东北黑土氮素转化和酶活性对水热条件变化的响应

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2、，独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名.•曰期:L2)学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩

3、印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名:錄指导教师签名：if期：力仏h学位论文作者毕业后去向:电邮话编工作单位：通讯地址：摘要东北黑土区位于温带半湿润季风气候区，其气候特点是冬季寒冷干燥、夏季雨热同期。在长达半年的冬春季节里，土壤处于冻结和解冻状态，存在明显的季节性冻融现象；而夏季雨热同期导致农田土壤湿度变化频繁，干湿交替现象普遍存在。冻融和干湿交替过程是黑土区土壤中氮素迁移转化的重要外营力之一，也是黑土区土壤物质流和能量流变化的重要驱动力。本论文以东北黑土区黑土为研究对象，采用室内模拟试验的方法，研究不同湿度、

4、不同频度干湿交替过程以及长期自然冻融和短期频繁冻融作用对土壤氮素转化及土壤酶活性的影响，初步揭示2种水热条件变化对土壤氮素转化影响的微观作用机理。研究结果如下：1、含水量的影响。在相同培养时间，含水量为20%土壤的铵态氮和硝态氮含量低于含水量为35%和60%的土壤，而氮素转化速率则随着土壤含水量的增加而增加，且随着培养时间的延长，氨化、矿化及硝化速率均呈下降趋势；随着培养时间的增加，脲酶活性呈大幅度变化后波动性变化的趋势，转化酶活性呈现波动性变化，但不同含水量对土壤脲酶和转化酶活性的影响差异不显著。2、干湿交替的影响。在培养期间，对照组与处理组土壤铵态氮及硝态氮含量

5、整体呈下降趋势，但与对照组相比较，干湿交替作用促进了铵态氮和硝态氮含量的增加；经历干湿循环的实验组氮素转化速率整体上高于恒定含水量的对照组，且随着培养周期的增加，氮素转化速率先大幅度下降，随后呈波动性变化；受土壤含水量和干湿循环的影响，除了第0.5、3周期实验组脲酶活性低于对照组外，剩余培养周期里的脲酶活性均表现为：实验组>对照组；转化酶活性也表现出相同的变化规律（8周期除外）。3、短期冻融的影响。整个培养期间，冻融作用下的土壤铵态氮和硝态氮含量随着培养时间的增加而增加。除了培养1周期内低强度冻融（-10—5℃）的土壤铵态氮含量最低外，剩余培养周期里，铵态氮含量均表

6、现为低强度冻融（-10—5℃）>高强度冻融（-25—5℃）>对照组（5℃），不同冻融温度作用下硝态氮含量差异明显。与对照组相比较，冻融交替降低了土壤的矿化速率和硝化速率，提高了土壤的氨化速率，氮素转化速率对不同强度冻融响应显著，总体上看，土壤氨化速率表现为：低强度冻融>高强度冻融>对照组。受土壤温度和冻融交替的影响，土壤脲酶活性和转化酶活性均低于对照组，且两种酶活性均表现为低强度冻融>高强度冻融（1周期除外）。4、长期冻融的影响。长期自然冻融有利于铵态氮含量的积累，而硝态氮含I量表现为下降趋势。随着冻融时间的增加，土壤氨化速率和矿化速率表现为相似的增长趋势，而土壤硝

7、化速率在整个室外冻融期间表现为负增加。和对照土壤相比较，含水量较高的3号平行样品的土壤脲酶活性和转化酶活性有一定的提高，其余两个平行样品的土壤脲酶活性和转化酶活性均有不同程度的下降。5、釆用Pearson的双因素相关性分析得到，除了在不同含水量状况下，其与铵态氮相关性不显著，短期冻融处理下，其与矿化速率相关性较差外，土壤中氮素转化的相关指标与脲酶活性均有显著相关性。而转化酶活性除了在干湿交替状况下与氮素转化的相关指标相关性不显著外，不同含水量及冻融交替作用下的土壤氮素转化速率和冻融循环的无机氮（铵态氮、硝态氮）与转化酶活性的相关性均较好。综上，干湿交替和冻融交替