土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)矿化是陆地生态系统中有机碳库循环的重要过程, 在全球碳循环中起着重要作用^{[1, 2]}.通常认为, 在一定的温度范围内, 土壤有机碳矿化与温度呈正相关^{[3, 4]}, 温度越高, 土壤碳释放速率越快.此外, 水分也是影响SOC矿化的主要因素之一, 有研究指出, 在恒温条件下, 土壤有机碳矿化在一定范围内随土壤水分增加而增大^{[5, 6]}, 但也有研究认为, 好气条件下土壤有机碳更易分解^[7].自然状态下, 土壤外界环境温度受气温影响显著^{[8, 9]}, 外界温度的变化对土壤碳矿化的影响更为显著.然而, 目前大多数有关碳矿化的研究仅围绕恒温领域开展, 变温领域温度和水分对SOC矿化的规律又如何？相关研究则相对缺乏^[10].

紫色土主要集中分布于四川盆地, 是川渝地区重要的耕作土壤^[11].四川盆地的紫色土分布区属亚热带季风性湿润气候, 昼夜温差明显, 通常情况可达到10℃^[12].在自然状态下, 土壤外界的环境温度日变化明显, 并呈周期性波动, 然而目前有关这种周期性变温如何影响土壤有机碳(SOC)矿化尚无统一观点.因此, 本文选取紫色丘陵区典型旱地土壤——紫色土为供试土壤, 从温度和水分两个方面进行研究, 探讨周期性变温条件下紫色土有机碳的矿化特征, 分析周期性变温对SOC矿化的影响差异, 以期为全面认识紫色土有机碳矿化的温度动态影响机制和环境效应提供科学参考.

供试紫色土采自重庆市北碚区澄江镇马台村(106°23′E, 29°53′N), 采样点海拔为296 m; 马台村属亚热带季风性湿润气候, 雨量充沛, 云雾多, 日照少, 年均气温18.2℃, 年均降雨量1 134.4 mm, 无霜期334 d; 供试土壤的成土母质为侏罗系沙溪庙组(J₂s)紫色泥岩、砂岩风化残坡积物; 样地轮(套)种作物为玉米、红薯、油菜等.在样地内, 沿“S”形路线, 多点采集表层(0~20 cm)土样并均匀混合, 去除混合土样中的活体根系及可见有机物残体, 于室内自然风干后, 磨细、过筛, 以用于土壤理化指标测定及矿化培养试验.供试土壤基本理化性质为：pH 5.4, 土壤有机碳含量14.05 g·kg^-1, 全氮(N)含量1.42 g·kg^-1, 全磷(P)含量2.33 g·kg^-1, 全钾(K)含量48.27 g·kg^-1, 黏粒(< 2 μm)含量18.19%.

本试验从水分和温度2个方面进行设置.其中水分共设置2个梯度：70%田间持水量(WHC)和淹水(土水比1:2), 分别记为M1、M2;温度共设置4种模式：恒温15℃培养(T1)、恒温20℃培养(T2)、恒温25℃(T3)培养和周期性变温15/25℃(VT)培养.变温培养按照15℃→20℃→25℃→20℃→15℃的顺序变温, 每个温度恒温6 h后变为下一个温度, 每个变温循环为24 h, 前一个变温循环结束后立即进入下一个循环.依据上述两个因素的水平数, 本培养试验设有8个处理, 分别记为M1T1、M1T2、M1T3、M1VT、M2T1、M2T2、M2T3、M2VT.

取20 g已剔除根系并过2 mm筛的供试土壤, 均匀平铺于250 mL培养瓶底部, 培养瓶瓶口中间用有一小孔的橡胶塞塞住, 瓶塞小孔处涂上硅胶防止漏气.调节土壤含水量至60% WHC, 置于25℃恒温培养箱中开盖预培养5 d.预培养结束后, 利用称重法补充水分, 并设置无土空白对照.分别在培养后第1、2、3、5、7、10、13、17、21、25、29、34、39、44、50、56和66 d用注射器从培养瓶的瓶塞小孔处抽取约9 mL气体, 并运用气相色谱仪(Agilent, 7820A)分析CO₂浓度, 每个处理重复4次.定期测定培养瓶重量, 添加去离子水以保证瓶内水分恒定.气体采集后打开瓶塞约20 min, 待培养瓶内外气体交换充分后, 盖上瓶塞并封闭抽气孔, 将密封培养瓶放入培养箱继续培养.根据所测定的CO₂浓度, 计算培养期内SOC矿化速率和累积矿化量.同时在第1、5、10、25、44和66 d测定培养土壤的微生物量碳(MBC)含量, 每个处理重复3次.

