUB-Nacetyl-β-D-glucosaminide)、L-亮氨酸-7-氨基-4-甲基香豆素鹽酸鹽(L-leucine-7-amino-4-methylcoumarin);磷酸單酯酶、磷酸二酯酶和植酸酶測定底物使用對硝基苯磷酸二鈉(PNPP—NA2)和植酸鈉(Sodium phytate),詳細(xì)測定流程參考文獻(xiàn)[26],酶活性以干土質(zhì)量計(jì)算。

氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性計(jì)量比(EEAN∶P)采用對數(shù)轉(zhuǎn)化后的計(jì)量比值:

EEAN∶P= ln(LAP+NAG):ln(PME+PDE+phyA)

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)過正態(tài)性檢驗(yàn)和方差同質(zhì)性檢驗(yàn)后采用單因素方差分析(One-way ANOVA)研究氮添加和團(tuán)聚體對酶活性的影響差異,采用DUNCAN法進(jìn)行多重比較;采用Spearman相關(guān)分析研究不同團(tuán)聚體水平土壤酶活性與土壤養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量比間的相關(guān)關(guān)系;采用偏最小二乘回歸(Partial least squares regression, PLS)模型分析了氮添加對氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶的影響路徑。所有的統(tǒng)計(jì)分析過程都通過R 3.6.2 (R Core Team, Vienna, Austria)來完成。數(shù)據(jù)和柱狀圖采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,養(yǎng)分計(jì)量比均采用摩爾比。

2 結(jié)果

2.1 氮添加對土壤團(tuán)聚體理化性質(zhì)的影響

表1 氮添加對不同粒級團(tuán)聚體中土壤理化性質(zhì)的影響

2.2 氮添加對土壤團(tuán)聚體氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性及酶計(jì)量比的影響

不同土壤團(tuán)聚體中的土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性對氮添加的響應(yīng)有顯著差異(P<0.05,圖1)。PME、PDE和phyA活性均在三個粒級團(tuán)聚體中均總體表現(xiàn)為先降低后升高的變化趨勢,均在N2處理下最低(P<0.05)。不同粒級團(tuán)聚體中LAP和NAG均隨著氮添加水平的升高而顯著升高(P<0.05)。小粒級和中粒級中氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性均高于大粒級。EEAN∶P在三個團(tuán)聚體中都隨著氮添加水平顯著升高(P<0.05)。

圖1 氮添加對不同土壤團(tuán)聚體中氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性及其計(jì)量比的影響Fig.1 Effects of nitrogen addition on the enzymes activities of related to nitrogen and phosphorus transformation and their stoichiometric ratios in different soil aggregates不同的大寫字母表示不同氮添加水平之間存在顯著差異(P<0.05);小寫字母表示不同粒級土壤團(tuán)聚體之間存在顯著差異(P<0.05);N0、N1、N2、N3、N4表示5個不同施氮水平的處理(0、10、20、40、80 kg N hm-2a-1)

2.3 酶活性及其計(jì)量比和土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)的關(guān)系

圖2 不同團(tuán)聚體中土壤酶活性和土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)的相關(guān)性Fig.2 Correlation coefficients between soil enzyme activities and basic soil physicochemical properties in different aggregatesSOC∶土壤有機(jī)碳 soil organic carbon;TN∶土壤全氮 total nitrogen;TP:土壤全磷 total 硝態(tài)氮 nitrate 銨態(tài)氮 ammonium nitrogen;AP:速效磷 available phosphorus;C∶N∶碳氮比 soil organic carbon: total nitrogen;C∶P:碳磷比 soil organic carbon: total phosphorus;N∶P:氮磷比 total nitrogen: total phosphorus;PME:磷酸單酯酶 phosphomonolipase;PDE:磷酸二酯酶 phosphodiesterase;phyA:植酸酶 phytases;NAG:β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶 β-1, 4-N-acetylglucosaminidase;LAP:亮氨酸氨基肽酶 L-leucine aminopeptidase;*表示在0.05水平下顯著;**表示在0.01水平下顯著

圖3 氮添加對不同團(tuán)聚體土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的影響Fig.3 Effects of nitrogen addition on soil enzyme activities related to nitrogen and phosphorus transformation in different aggregates采用氮添加梯度水平表示N添加;采用和表示氮相關(guān)養(yǎng)分;采用TP和AP表示磷相關(guān)養(yǎng)分;采用NAG和LAP表示氮轉(zhuǎn)化相關(guān)酶;采用PME、PDE和phyA表示磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶;虛線表示不顯著;實(shí)線表示顯著;紅色表示正向影響;藍(lán)色表示負(fù)向影響;*表示在0.05水平下顯著;**表示在0.01水平下顯著;***表示在0.001水平下顯著

圖4 不同團(tuán)聚體土壤pH和酶活性氮磷比的關(guān)系Fig.4 The relationship between soil pH and nitrogen-phosphorus ratio of enzyme activities in different aggregates*表示在0.05水平下顯著; **表示在0.01水平下顯著

