不同粒径土壤活性有机碳测定方法的探讨 - 生态环境学报.docVIP

不同粒径土壤活性有机碳测定方法的探讨 刘合明，杨志新，刘树庆* 河北农业大学资源与环境科学学院河北 保定 071000 选择不同肥力的沙质栗钙土、潮褐土和草甸栗钙土三种土壤，采用干筛法对其进行处理，获得四种不同粒级的土壤，分别为：＜0.15 mm、0.15~0.25 mm、0.25~0.50 mm和0.5~1.0 mm，用目前最常用的两种化学方法分别对不同粒级土壤活性有机碳进行了测定。结果表明：不同粒级土壤活性有机碳含量差异显著（P＜0.05），并且土壤活性有机碳含量随粒级增大而降低，其大小顺次为：小于0.15 mm土壤＞0.15~0.25 mm土壤＞0.25~0.5 mm土壤＞0. 5~1.0 mm土壤；与KMnO4氧化法相比，0.2 mol·L-1（1/6K2Cr2O7—13H2SO4）氧化，130~140 ℃油浴煮沸5测定土壤活性有机碳的方法结果稳定，重现性好，变异系数小，且时间短，适宜大批土壤样品活性有机碳的测定。 土壤粒径；土壤活性有机碳；测定方法中图分类号：S151.9+5；S152.3+2；S153.6+21 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（200）0-2046-04土壤活性有机碳指在一定时空条件下，受植物、微生物影响强烈、具有一定溶解性、在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、分解、易矿化，其形态，空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素[1]。近年来随着陆地碳循环与全球气候变化研究的深入，对土壤活性有机碳的研究已成为土壤、环境和生态学领域的热点之一。国内外有关活性土壤有机碳库的测定方法很多，概括起来可分为三大类：一类是物理分组法，一类是化学法，再一类是微生物学方法[2]。国内如袁可能提出的K2Cr2O7氧化法[3]，李酉开提出的稀释热法（水合热法）[4]。国外如Logninow等[5]提出KMnO4氧化法，他们根据有机质被三种不同浓度的KMnO4(33 mmol·L-1、167 mmol·L-1、333 mmol·L-1)氧化的数量，把易氧化有机质分成3个程度不同的级别。这种方法假设KMnO4在中性条件下对土壤碳的氧化作用与土壤微生物和土壤酶的作用类似；氧化中KMnO4下降的浓度越低，说明土壤有机成份活性越大。Lefroy和Blair等[67]研究发现这3个级别活性有机质中，能被333 mmol·L-1 KMnO4氧化的有机质在种植作物时变化最大，因此将能被333 mmol·L-1 KMnO4氧化的有机质称作活性有机质(Labile organic matter，LOM)，不能被氧化的称作非活性有机质(Non—labile OM，NLOM)。 国内外高级刊物中最常用的是化学氧化法，且以袁可能法和333 mmol·L-1 KMnO4氧化法出现最多。但用于测定的土壤粒级不一样，例如袁可能法建议土壤风干过0.15 mm筛，李酉开法和333 mmol·L-1 KMnO4氧化法则用过0.5 mm筛的风干土，粒径选择的差异对不同研究结果的比较造成了一定的困难。目前，针对不同粒径土壤采用不同方法测定活性有机碳的研究报道较少[8]。为此，本研究以这两种最常用的化学方法为基础，选取肥力不同的土壤，针对不同粒级，探讨活性有机质测定方法的稳定性，以期为活性有机质测定方法的选取提供准确、可靠的依据。 沙质栗钙土和草甸栗钙土均采自河北坝上地区张北县小二台乡，潮褐土采自河北保定。沙质栗钙土分别采自莜麦（免耕、少耕、翻耕）、杨树林、苜蓿和南瓜植被地；草甸栗钙土分别采自洋白菜、萝卜、土豆、莜麦、亚麻、蚕豆、甜菜和杂草植被地；潮褐土则采自能够代表中肥力的大田作物小麦—玉米轮作地。 以上采集的16个样点土壤风干后挑去肉眼可见的根、茎、叶等动植物残体和石块等杂物，粉碎过1 mm筛备用。取约20 g土壤研磨全部通过0.15 mm筛，用于测定土壤有机质含量[9]，其各自有机质含量如表1所示。剩余土样则依据各自所属土壤亚类分别进行等量混合，得到三个土壤样品。由于广大研究者更习惯于用风干土进行实验，因此本研究用干筛法[10]得到1.0~0.5 mm，0.5~0.25 mm，0.25~0.15 mm和＜0.15 mm 的各级土粒，装密封袋备用。对每一粒级土壤的测定均设7次重复。 Table 1 Organic matter contents of tested soil 土壤亚类 有机质含量g·kg-1) 平均g·kg-1) 土壤肥力* 沙质栗钙土 8.08莜麦免耕9.22(莜麦少耕7.40(莜麦翻耕8.65(南瓜9.83(苜蓿10.87(杨树 9.01 低 草甸栗钙土 21.05土豆11.24(洋白菜16.22(甜菜19.25(莜麦14.29(蚕豆11.81(萝卜16.23(草地12.75(亚