土壤pH采用酸度计法测定, 水土比为2.5:1;土壤有机碳采用重铬酸钾容量法测定; 全氮采用半微量开氏法测定; 全磷采用硫酸-高氯酸消解, 比色法测定; 黏粒含量采样吸管法测定; 土壤微生物量碳采用氯仿熏蒸浸提法^{[13, 14]}测定.

累积矿化量(mg·kg^-1)以单位质量土壤(105℃烘干土重)整个培养期内(66 d)矿化释放的总碳量表示; 矿化速率[mg·(kg·d)^-1]以单位质量土壤单位时间内矿化释放的碳量表示; 矿化强度(‰)以整个培养期内矿化释放的总碳量与培养土壤初始土壤有机碳含量的比值表示.

土壤有机碳矿化采用双库一级矿化动力学模型模拟^{[15, 16]}：

式中, C_t表示培养t(d)时的有机碳含量(mg·kg^-1); C₀、T_c、(T_c-C₀)分别表示土壤中易分解有机碳含量(mg·kg^-1)、供试土壤初始总有机碳含量(mg·kg^-1)以及土壤中难分解有机碳含量(mg·kg^-1); k、h分别表示土壤中易分解有机碳的分解速率(d^-1)以及难分解有机碳的分解速率(d^-1); t表示培养时间(d).

采用Microsoft Excel 2016制图, 利用SPSS 21.0软件进行数据统计与分析.采用最小显著差异法(LSD)进行多重比较(P < 0. 05), 运用非线性回归分析进行双库一级动力学模型拟合和参数计算.

由图 1所示, 在整个培养期间(0~66 d), 所有温度范围内的日均土壤矿化速率呈相同的变化趋势.在培养前期1~14 d急剧下降, 此后在小范围内浮动并逐渐平稳.淹水时的矿化速率在第1、2 d内达到峰值后下降, 且前期矿化速率下降幅度较好气(70% WHC)平缓.在相同水分处理下, 前14 d各恒温培养的SOC矿化速率的快慢顺序依次为：25℃>20℃>15℃.对比恒温和变温培养, 15/25℃周期性变温培养(15/25℃培养)矿化速率在20℃恒温培养上下波动, 除第1、3 d的平均有机碳矿化速率与20℃差异显著(P < 0.05)外, 其余培养时间均无显著差异; 培养前5 d, 70% WHC时的15/25℃培养显著低于25℃恒温培养, 而淹水时的15/25℃培养在第1、2 d时与25℃培养差异显著, 而恒温20℃的矿化速率更接近15/25℃培养.除第1 d外, 淹水条件时15/25℃培养的矿化速率显著大于好气培养(P < 0.05).至培养结束时, 淹水和70% WHC下, 各温度培养紫色土的SOC矿化速率分别降为第1d的1.4%~5.2%和0.6%~1.0%.

图 1

Fig. 1

不同字母组合表示不同水热处理：M1、M2分别表示70% WHC和淹水处理, T1、T2、T3、VT分别表示恒温15℃、20℃、25℃和周期性变温15/25℃培养, 下同 图 1 不同水热条件下紫色土有机碳矿化速率 Fig. 1 Mineralization rate of organic carbon in purple soil under different hydrothermal conditions

从图 2可看出, 各水热处理下, 紫色土有机碳累积矿化量均呈现前期增速较快, 而随培养时间延长增幅减慢渐趋平缓; 第一周的SOC累积量显著高于其余9周的含量(P < 0.05), 且不同温度下的累积矿化量均在第一周达到整个培养期的50%左右(表 1).整个培养期内, 相同水分状况下, 各温度处理的SOC累积矿化总量的高低顺序依次为：25℃>15/25℃>20℃>15℃; 其中, 70% WHC时, 在25℃培养下的紫色土有机碳累积矿化量均显著高于15℃和20℃, 且与15/25℃也存在明显差异(P < 0.05);淹水时, 紫色土在20℃、15/25℃和25℃培养下的SOC累积矿化量均显著大于15℃培养(P < 0.05), 且分别是15℃的1.9、2.0和2.1倍.此外, 同一水分条件下, 15/25℃的平均积温与20℃培养无明显差异, 且至培养结束时, 15/25℃培养和恒温20℃培养间的SOC累积矿化量仍未出现显著差异.另外, 同一温度模式下, 供试土壤有机碳累积矿化量均表现为淹水大于70% WHC, 且除恒温15℃外, 其余温度均表现为淹水时的SOC累积矿化量显著高于70% WHC(P < 0.05).由表 1可得, 在相同水分条件下, 15/25℃周期性变温培养与恒温20℃培养在各培养时段的SOC累积矿化均无显著差异, 这表明, 好气和淹水条件下紫色土可用恒温20℃来评估15/25℃周期性变温的SOC矿化的影响效应.