3 討論和結(jié)論

3.1 氮添加后不同粒級團(tuán)聚體酶活性和養(yǎng)分特征

由于不同土壤粒級的空間異質(zhì)性和資源可用性不同[27—28],導(dǎo)致其中的微生物群落的組成、活性和多樣性以及土壤酶活性也具有顯著差異[29],例如隨著團(tuán)聚體粒徑的減小,土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶的活性反而顯著增加[30]。本研究也發(fā)現(xiàn)PME、PDE、phyA、NAG和LAP等氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶在小團(tuán)聚體中的活性顯著高于大團(tuán)聚體,此前在黃土高原地區(qū)的多項(xiàng)研究也均表明土壤碳、氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性均隨著土壤團(tuán)聚體粒級的減小而增加[31—32]。一方面,可能是團(tuán)聚體物理結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致的,小團(tuán)聚體內(nèi)部孔徑小,養(yǎng)分和水分很容易通過擴(kuò)散作用進(jìn)入其內(nèi)部,為微生物代謝和酶促反應(yīng)提供更多可用基質(zhì),使得酶活性較高[33];而大團(tuán)聚體孔隙大,結(jié)構(gòu)相對疏松,總體穩(wěn)定性低,土壤酶活性容易受到環(huán)境變化的影響,酶活性較低[34]。另一方面,不同粒級團(tuán)聚體土壤底物質(zhì)量的高低對酶活性也有影響[35]。土壤小團(tuán)聚體通過礦物結(jié)合等過程對土壤有機(jī)質(zhì)具有更強(qiáng)的保護(hù)作用,其有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性更高[36],因而其中的微生物需要分泌更多的胞外酶來獲取所需養(yǎng)分資源;而大團(tuán)聚體中新輸入有機(jī)物多,更容易分解的有機(jī)體較含量高,微生物很容易從中獲取所需養(yǎng)分[28,37]。此外,從微生物組成的角度,小團(tuán)聚體中細(xì)菌多樣性較高,而大團(tuán)聚體中真菌多樣性較高[38],相對于真菌,細(xì)菌對氮、磷等養(yǎng)分的需求更大,因而其在小團(tuán)聚體中需要更多氮磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶來獲取營養(yǎng)[27]。最后,本研究發(fā)現(xiàn)小團(tuán)聚體中SOC、TP等養(yǎng)分含量總體高于大團(tuán)聚體,可能是由于微團(tuán)聚體中主要以穩(wěn)定的腐殖質(zhì)碳為主,而大團(tuán)聚體中則主要以易分解、礦化的活性有機(jī)碳為主[39]。因此,小團(tuán)聚體中有機(jī)碳不斷累積富集,而大團(tuán)聚體中的活性有機(jī)碳被微生物分解利用,導(dǎo)致土壤總有機(jī)碳含量小團(tuán)聚體中高于大團(tuán)聚體。

3.2 氮添加對土壤團(tuán)聚體氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的影響

本研究中氮添加對氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶均有顯著影響,尤其是高濃度氮添加導(dǎo)致了土壤團(tuán)聚體磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性的顯著增加,這與藏北高寒草地氮添加試驗(yàn)[40]和全球養(yǎng)分添加的Meta分析[41—42]的研究結(jié)果類似,都表明土壤磷酸酶活性會隨著氮添加濃度的增加而增加。其主要原因是氮添加提高了土壤氮素含量及其有效性,導(dǎo)致土壤N∶P的升高(表1),導(dǎo)致微生物對磷的相對需求增加,因而通過分泌更多植酸酶、磷酸酶等磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶的方式獲取代謝所需的磷元素[43],資源分配理論認(rèn)為微生物胞外酶產(chǎn)量隨著復(fù)合營養(yǎng)物質(zhì)的投入和簡單營養(yǎng)物質(zhì)的匱乏而增加[44]。一般來說,氮添加引起土壤氮的可利用性增加[45],最終會限制氮轉(zhuǎn)化相關(guān)酶(NAG+LAP)的活性[46]。然而本研究中,氮添加之后氮轉(zhuǎn)化相關(guān)酶(NAG+LAP)的活性卻有所升高,這與前人氮添加試驗(yàn)的研究結(jié)果類似[47—48],其原因可能來自于氮添加劑的影響。尿素作為有機(jī)氮被施入土壤之后,不能直接被微生物所利用吸收,因而微生物需要通過提高NAG、LAP酶的分泌來分解利用尿素[49];而如硝酸銨(NH4NO3)等無機(jī)氮添加劑施入土壤后,微生物可以直接利用吸收,因此氮轉(zhuǎn)化酶(NAG+LAP)的活性反而降低[50]。

