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土壤是陆地生态系统最大且最活跃的碳库,全球土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)储量约为12002000 Pg,超过了大气及植被有机碳储量之和。SOC矿化作为土壤中重要的生物化学过程,与土壤质量的保持以及温室气体的释放密切相关。氮、磷通过影响植物的光合作用、呼吸作用和土壤SOM分解等过程,实现与碳循环过程的耦合,氮、磷的利用是SOC矿化的重要机制。SOC动态过程包括矿化释放CO2和腐质化为稳定成分两方面。添加氮、磷会促进有机碳矿化作用,主要通过以下三方面:(1)氮、磷是生态系统中植物生长的重要养分限制因子,氮、磷添加改善了土壤肥力,植物初级生产力,促进了SOC矿化作用。(2)氮、磷添加,促进了微生物和土壤酶活性,从而促进了SOC矿化作用。(3)氮、磷添加使得盐碱土pH下降,提高了植物根系活性,促进了SOC矿化作用。本文从氮、磷添加入手,研究添加氮、磷对SOC矿化和激发效应的影响。吉林西部是我国重要的商品粮基地,全球三大盐碱土壤集中分布区之一。本研究依托国家自然科学基金项目“吉林西部盐碱土区土壤有机碳—无机碳转移通量和转化机制研究”,选择吉林省西部地区3块盐碱旱田样地(H1,H2,H3)和3块盐碱水田样地(S1,S2,S3),采用实验室模拟培养,将无机营养素((NH4)2SO4、KNO3和KH2PO4)以7种形式添加到015 cm表层土壤样本中,在25℃恒温箱内连续监测32天,分别在培养的第1、2、4、9、18和32天,测试CO2释放量。将培养时间分为三个阶段,分别为培养前期(09d)、培养中期(918d)和培养后期(1832 d),研究7种氮、磷添加处理对SOC矿化和激发效应的影响机理。一般来说,关于氮、磷添加SOC矿化的研究主要集中在森林、沼泽等地,盐碱地的研究较少。在有机碳含量较高的森林土壤中,添加氮、磷可能会降低SOC的矿化,使SOC得以固存。然而,我们发现在盐碱程度高、SOC含量低的情况下,氮、磷的添加更易刺激SOC矿化,产生正激发效应。研究结果表明,随着培养时间延长,添加氮、磷使得SOC矿化量逐渐增加。在培养前期(09 d),添加氮、磷使得SOC矿化显著增加,但不同添加处理的SOC矿化量没有明显差距;随着培养时间延长,在培养后期(1832 d),矿化累积增加了158.5%976.5%。且同一添加物浓度越高,SOC矿化累积越大。添加氮、磷显著提高了SOC的矿化速率,矿化速率增加了158.5%770.5%。不同处理下旱田、水田SOC的矿化速率变化规律相似,在培养前期(09 d),矿化速率迅速下降;随着培养时间延长,培养中期(918 d)矿化速率缓慢下降;在培养后期(1832 d),矿化速率趋于平缓。在培养期间,水田、旱田不同添加组的激发效应无明显规律,但均产生了正激发效应,说明添加氮、磷促进了SOC矿化作用。因此,旱田SOC矿化和激发效应对添加氮、磷的响应更大。不同的温度、水分、土壤质地和外源添加物等因素,均会对SOC矿化产生影响。这些因素不但可以独立影响SOC分解,不同因素结合存在交互作用,共同影响SOC的矿化。通过相关分析发现,总有机碳(TOC)和总碳含量(TC)呈显著正相关(p<0.01),可交换性钠离子含量(Na+)和电导率(EC)呈极显著正相关(p<0.01),pH、Na+与ESP呈极显著正相关(p<0.01),pH与TOC呈极显著负相关(p<0.01)。在培养期间,SOC矿化、激发效应与原生土壤理化性质表现出显著相关性,SOC矿化作用、激发效应与碱化程度表现出负相关性,与碳氮含量表现出正相关性。