图 2

Fig. 2

图 2 不同水热条件下紫色土土壤有机碳累积矿化量 Fig. 2 Cumulative mineralization of soil organic carbon in purple soil under different hydrothermal conditions

表 1 (Table 1)

表 1 不同培养时段紫色土土壤有机碳累积矿化量1) Table 1 Cumulative mineralization of soil organic carbon in purple soil at different incubation periods 处理 水分 温度/℃ SOC累积矿化量/mg·kg-1 0~3 d 3~7 d 7~17 d 17~29 d 29~44 d 44~66 d 0~66 d M1T1 70% WHC 15 23.46c 7.26b 9.06b 4.07d 4.52b 3.25b 51.62c M1T2 70% WHC 20 30.51bc 9.98b 9.68b 5.81cd 6.30b 3.73b 66.01c M1T3 70% WHC 25 50.78a 14.30b 13.36b 7.35c 6.25b 5.78b 97.82b M1VT 70% WHC 15/25 28.25c 10.05b 13.25b 7.94c 6.10b 5.84b 71.43c M2T1 淹水 15 18.27d 14.04b 10.40b 6.68cd 6.21b 5.41b 61.00c M2T2 淹水 20 34.61b 19.52ab 23.39a 13.23ab 12.09a 11.13a 113.96ab M2T3 淹水 25 45.84a 23.07ab 26.03a 12.57b 11.99a 9.05ab 128.55a M2VT 淹水 15/25 36.06b 22.18a 25.47a 14.45a 12.11a 11.12a 121.39a 1)不同小写字母表示在同一培养时段内差异达显著水平(P < 0.05), 下同

表 1 不同培养时段紫色土土壤有机碳累积矿化量1) Table 1 Cumulative mineralization of soil organic carbon in purple soil at different incubation periods

图 3反映了整个培养期间(0~66 d), 不同温度处理条件下紫色土有机碳矿化强度.在相同水分条件下, 紫色土各温度培养的SOC矿化强度的高低顺序依次为：25℃>15/25℃>20℃>15℃, 与SOC累积矿化量的变化规律一致, 其最大值均出现在恒温25℃培养.其中, 在70% WHC时, 15/25℃培养下的SOC矿化强度与25℃差异显著(P < 0.05), 但与15℃和20℃无明显差异; 淹水时, 15/25℃培养的矿化强度显著大于恒温15℃, 与20℃和25℃无显著差异.此外, 从图 3中也可看出, 相同温度培养期间, 供试土壤在淹水时的SOC矿化强度大于70% WHC, 其中, 淹水时15/25℃培养的矿化强度显著大于70% WHC.

图 3

Fig. 3

柱上不同小写字母表示差异达显著水平（P < 0.05），下同 图 3 不同水热条件下紫色土有机碳矿化强度 Fig. 3 Mineralization intensity of organic carbon in purple soil under different hydrothermal conditions

由图 4所示, 紫色土在培养前期(1~10 d)各水分状态的波动较大, 在培养后期(25~66 d), 除15℃外, 其余温度培养下70% WHC的MBC均大于淹水, 且在较高温(25℃)时存在显著差异(P < 0.05).培养前期, 15℃和20℃时的MBC含量在第1 d达到最大值, 1~10 d逐渐下降; 25℃和15/25℃的MBC含量最大值则出现在第5 d, 呈现出先升高后下降的趋势; 在第25 d, 各温度培养下的土壤MBC含量又出现峰值, 后随着培养时间的延长而逐渐降低.此外, 在70% WHC时, 各温度培养下, 紫色土MBC含量在第1 d无明显差异, 随后在5~66 d培养时间内, 恒温25℃培养的MBC高于其余处理, 但只与恒温15℃培养有显著差异(P < 0.05), 说明在恒温培养下, 温差要达到10℃时才有可能显著影响土壤微生物量碳含量; 15/25℃变温培养在培养中期(5~25 d)与恒温20℃培养有显著差异, 第5 d时显著高于15℃和20℃, 第10~25 d时又显著低于20℃和25℃.淹水时, 变温培养与恒温间MBC含量的变化则不显著, 不同水分状态也会影响土壤MBC含量.对比不同水分条件下的变温培养, 除第10 d所测MBC值为70% WHC小于淹水外, 其余培养时间均为70% WHC显著大于淹水(P < 0.05).结合紫色土有机碳矿化速率, 分析各处理下MBC含量与SOC矿化速率的相关性, 由表 2可知, 在70% WHC时, 各温度培养下紫色土的MBC含量与SOC矿化速率相关关系不显著; 而淹水时, 仅在20℃和25℃培养时, MBC含量与SOC矿化速率存在显著的线性正相关关系.

