光照對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性的影響.pdf

1、土壤碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，其動(dòng)態(tài)平衡對(duì)土壤肥力和大氣溫室氣體排放都有重要影響。大量研究表明，太陽輻射對(duì)水體溶解性有機(jī)物(DOM)和陸地植物凋落物有光解作用，但光照是否對(duì)土壤自身有機(jī)質(zhì)有影響還未進(jìn)行過深入研究。同時(shí)，土壤中存在的硝酸鹽是光敏劑，其是否影響土壤有機(jī)質(zhì)的光解還不清楚。為此，本研究通過室內(nèi)模擬光照和室外自然光照，用采自湖北省咸寧市賀勝橋鎮(zhèn)(XH、XS)、四川省綿陽市鹽亭縣(YH、YS)、黑龍江省海倫市(HLJ)以及海南

2、省海口市瓊山區(qū)(HH)的水田或旱地土壤，分別設(shè)置不同光照時(shí)間、不同水分含量、不同土壤類型以及添加不同含量硝態(tài)氮等處理，研究了光照下土壤中溶解性物質(zhì)的變化。主要結(jié)果如下:
　　1)經(jīng)過120 h的連續(xù)光照，YH、YS土壤中溶解性有機(jī)碳(DOC)、溶解性總氮(DTN)含量隨時(shí)間迅速上升。YH、YS風(fēng)干土DOC產(chǎn)生速率分別顯著低于添加水分處理。YH、YS風(fēng)干土中DTN含量產(chǎn)生速率分別顯著低于添加水分處理。光照使土壤DOM相對(duì)分子質(zhì)量和芳

3、香性降低，添加水分加速了該變化。
　　2)光照下添加不同水分后光暗交替培養(yǎng)8d，土壤中DOC含量變化趨勢(shì)大體上隨水分含量增加而先升高后降低。其中，W2水分處理（W∶S為1∶5）下DOC增加速率最高，W1處理（風(fēng)干土，不加水）土壤DOC含量增長(zhǎng)最小。土壤中DTN含量隨水分增加而不斷增加。
　　3)光暗交替培養(yǎng)8d后，土壤中總碳(TC)、總氮(TN)含量隨時(shí)間不斷下降。YH、YS風(fēng)干土中TC含量降低速率分別為168.75、17.

4、51 mg kg-1 d-1。分別顯著低于加水處理(258.75、66.25 mg kg-1 d-1)。YH、YS風(fēng)干土中TN含量降低速率分別為4.06、7.18 mg kg-1 d-1，分別顯著低于加水處理（8.59、12.7 mg kg-1 d-1）。光照下土壤的TC/TN比值隨時(shí)間明顯下降，碳、氮溶解度隨時(shí)間不斷上升，添加水分加速了上述變化。
　　4)光暗交替培養(yǎng)8d后，YH、YS、XH、XS、HH、HLJ六種風(fēng)干土中DOC

5、含量增加速率為2.94～23.96 mg kg-1 d-1，增加的順序依次為HLJ＞YH＞YS＞XS＞XH＞HH，大致從中國(guó)北方到南方遞減。光照下六種風(fēng)干土DTN含量增加速率為0.36～1.76 mg kg-1 d-1。光照下不加水處理，土壤中NH4+、NO3-、NO2-含量隨時(shí)間不斷上升，添加水分加速了土壤中NH4+、NO2-含量的增加，而NO3-含量反而隨時(shí)間下降。光照風(fēng)干土使土壤中水溶性酚(WEP)、堿溶性酚(AEP)、Fe2+、

6、Fe3+含量隨時(shí)間增加，添加水分，進(jìn)一步促進(jìn)了上述物質(zhì)的產(chǎn)生。相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤中NO3-、Fe2+、Fe3+與DOC、DTN含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　5)添加不同含量硝態(tài)氮后光暗交替培養(yǎng)8d，土壤中DOC、NH4+含量大體上隨硝態(tài)氮含量增加而增加，添加水分進(jìn)一步促進(jìn)了DOC、NH4+的產(chǎn)生。光照下，添加50 mg kg-1硝態(tài)氮不加水(N1-D)和添加100 mg kg-1硝態(tài)氮不加水(N2-D)處理土壤中NO2-含量增

7、加較多，而添加150 mg kg-1硝態(tài)氮不加水(N3-D)、添加200 mg kg-1硝態(tài)氮不加水(N4-D)處理土壤中NO2-含量增加較少。N4-D處理下土壤WEP含量增加最多，添加水分處理，添加100 mg kg-1硝態(tài)氮加水(N2-W)處理下土壤WEP含量增加最多。
　　6)室外自然光照下，土壤DOC濃度隨時(shí)間呈線性快速增加，添加硝態(tài)氮進(jìn)一步加速了DOC的產(chǎn)生。光照和添加硝態(tài)氮均使土壤DOM芳香性和相對(duì)分子質(zhì)量降低。