1.2实验设计与样品采集
实验样地位于常年禁牧区域,选择一块物种相对均匀的地方进行实验,共5个处理(酸添加量依次为0、0。67、2。69、4。71、7。10 mol/m2),每个处理4个重复。共20个小区,采用随机区组设计,每个小区2m × 2m并用铁皮将其围住(将铁皮埋入20cm深的土层并留20cm在土层上)。施酸时间是2016年6月7号,施酸前和施酸后分别浇30L和40L水(降低施酸对植物的直接影响),按梯度将98%的浓硫酸稀释到20L水中,均匀的洒在样地。
在2016年9月初,在每块样地选取垂穗披碱草(Elymus nutans)、异针茅(Stipa aliena)、嵩草(Kobresia myosuroides)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)、草玉梅(Anemone rivularis)和瑞苓草(Saussurea nigrescens)的叶片。选取50 cm×50 cm大小的样地进行样方调查,同时记录植物的多度、高度和覆盖度,其中高度值用直尺测量,盖度进行目测,将样方的植物样带回实验室烘干测地上生物量。用直径为2。5 cm大小的土钻采集0-10 cm和10-20 cm土样。
1。3 指标测量
将野外采集的土样进行预处理(剔除石块和植物根)并过直径为2mm的筛;用于土壤理化性质测定。
土壤无机氮(NH4+-N和N03--N):称12。5g鲜土,用0。5mol/L的硫酸钾浸提,用流动分析仪测。
碱基离子(K+、Ca2+和Mg2+):称2g风干土,用1mol/L的乙酸铵浸提,过滤膜后用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测量。
土壤pH:称10g风干土,用25mL的无二氧化碳水浸提,然后用pH计测。
土壤有效磷:称量2。5g风干土,用50mL碳酸氢钠浸提,在180r/min下振荡30分钟,过滤后取10mL滤液,加5mL钼锑抗试剂,并定容到50mL,摇匀后静置30分钟,用880nm波长比色。
将野外采集的植物叶片在65OC下烘干,将其磨碎并过筛,并在测量指标之前再次将磨碎的植物样品烘干。称取80mg植物样品,用元素分析仪测植物叶片碳(C)和氮(N)含量。植物叶片磷(P)含量用10mL混酸(HNO3 :HClO4=4:1)消煮,待消煮液清澈透明,取出冷却,用超纯水定容至50mL,过滤膜后用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测量。
1。4 统计分析
用R统计数据,TukeyHSD多重比较进行显著性检验(P < 0。05)。植物叶片碳(C)和氮(N)和磷(P)浓度(包括前人的研究)都是用算数平均数。
2 结果与分析
2。1 土壤酸化对土壤理化性质的影响
由表1可得,上层土壤(0-10 cm),随着施酸量的增加,土壤pH显著性下降,由对照组的pH 6。1下降到最低5。1,减少0。2-1。0个单位。土壤碱基离子(K+ 、Ca2+和Mg2+)含量都有下降的趋势,其中Ca2+和Mg2+含量显著性下降,分别下降19。6%和41。7%。前四个处理之间的NH4+-N含量没有显著性变化,但是在7。4mol/m2的处理下NH4+-N含量比其它四个处理有显著性增加,土壤NO3--N含量随着施酸梯度有下降的趋势。土壤有效磷在7。4mol/m2的处理下达到最大值,为10。6mg/kg;在2。69mol/m2时,土壤有效磷含量最低,为6。17mg/kg。