图 4

Fig. 4

图 4 不同水热条件下紫色土微生物量碳含量 Fig. 4 Microbial biomass carbon content in purple soil under different hydrothermal conditions

表 2 (Table 2)

表 2 各处理下紫色土微生物量碳与土壤有机碳矿化速率的相关性1) Table 2 Correlation coefficients between microbial biomass carbon and SOC mineralization rate of pueple soil under different temperature treatments 处理 水分 温度/℃ R M1T1 70% WHC 15 0.53 M1T2 70% WHC 20 0.45 M1T3 70% WHC 25 0.08 M1VT 70% WHC 15/25 0.51 M2T1 淹水 15 0.46 M2T2 淹水 20 0.87* M2T3 淹水 25 0.89* M2VT 淹水 15/25 0.46 1)R为相关系数, *表示在P < 0.05水平上显著相关

表 2 各处理下紫色土微生物量碳与土壤有机碳矿化速率的相关性1) Table 2 Correlation coefficients between microbial biomass carbon and SOC mineralization rate of pueple soil under different temperature treatments

由表 3可见, 整个培养期间, 在相同水分条件下, 紫色土各温度培养的C₀值大小顺序依次为：25℃>15/25℃>20℃>15℃.同一温度不同水分下, 紫色土在淹水时的C₀值均大于70% WHC, 且除恒温15℃外, 其余温度培养C₀值含量均差异显著(P < 0.05).各水分状态下, 恒温培养时, 紫色土C₀含量随温度的升高而增大, 与SOC累积矿化量变化规律一致.比较变温与恒温培养, 15/25℃培养下的C₀值与20℃无明显差异, 但与15℃和25℃差异显著. C₀/C₆₆为易分解有机碳占66 d培养期内总累积矿化量的比例, 70% WHC和淹水时紫色土在各温度下C₀/C₆₆的变化范围分别为：65.19%~73.93%和62.77%~68.00%, 各处理间C₀/C₆₆差异不显著, 但均高于60%.另外, C₀/SOC值的大小反映了SOC矿化能力, 在相同水分状况下, 紫色土表现为25℃培养的SOC矿化能力强于其余培养温度; 而15/25℃周期性变温与恒温20℃间的SOC矿化能力无明显差异.相同温度培养下, 紫色土在淹水时的SOC矿化能力强于好气(P < 0.05).淹水培养时, 易分解有机碳矿化速率常数k值在各温度间没有明显差异; 而70% WHC时变温培养的k值显著低于20℃(P < 0.05), 恒温25℃和20℃培养下的k值分别是15/25℃培养时的1.5和1.4倍.在同一温度培养下, 不同水分含量对k值有显著影响(P < 0.05), 好气状态处理的k值均大于淹水处理.在70% WHC条件下, 各处理间的难分解有机碳矿化速率常数h无明显差异; 而在淹水条件下, 15℃培养温度下的h显著低于(P < 0.05)其余温度处理.对比恒温20℃和15/25℃培养, 好气条件恒温20℃培养k值大于15/25℃培养, 而淹水条件则无明显差异; 在两种水分条件下, 恒温20℃和15/25℃培养的h值均无明显差异.

