高寒草甸土壤可溶性有机氮及其季节动态研究

高寒草甸土壤可溶性有机氮及其季节动态研究土壤可溶性有机氮(Soluble Organic Nitrogen, SON)是陆地生态系统氮素的重要组成部分,因其具有较强的流动性与养分的有效性,在植物和微生物吸收利用、氮素矿化、淋溶和流失等方面都扮演着重要的角色。

目前国际上对土壤SON的含量、组成及其季节动态的研究较少,而现有的SON研究又主要集中在温带森林生态系统,对高寒草甸土壤SON的报道非常有限。

本文分别以甘南玛曲高寒草甸中以珠芽蓼(Polygonum viviparum L.)、禾叶嵩(Kobresia graminifolia C. B. Clarke)和垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为优势植物的土壤为研究对象,对其SON含量、组成及其季节动态进行定性和定量研究,为高寒草甸植物利用有机氮的机制提供科学依据,并为阐述SON的生态意义提供理论基础。

主要研究结果如下：1.高寒草甸三种植物土壤浸提液中的SON含量范围在279.35-882.77 mg/kg,占土壤总可溶性氮库中占94.1%-99.9%,占土壤总氮库的5.2%-20.0%。

三种植物土壤SON含量均高于同期无机氮含量20倍,差异极显著
(p<0.01)。

三种植物土壤的SON含量均表现为夏季>秋季>春季,三种植物间无显著差异。

SON的含量主要受到土壤性质、植被类型、土壤微生物、气候等多种因素的综合影响。

2.三种植物土壤中SON的组成不同,其中疏水、亲水组分所占比例与土壤浸提方式密切相关。

禾叶嵩和垂穗披碱草土壤的KCl浸提液中,SON所含的疏水物质所占比例较大,而在蒸馏水(H20)浸提液中所得结果相反。

珠芽蓼土壤两种浸提液得到的SON 中,亲水、疏水组分所占比例相当。

结果表明,使用盐溶液浸提土壤比使用水溶液浸提更有助于疏水组分的提取。

3.三种植物土壤中,总氨基酸含量皆表现为夏季>秋季>春季；禾叶嵩土壤的总氨基酸含量最高,占SON的比例最大。

垂穗披碱草土壤氨基酸含量与无机氮的比值最高为1：4。

总氨基酸在SON
中所占比例很小,可能与其在土壤中周转迅速、积累少有关。

本项研究得到以下结论：在高寒草甸自然生态系统中,土壤氮储量丰富,土壤中SON库的大小远超过无机氮库,并且氨基酸在SON库中占有一定比例,意味着一些小分子的SON有可能被植物直接吸收利用,并且SON在该生态系统氮循环中可能占有重要地位。

SON的组成主要与其来源有关；影响SON含量的因素包括生物、非生物因素,其中土壤性质、植被类型以及真菌在土壤微生物群落中的比例对SON的影响可能在高寒草甸生态系统中占主导作用。