黑土单向冻融过程对不同土层有机碳矿化的影响

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 20; pp. 132 - 139
• Main Authors: 宋媛, 刘会敏, 张辉, 栗现文, 胡亚鲜
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学,北京 100049 01.10.2023; 西北农林科技大学水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌 712100%中国科学院水利部水土保持研究所,杨凌 712100; 中国科学院水利部水土保持研究所,杨凌 712100; 中国科学院大学,北京 100049%西北农林科技大学水利与建筑工程学院,杨凌 712100%西北农林科技大学水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,杨凌 712100
• Subjects: 葡萄糖; glucose; black soil; CO2; 可溶性有机碳; 冻融; priming effect; freeze-thaw; 黑土; 激发效应; dissolved organic carbon
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202304144

TV149%S152.7%S153.6; 为揭示黑土单向冻融过程对不同土层有机碳矿化的影响,该研究以东北典型季节性冻融黑土为研究对象,通过添加13C标记葡萄糖(初始添加浓度为200ng/g)模拟春季解冻期土壤最常见有机碳组分,采用室内由外而内的单向冻融(-10～10 ℃)模拟田间自上而下单向冻融过程,对比分析渐次解冻剥离的外、中、内3个土层在恒温培养15d过程中的CO2释放速率变化规律,以及激发效应差异.结果表明:1)单向冻融后,各土柱外层土壤水分均显著增高(为初始含水率的1.20～1.27倍),而内层则明显失水(仅为初始含水率的78.4％～84.5％),且未添加葡萄糖处理的内外层水分差异比添加葡萄糖处理的更加显著;2)未添加葡萄糖土柱单向冻融后,内层累积CO2释放量均值为138.8 μg/g,显著高于外层(95.1 μg/g);而添加葡萄糖土柱单向冻融后,内层CO2释放速率表现出明显的时间变异性,前期峰值突出(第4天),可达外层和中层峰值的1.7和2.0倍,但后期快速衰退,最终累积CO2释放速率为外层和中层的1.2和1.3倍;3)添加葡萄糖土柱经历单向冻融后,内层累积激发效应仅为-120.60％,而外层和中层累积激发效应高达472.46％和356.74％.黑土单向冻融后不同土层的葡萄糖矿化速率以及激发效应差异说明,先后冻融土层水分迁移和再分布过程,以及层间冻融机制差异,可显著改变微生物群落结构和碳源利用策略,为深入理解非生长季农田黑土碳循环过程提供可靠思路.