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土壤有机质(SOM)库并不是均一的,通常可以分成颗粒态有机质(particulate SOM,POM,>53μm)与矿物结合态有机质(mineral-associated SOM,MAOM,<53μm)(又可分为砂粒、壤粒和粘粒结合态)。研究不同粒度组分中的有机质分解和生物降解性,如矿化,可以评估与这些组分相关的SOM的周转率与稳定机制。土壤碳氮转化是最主要的土壤过程,不同粒径大小土壤颗粒组分的碳氮矿化差异、碳氮对各组分的影响、及酶活性和微生物群落结构发挥着怎样的作用仍然不清楚,而认识土壤各组分差异可为理解土壤整体行为提供基础理论依据。本研究选用亚热带阔叶林土壤,野外取样后,通过超声技术、湿筛分法和重复离心分离相结合的方法进行土壤物理分级,分得MAOM组分<2μm、2-20μm、20-53μm、2000μm,在培养实验中设置以下三个处理,分别添加去离子水(CK处理)、外源碳溶液(葡萄糖C6H12O6,500 mg·kg-1,C处理)、添加外源氮溶液(氯化铵NH4Cl,30 mg·kg-1,N处理)于不同粒径大小的土壤组分。探究不同粒径大小土壤组分的碳氮矿化动态与差异,揭示影响不同土壤组分碳氮矿化的物理、化学及生物因素。主要得到以下研究结果:(1)物理分组后不同粒径大小的土壤颗粒组分在其特有的基质质量与微环境下,碳矿化与氮转化动态均具有显著差异。物理分组释放了闭蓄在较大土壤颗粒中的小颗粒,且使碳暴露在外,小粒径土壤组分表现出较高的碳矿化(CO2排放量),尤其是<2μm。C、N添加对不同粒径土壤组分的碳矿化具有相反的效应,C添加促进了各个组分的CO2累积排放量,N添加则抑制。(2)CK处理下,MAOM土壤组分的净氨化速率与净氮矿化速率整体高于POM组分。C添加降低了各个土壤组分的净氨化速率,N添加则促进,并对MAOM组分的促进效果显著高于POM组分。各个土壤组分净硝化速率与净氨化速率呈显著负相关关系,CK处理下POM组分的净硝化速率整体高于MAOM组分(<53μm组分除外,为1.37 mg·kg·d-1)。C添加增加了POM组分的净硝化速率,但是降低了MAOM组分的净硝化速率。N添加均降低了各个土壤组分的净硝化速率,其中53-250μm组分降低最多,降低了73.2%。(3)不同粒径大小土壤组分总孔隙体积、比表面积、活性碳氮等性质的差异,以及土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量随粒径的减小呈现先降低后增加的趋势,是引起不同土壤组分碳氮矿化差异的主要理化因素。(4)CK、C和N处理下,β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、多酚氧化酶(PHO)与过氧化物酶(PEO)均在小粒径土壤组分具有较高的活性;N添加对底物利用率较高的小颗粒组分的βG促进作用较大。此外,三种处理下PEO与PHO主要集中在20-53μm组分;β-N-乙酰胺葡萄糖苷酶(NAG)与亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性随土壤粒径的增大而增大。(5)CK处理下不同粒径大小土壤组分的革兰氏阴性菌(GN)、革兰氏阳性菌(GP)、放线菌(ACT)、丛枝菌根真菌(AMF)、真菌(F)、总PLFAs随粒径的减小呈现先降低后增加的趋势。C、N添加下GN、GP、F以及总PLFAs随粒径的减小而增加。真菌是主导各组分土壤碳氮转化的主要微生物因素,由于环境的易变性,C、N添加显著降低了大颗粒组分中的真菌群落,使得微生物群落更加偏好在矿物结合态组分土壤中生存。(6)冗余分析显示,生物因素对不同粒径土壤组分碳氮矿化的影响作用较大,酶活性与微生物群落结构的差异反映了这些组分中碳氮含量及循环的差异。影响<2μm组分、2-20μm和20-53μm组分、2000μm组分、及全土壤碳氮矿化的关键因素分别是βG、真菌、MBC、AMF、MBC、LAP、微生物生物量氮(MBN)。