冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

验室模拟冻融循环实验。 １２ 冻 融循 环 实验 ． 实验设 计 一 ５～５ ℃冻 融循 环 实验 ：即在 ． ℃ ５ 冻结 １ 、５ ℃消融 １ ｄ 为 １ ｄ作 次冻 融周 期 ，在 ０ ， １ ，３ ，…，１ 次冻融结束后取样 ，每份样 ，２ ，４ ０ 品做 ２个平 行样 ，分 析 Ｓ Ｏｃ的含量 。 １３ 样 品的处 理与 分析 ． 将 完 成 冻融 实 验 的土样 于 实验 室 中 自然 风 干 后碾压使其通过 ０ ５ｍｍ筛 ，采用重铬酸钾外加 ． ２ 热法 测定 Ｓ ＯＣ的含量 。
冻融作用下盐碱水 田土壤含水率和氮素对 有机碳 影响研 究
汤洁 ，娄云 ，李娜 ，李 昭阳，张豪 ，梁爽
吉林 大学环 境 与资源 学 院 ，吉 林 长春 １０ １ ３ ０２
摘要 ：选择吉林西部前郭县盐碱水 田土壤 ，进行实验室模拟冻融实验 ：以一 ℃冻结 １ 、５℃消融 １ 作 为 １次冻融循 环 ， ５ ｄ ｄ 揭示不 同含水 率和含氮量处 理条件下 土壤有机碳 （ ＯＣ）的变化规律 。结果表明 ，土壤含水率和含氮量是影响 Ｓ Ｃ含量 的 Ｓ Ｏ ２个重要 因素 ，冻融次数 、土壤含水率 、土壤含氮量 以及冻融次数和土壤含水率 、冻融次数 和土壤含氮量 的交互作用对 盐碱
水 田 Ｓ Ｃ含量的影响显著（ ０ ５。在 １ ３ Ｏ 尸＜ ． ） ０ ～ 次冻融循环过程 中，Ｓ Ｃ含量明显降低 ，随着循 环次数的增加 ，Ｓ Ｃ含 量降 Ｏ Ｏ 低速度减缓 ；适量 的氮 素和较低 的含水率有利 于 Ｓ ＯＣ的稳 定 ，初始含水率 为 ５ ％的 Ｓ ０ ＯＣ含量明显低 于含水率 ３ ％和 ４ ％ ０ ０
的土壤 ，加入 ２ ％硝酸铵的 Ｓ ０ ＯＣ含量明显低于对照组和加入 １％硝 酸铵 的土壤 。研究结果对深入研究季节冻土 区冻融期盐 ０
碱水 田 Ｓ ＯＣ变化 规律 ，评估全 年候 Ｓ Ｃ储 量有 重要 意义。 Ｏ
关键 词 ：季节性冻 融 ；土壤 有机碳 ；含水 率 ；氮素 ；盐碱水 田区 ；吉林西部 中图分类号 ：Ｓ ５ ．；Ｓ ５ ． １ １２７ １３６ ＋ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号：１７ ．９ ６（ ０ ２ ４０ ２ ．４ ６４５ ０ ２ １ ）０ ．６ ００
１ ． 数 据处理 ４
选 择 Ｓ Ｓ １ ０软件 对测 试数 据进 行 双 因素 Ｐ Ｓ１． ７ 方 差 分 析 （ ＮＯ Ａ 和 显 著 性 检 验 （＜ ．５ ， 用 Ａ Ｖ ） 尸 ００）
Ｅ ｃ ｌ ０ ３ ｒ ｉ ． ｘ ｅ ２ ０ 、Ｏ ｉ ｎ７５软件 进行 制 图 。 ｇ
生态 环境 学报 ２ １， １ ）６ ０６３ ０ ２ ２ （ ： ２．２ ４
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量 较 高 ，土 壤呈 碱 性 ，其研 究 较 多关 注冻 融作 用 下土 壤盐 碱成 分 及其 水盐 运 移 【 ，对 盐碱 水 田冻 １ 引 融 期 土 壤有 机碳 （ Ｏ Ｓ Ｃ）的变 化研究 较 少 ，且 冻 融作用 对 我 国北方 水 田 Ｓ ＯＣ影 响 因素 的研 究 目前 鲜有 报道 。 吉 林 西 部 位 于全 球 变 化 研 究 中 国 东 北 样 带 内，是气候变化 、土地冻融交替显著和碳循环研 究 的重 要 地 区【 ｌ 引，每年 ９月 下旬初 霜 ，翌年 ４月 中旬 终 霜 ，季节 性 冻融 期 长达 六七 个 月 ，冻结 深 度 １ ５～２５ｍ，季节 性冻 融对 Ｓ ． ４ ． ＯＣ的循环 和碳 排 放 起 到重 要作 用 。随着该 区大 面积 土地 开发 整 理工 程 的实施 ， 有 大量 盐碱 地和 荒地 改为水 田 ， 将 为此 开 展冻 融作 用 下盐 碱水 田土 壤含 水率 和 氮素 对有 机 碳影 响研究 对 于 揭示 冻 融期 Ｓ Ｃ 变化 规 Ｏ
季节性 冻融是我 国北方地 区重要 的气 候特 征 ，冻 融作 用对 土 壤的物 理性 质 和微 生物 活性 有 直 接 影 响 ，进而 改 变土 壤 的生 物地 球 化学 过程 和 速 率 ，影 响 土壤 营养 物 质 的迁 移和 转化 。 目前 ， 国 内外 关 于冻融 对 土壤 理化 性质 ¨ ｊ 生物 活性 。 、微 Ｈ 】 Ｎ Ｏ、Ｃ ２ Ｈ 等温室气体排放［ ］ 及 ２ Ｏ 、Ｃ ４ ６ 的研究 － ７ 较多 。此外 ，还有一些学者将研究重点放在了冻 融 循 环 作 用 对 土 壤水 溶 性 有 机碳 ［９ 微 生 物 碳 ８］ －和 ［－］ １１等方面。由于盐碱水 田区土壤 中碳酸盐的含 ０１
年ｌ Ｏ月 １— １ ３ ５日采 集 了 ０～ ３ ｍ 表 层土 壤样 ０ｃ 品 ，装入 采 样布 袋 中带 回实 验 室测 试 。 土壤样 品
的ｐ Ｈ在 ８４～８ ． ． 间 ，为典 型苏 打盐碱 土 。 ８之
将 样 品分成 １ 份 ，每 份 ５ ， 别 调节 土壤 ５ ０ｇ 分 含 水率 为 ４ ％（ ） ０ （ 组 ） ０ ｂ组 、５％ Ｃ ，添加 １％ （ ０ ｄ 组 ）和 ２ ％ （ ０ ｅ组 ）硝 酸铵各 １ ０ ｍＬ以改变 土壤 氮素水 平 ，同时设 置对 照组 （ ａ组 ） ，ａ组 的含水 率为 ３％ 、全氮量 为 １ ８ ｇｋ 一 ０ ． －ｇ 。每个处 理设 ３ ３ 个重 复 ，实 验结果 取 其 平均 值 。将 处理 后 的样 品 放人 烧杯 中 ，瓶 口用 聚 乙烯 塑 料薄 膜封 好 ，分 别 置于 ５ ℃恒 温 培养箱 中培养 ，７ ｄ后 取 出进 行实