氮添加對土壤氮磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的影響特征及其路徑在不同粒級團(tuán)聚體中存在較大差異,這可能主要來自于不同粒級團(tuán)聚體中基礎(chǔ)養(yǎng)分含量及其物理性質(zhì)的差異(圖3)。尤其是在中粒級和大粒級團(tuán)聚體中,氮添加通過影響土壤N相關(guān)的養(yǎng)分,從而顯著調(diào)控P轉(zhuǎn)化酶的活性(圖3)。一方面可能是因?yàn)橥獠枯斎氲酿B(yǎng)分更容易進(jìn)入孔隙較大的大團(tuán)聚體中,而小粒級團(tuán)聚體對養(yǎng)分的物理保護(hù)作用比較強(qiáng),因而大粒級和中粒級團(tuán)聚體中氮素相關(guān)養(yǎng)分對外部氮添加的響應(yīng)更加敏感[51],本研究中從N0到N4處理下大粒級團(tuán)聚體中TN的增加幅度(72.90%)顯著高于小粒級團(tuán)聚體(-11.19%)也證實(shí)了這一推測。另一個可能的原因是微生物群落在大和中團(tuán)聚體中具有更高活性,對土壤養(yǎng)分的周轉(zhuǎn)更快[16],因而磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性更容易受到土壤氮素變化的干擾;此前的研究結(jié)果也表明氮添加會顯著改變土壤大團(tuán)聚體微生物群落和酶活性,而對小團(tuán)聚體微生物沒有顯著影響[52]。

氮添加導(dǎo)致的土壤pH下降(即酸化)也是其對酶活性調(diào)控的重要路徑之一,且已經(jīng)被廣泛證實(shí)[53—55],主要是pH的降低可能改變土壤養(yǎng)分如磷、鐵等元素有效性,并引起土壤微生物群落和土壤酶活性的顯著變化[56]。但本研究雖然觀察到了不同團(tuán)聚體粒級中pH的顯著下降(表1),但pH與除NAG活性外的其他酶活性均無顯著關(guān)系,這與此前研究結(jié)論并不一致。盡管如此,本研究卻發(fā)現(xiàn)土壤pH在不同團(tuán)聚體粒級中均與土壤EEAN∶P呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖4,P<0.05)。這表明pH主要影響氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的相對平衡特征,這很可能來自于pH對氮、磷轉(zhuǎn)化功能微生物的調(diào)控[57]。土壤酸化可以直接改變土壤微生物群落組成[47],例如細(xì)菌的相對豐度和多樣性都與pH值呈正相關(guān)[58],而且氮、磷轉(zhuǎn)化功能微生物也對土壤pH比較敏感,例如pH是調(diào)控土壤phoD基因豐度和功能微生物群落的主要變量,而phoD基因則是編碼磷酸酶基因的主要基因[54,59]。因此,未來有必要繼續(xù)探索不同粒級團(tuán)聚體氮磷轉(zhuǎn)化功能微生物群落對氮添加引起pH變化的響應(yīng)。

土壤水分也是影響土壤酶活性的關(guān)鍵因子之一,在半干旱地區(qū)一定范圍土壤水分的升高能提高微生物活力和土壤氮磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性[60],而氮添加可能會通過改變地表植被覆蓋、有機(jī)物輸入或改變土壤結(jié)構(gòu)等影響土壤水分特征[61],由此引起土壤酶活性的變化。然而本研究對水分指標(biāo)并未涉及,這可能導(dǎo)致對氮添加影響團(tuán)聚體酶活性機(jī)理認(rèn)識的不確定性,因此有必要在今后將水分因子納入研究中。同時,本研究采用的最佳濕度篩分法在樣品處理中需要將土壤水分調(diào)節(jié)到10%左右,而處理時不同粒級團(tuán)聚體由于結(jié)構(gòu)差異其水分散失比例不同[62],這有可能引起不同粒級團(tuán)聚體中的酶活性的改變,這也會對研究結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

4 結(jié)論

本研究證實(shí)了草地不同粒級團(tuán)聚體中參與土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性和土壤性質(zhì)的差異化響應(yīng)?？傮w上,磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性在低濃度氮添加下降低而在高濃度氮添加下增加,而氮轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性和EEAN∶P在不同氮添加水平下均顯著增加;小粒級團(tuán)聚體比大粒級具有更高的酶活性;氮添加通過改變土壤養(yǎng)分含量及其計(jì)量比(如TN、SOC、C∶P等)調(diào)控著土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶活性,其中大粒級和中粒級中對磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的調(diào)控主要是通過改變土壤氮素養(yǎng)分含量來實(shí)現(xiàn);此外氮添加引起土壤pH的降低顯著影響了不同團(tuán)聚體粒級中土壤氮、磷轉(zhuǎn)化相關(guān)的酶計(jì)量比。研究結(jié)果有助于預(yù)測未來氮沉降背景下半干旱區(qū)土壤的養(yǎng)分循環(huán)過程的變化,為草地管理提供一定理論依據(jù)。