表 3 (Table 3)

表 3 不同水热条件下紫色土有机碳矿化动力学参数1) Table 3 Kinetic parameters for organic carbon mineralization of purple soil under different hydrothermal conditions 处理 水分 温度/℃ C0/mg·kg-1 C0/C66/% k/d-1 h×10-5/d-1 C0/SOC/‰ R2 M1T1 70% WHC 15 37.09±5.36c 72.32±3.49a 0.38±0.07b 2.09±0.52b 2.64±0.38c 0.98 M1T2 70% WHC 20 44.89±8.47c 68.01±6.17a 0.48±0.10a 2.96±0.73b 3.20±0.60c 0.97 M1T3 70% WHC 25 71.68±8.56b 73.93±5.50a 0.44±0.07ab 3.56±1.10b 5.10±0.61b 0.99 M1VT 70% WHC 15/25 45.97±11.87c 65.19±5.07a 0.33±0.05b 3.43±1.32b 3.27±0.85c 0.98 M2T1 淹水 15 40.91±5.27c 67.88±7.59a 0.20±0.06c 2.52±0.96b 2.91±0.38c 0.99 M2T2 淹水 20 70.86±5.59b 62.77±8.01a 0.20±0.01c 5.35±1.41a 5.04±0.40b 0.99 M2T3 淹水 25 87.59±12.30a 68.00±3.98a 0.23±0.02c 5.23±0.59a 6.23±0.88a 0.99 M2VT 淹水 15/25 77.41±20.41ab 63.59±11.90a 0.20±0.06c 5.43±1.86a 5.51±a1.45b 0.99 1)C0表示土壤中易分解有机碳含量; C66表示66 d的土壤有机碳累积矿化量; C0/C66表示土壤易分解有机碳占66 d培养期土壤有机碳累积矿化量的比例; k、h分别表示土壤中易分解有机碳和难分解有机碳的分解速率; C0/SOC表示易分解有机碳占总有机碳的比例; R2为拟合方程的决定系数

表 3 不同水热条件下紫色土有机碳矿化动力学参数1) Table 3 Kinetic parameters for organic carbon mineralization of purple soil under different hydrothermal conditions

温度和水分是影响土壤矿化的重要因素, 本试验恒温培养下的土壤CO₂累积释放量随着温度升高而显著增加, 这与其他研究得出结果一致^{[5, 17, 18]}, 且淹水高温下土壤矿化量最大.本研究中, 15/25℃周期性变温培养的积温为20℃, 与恒温20℃培养相同, 在两种水分处理下, 15/25℃培养在各时段的累积矿化量总是略高于恒温20℃, 且与20℃无显著差异, 即可用20℃恒温来评估变温(15/25℃)SOC矿化的影响效应.这与Zhu等^[9]的研究结果类似, 表明温度模式的变化(恒温或变温)对SOC矿化无明显影响, 变温处理下的SOC矿化受温度范围的限制, 其值接近与其积温相同的恒温处理.但也有研究表明温度模式的变化可以显著影响培养土壤的SOC矿化^{[10, 19]}, 其原因如下, 一是本次试验中变温培养的温度变化幅度较小(5℃), 而已有研究中的温度变幅为10℃; 二是本试验变温处理在较低温度下培养, 并没有探讨较高温度时, 土壤周期性变温与恒温之间的矿化; 三是土壤类型也是影响SOC矿化的重要因素, 土壤理化性质(如土壤有机质的化学组成等)也会影响土壤的矿化机制^[20].本研究中, 不同温度条件下, 紫色土前14 d的SOC矿化速率均显著高于后52 d(P < 0.05), SOC矿化累积量在前14 d内达到整个培养期的65%~75%之间, 这表明在整个培养过程中SOC矿化累积量主要由矿化速率决定.由图 3所示, 除恒温15℃培养外, 相同温度下不同水分的矿化强度与SOC浓度间存在显著相关性(P < 0.05), 这与Dimassi等^[21]的研究结果类似.在同一水分下低温与高温也存在显著相关性, 表明温度和水分均影响SOC矿化强度(C₆₆/SOC).在以往的研究中, 有研究认为淹水条件下土壤有机碳矿化高于好气条件^{[6, 22, 23]}, 但也有部分研究持相反意见^{[5, 24]}.本研究表明, 相较于70%WHC, 淹水条件更有利于紫色土有机碳的矿化, 其可能原因如下：①本研究设置的是浅层淹水培养, 淹水层深度约为1.5 cm, 较浅的淹水层使得水层外的氧气易于扩散到土水接触面, 这能及时补充因土壤有机碳矿化导致的氧气耗损, 再加上供试土壤的有机碳含量水平一般, 其矿化所需的供氧强度要求不高, 土水接触面的氧气供应能持续满足供试土壤有机碳矿化的需求, 使得氧气未成为淹水条件下供试土壤有机碳矿化的限制因子; ②淹水培养导致供试土壤的土粒间或孔隙中充满水, 为微生物在不同的土粒表面或孔隙面之间移动提供了便利通道, 这或许能有效增加土体内微生物的移动性及其群落的扩散性, 使微生物有更多的机会去接触和代谢土体内有机物质, 进而有利于土壤有机碳矿化.土壤有机碳矿化和土体内微生物群体活性之间有着密切的联系^[25], 土壤微生物量碳含量是常被选作衡量土体内微生物群体活性或代谢能力的一个重要指标^[26].然而, 目前有关土壤有机碳矿化和土壤微生物量碳含量之间是否存在显著相关的观点并不一致, 有研究认为在恒温条件下土壤矿化强度与微生物量碳之间有一定的相关性^{[27, 28]}, 也有研究认为土壤有机碳矿化和微生物量碳不存在显著相关性^[29].本研究表明, 变温条件下紫色土有机碳矿化速率和土壤微生物量碳含量之间无显著相关, 笔者认为导致该现象的主要原因可能是：变温条件下土壤微生物量碳含量不能即时反映土壤微生物群体的真实代谢能力, 微生物生物量对变温条件的响应敏感度不及微生物活性, 其可能存在一定的滞后效应.由此可见, 土壤微生物量碳含量不宜被选作即时反映变温条件下土壤微生物群体活性或代谢能力的指标.

