土壤中溶解性有機(jī)碳、氮及其遷移淋溶特性研究.pdf

1、土壤溶解性有機(jī)碳、氮是指以有機(jī)態(tài)形式存在于土壤溶液有機(jī)物(Dissolved organicmatter,DOM)中的碳、氮。溶解性有機(jī)物質(zhì)所含的碳、氮在土壤生物地球循環(huán)過程中具有重要作用。土壤溶解性有機(jī)氮(DON)是林地生態(tài)系統(tǒng)氮素淋失的主要形態(tài)，但長期以來，研究者多將主要精力集中在無機(jī)氮的研究方面，很大程度上忽視了DON在土壤氮素遷移及淋失中的作用。森林表層土壤中溶解性有機(jī)碳(DOC)淋溶到下層的礦質(zhì)土壤是生態(tài)系統(tǒng)碳素循環(huán)的一個(gè)重要

2、過程。然而，目前對DOC和DON在土壤碳、氮循環(huán)過程中的淋溶遷移特性及其由此可能帶來的環(huán)境效應(yīng)的研究相對較少。 因此，本試驗(yàn)以不同年限日光溫室栽培土壤為主要研究對象，采用原位采集與高速離心兩種不同方法提取土壤溶液，測定了不同土壤中DON、DOC含量的動態(tài)變化；比較了不同年限日光溫室土壤中溶解態(tài)DOC、DON和吸附態(tài)碳、氮的含量；并采用土柱模擬法比較了有機(jī)肥和化肥中不同形態(tài)養(yǎng)分的淋溶特性，獲得以下主要結(jié)論： 1.采用原位提

3、取法采集的土壤溶液中溶解性有機(jī)氮(DON)濃度最高，其次為硝態(tài)氮，銨態(tài)氮含量最低，其占溶解性全氮(TDN)的比例分別為62.3％、18.8％和14.6％；而采用高速離心得到的土壤溶液中的氮素則以硝態(tài)氮濃度最高，DON次之，銨態(tài)氮最低，其占溶解性全氮的比例分別為91.9％、5.9％和1.2％。原位采集的土壤溶液中溶解性有機(jī)碳的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離心法分離的土壤溶液中溶解性有機(jī)碳的濃度。說明采集土壤溶液的方法不同，得到的溶液組成存在明顯差異。因此

4、，在比較不同研究者結(jié)果時(shí)，有必要明確其分離條件。 2.從原位采集與高速離心兩種不同方法提取的土壤溶液中溶解性有機(jī)物質(zhì)的C/N比、腐殖化指數(shù)(HIXem)與UV280值來看，原位采集法得到的土壤溶液中溶解性有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)較離心法得到的土壤溶液中溶解性有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。 3.采用高速離心法分離土壤溶液后再用0.5MK2SO4溶液提取離心后的土壤(定義為吸附態(tài))，測定了土壤溶液及提取液中不同形態(tài)氮素及有機(jī)碳的含量及結(jié)構(gòu)特

5、性。結(jié)果表明，測定的日光溫室土壤離心液及離心土壤提取液中的氮均以硝態(tài)氮濃度最高，溶解性有機(jī)氮或吸附態(tài)有機(jī)氮次之，銨態(tài)氮最低。日光溫室土壤溶解態(tài)有機(jī)碳和吸附態(tài)有機(jī)碳含量占土壤有機(jī)碳的比例平均分別為0.03％和2.80％。吸附的不同形態(tài)氮素及有機(jī)碳的含量顯著高于土壤溶液中相應(yīng)組分的含量。從不同來源有機(jī)物的C/N比、腐殖化指數(shù)(HIXem)與UV28o值看，土壤吸附態(tài)可溶性有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)較土壤溶液中溶解性有機(jī)物的更為復(fù)雜。有必要進(jìn)一步研究土壤

6、中溶解態(tài)和吸附態(tài)有機(jī)氮、碳間的動態(tài)平衡關(guān)系。 4.土柱模擬淋溶試驗(yàn)表明，給土壤中加入等量的氮素(化肥氮和有機(jī)肥氮)溶液后，化肥處理(硫酸銨溶液)后土壤氮素累積淋失量較未施肥清水對照無明顯變化，肥料氮的淋失量占氮總淋失量的比例在2.31％～8.68％之間；而加入有機(jī)肥提取液后淋出的氮量顯著增加，肥料氮占氮總淋失量的比例達(dá)65.7％～76.4％。有機(jī)肥處理淋失的氮素形態(tài)以溶解性有機(jī)氮(DON)為主，其次為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮；而化肥處理氮