凋落物C/N对土壤有机碳矿化的影响

凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃和33℃,进行恒温避光培养,期间动态监测CO_(2)排放的变化,以揭示SOC矿化过程应对三因子的响应机制。结果显示,凋落物添加显著增加CO_(2)峰值排放速率,且与C/N>30的凋落物相比,添加C/N<30的凋落物对CO_(2)的峰值排放速率的促进作用更显著。CO_(2)峰值排放速率同时受土壤肥力和培养温度影响,HF-33℃条件下的CO_(2)峰值排放速率最高。添加C/N<30的凋落物显著增加了CO_(2)累积排放量,在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃条件下,最大增幅分别为407%、304%、345%和160%。相关分析显示,SOC矿化率与凋落物C/N间呈负相关关系,这说明低质量凋落物会抑制SOC矿化。在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃处理下,与凋落物C/N最低的CN1相比,添加C/N最高的CN7后,SOC矿化率的降幅分别达3.53、3.04、1.71和2.06倍。土壤肥力影响SOC矿化,HF的SOC矿化率较LF高1.29-2.66倍。培养温度对SOC矿化的影响在HF中表现出显著差异,与CK相比,在HF中添加凋落物显著降低了SOC矿化温度敏感性(Q10)。综合PLS-PM模型可知,SOC矿化是凋落物C/N、土壤肥力和培养温度综合作用的结果。其中,凋落物的C/N比对SOC矿化产生显著的负效应,土壤肥力则对SOC矿化产生主要的正效应,而温度的正效应则相对较小。研究结果有助于进一步理解不同土壤肥力和温度背景下,C/N不同的外源有机物输入对SOC矿化的影响及其背后的综合效应。