矿化动力学方程拟合表明, 温度和水分均能影响各处理C₀(土壤中易于被矿化的那部分有机碳)的含量.对比恒温处理, C₀值随着培养温度的升高而增大, 这与SOC累积矿化量的变化规律相一致, 大部分前人研究也得出一致结论^{[17, 30, 31]}, 即温度升高导致土壤有机碳的有效性增强, 部分缓效性碳转化为活性碳.在相同培养温度下, 紫色土C₀含量均为淹水大于70% WHC, 且除恒温15℃外, 其余培养温度均差异显著(P < 0.05), 而变温培养亦有此规律, 原因可能为在淹水条件下土壤微生物活性增强, 微生物利用C₀的能力增强, 且长期淹水可改变土壤性质(团聚体等), 从而增大易分解碳库含量.对比所有处理, 淹水条件下恒温25℃培养的C₀值显著高于其它处理(P < 0.05), 其C₀/SOC值也最高, 即升高温度和淹水条件均能够通过影响土壤C₀含量进而影响SOC矿化量.在66 d培养期内, 各处理C₀含量占其整个培养期SOC矿化累积总量的比值均大于60%, 这表明有部分难分解有机碳可能发生矿化, 且在易分解有机碳库中发挥重要作用.通过对15/25℃培养和20℃培养进行比较, 发现15/25℃培养的C₀值与恒温20℃培养无明显差异, 说明温度的周期性变化主要是通过影响积温而不是通过影响有机碳库大小(C₀)和难分解有机碳矿化速率常数(h)影响有机碳矿化过程. k和h值分别反映了土壤中易分解和难分解有机碳的相对矿化速率.如表 3所示, k和h在不同水分条件下均有差异, 不论恒温或变温培养, 紫色土在好气条件下的k值均显著大于淹水条件; h值则是除恒温15℃外, 其余处理淹水条件显著大于好气条件.紫色土在好气状态下的k值较高, C₀/SOC值较低, 反映其微生物活性较高, 易分解有机碳库的分解较快, h值虽然明显低于k值, 但土壤难分解有机碳库大小远大于易分解有机碳库大小, 且好气条件下紫色土的C₀值较小, 故好气条件下SOC矿化速率仍较低.

(1) 无论淹水还是好气培养, 变温15/25℃的紫色土累积矿化量总是处于恒温15℃和25℃之间, 且紫色土有机碳累积矿化量和矿化强度与恒温20℃无明显差异, 这表明紫色土有机碳累积矿化量受到温度范围的限制, 可用恒温20℃来评估变温(15/25℃)SOC矿化的影响效应.

(2) 除恒温15℃外, 在不同培养温度模式(恒温或变温)下, 其紫色土有机碳累积矿化量均表现为淹水处理显著高于70% WHC处理(P < 0.05), 这主要归因于淹水条件增加了紫色土易分解碳库的大小.

(3) 变温15/25℃和恒温20℃培养的易分解有机碳库(C₀)和矿化速率差异不显著, 表明在积温相同的情况下, 相较于恒温, 周期性变温不能通过改变土壤中易分解有机碳库含量和难分解有机碳矿化速率来影响SOC矿化.