14C连续标记下水稻同化碳向土壤有机碳库传输的定量研究

论文摘要

作物同化碳是“大气-植物-土壤”系统碳循环的重要组成部分。定量同化碳在土壤中的分配及转化,对于理解全球碳循环是必不可少的。因此,本研究选取亚热带区的4个典型水稻土进行密闭系统模拟水稻同位素标记（14C-CO2）生长的实验,通过探讨水稻光合同化碳的输入及其在不同碳库中的分配,揭示水稻生长期问输入到土壤的光合碳的矿化特性,剖析水稻光合碳的分配、转化及其向地下的输入规律。结果表明：（1）80天生长期内,水稻通过根际沉积作用输送到上壤中的有机碳约为114-318 mg kg-1,而不同土壤条件下,尽管不同土壤的光合生产能力不同（4.9-15.8 g/plot）,但根际沉积效率却相似（4.09-5.62%）。（2）用碳同位素方法结合氯仿熏蒸的微生物量测定的经典方法,定量分析水稻光合同化碳对土壤微生物量的贡献,发现光合产物向土壤微生物量快速转移的现象,水稻种植80d后水稻光合碳对微生物量的贡献约占总微生物量的12%。该研究证明了土壤微生物活动与植物光合作用的紧密关系,为量化水稻土微生物量的动态变化提供了理论基础。（3）基本明确了水稻光合同化碳占水稻碳累积量、土壤有机碳、土壤可溶性有机碳和微生物碳的比例。揭示了水稻光合同化碳在地上与地下不同碳库的分配规律。该研究为全面理解水稻光合同化碳在“植物—土壤”系统不同碳库的循环转化提供了理论基础。（4）相关分析表明,输入土壤的水稻光合同化碳14C-SOC和14C-MBC呈显著正相关关系,这说明土壤微生物将直接影响根际沉积作用。（5）100d的室内培养试验表明,水稻光合同化碳的输入促进了稻田土壤原有有机质生物分解,培养100d后,有近16%的光合同化碳被矿化,他们对土壤中原有难分解碳的稳定性影响不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 引言
• 1.1 作物同化碳在土壤中的转化和矿化动态
• 1.2 同位素示踪技术在作物同化碳研究中的应用
• 2 本研究的目的、内容和技术路线
• 2.1 研究问题的提
• 2.2 研究目的
• 2.3 研究内容
• 2.4 技术路线
• 第二章 水稻同化碳在土壤碳库中的分配
• 1 材料与方法
• 1.1 土壤采集与处理
• 1.2 水稻生长系统
• 1.3 测定指标与方法
• 1.4 数据计算、处理与统计分析
• 2 结果与分析
• 14C在水稻地上部和根部的分配'>2.1¹⁴C在水稻地上部和根部的分配
• 14C在土壤有机碳中的分配与根际沉积率'>2.2¹⁴C在土壤有机碳中的分配与根际沉积率
• 14C在土壤活性有机碳库中的分配'>2.3¹⁴C在土壤活性有机碳库中的分配
• 14C在土壤有机碳组分中分配'>2.4¹⁴C在土壤有机碳组分中分配
• 3 讨论
• 4 小结
• 第三章 水稻同化碳在土壤中的稳定性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 土壤样品
• 1.2 培养实验设置
• 1.3 测定指标与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 水稻同化碳的矿化动态
• 2.2 水稻同化碳的矿化对输入土壤有机碳的影响
• 2.3 水稻同化碳在土壤活性有机碳库中的动态变化
• 3 讨论
• 4 小结
• 第四章 主要结论及展望
• 1 主要结论
• 2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历