施肥对川中丘陵区紫色土微生物活性及N2O排放的影响

论文摘要

研究不同施肥处理对川中丘陵区紫色土微生物活性及N20排放的影响,对建立川中丘陵区最佳施肥制度,提高肥料利用率,降低紫色土N20排放及准确估算紫色土农业生态系统中N20排放量具有重要的意义。本研究选取川中丘陵区小麦-玉米轮作制度下紫色土耕地,通过6种施肥处理即：猪厩肥（OM）、猪厩肥+氮磷钾肥（OMNPK）、秸秆+氮磷钾肥（RSDNPK）、氮磷钾肥（NPK）、氮肥（N）和不施肥（CK）,研究了玉米生育期内（2010年5月至9月）土壤微生物的数量和生物量、土壤呼吸强度、代谢熵、土壤酶活性及N20排放通量。其结果如下：（1） OMNPK、OM、RSDNPK和NPK处理能显著提高玉米各生育期中土壤细菌、真菌、放线菌、氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量,其中,OMNPK处理对提高其土壤细菌、真菌、放线菌和氨氧化细菌数量的效果最显著,较CK提高了93.62%、98.71%、121.42%和275.64%；N处理对土壤氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌及真菌数量有一定程度提高,同时明显降低其细菌和放线菌数量,较CK降低了11.92%和36.61%。玉米整个生育期,不同施肥处理土壤微生物数量变化趋势基本一致,玉米拔节期是土壤硝化细菌数量最大值出现期,其余微生物数量达最大值则出现在玉米灌浆期。（2）整个玉米生育期,不同施肥处理土壤微生物量碳、氮变化趋势一致,均在玉米灌浆期达到最大值。OMNPK、OM、RSDNPK和NPK处理显著提高玉米各生育期中土壤微生物量碳、氮含量,其中以OMNPK处理最大,RSDNPK处理次之,N处理最小。（3）施肥明显提高玉米各生育期中土壤呼吸强度,其顺序依次为OMNPK >OM>RSDNPK>NPK>N>CK,不同施肥处理土壤呼吸强度最大值均出现在玉米灌浆期。施肥明显降低玉米各生育期中代谢熵,其顺序依次为CK>N>OM >RSDNPK>NPK>OMNPK,不同施肥处理代谢熵最大值均出现在玉米拔节期。（4）施肥显著提高玉米各生育期中土壤脲酶、碱性磷酸酶、转化酶、蛋白酶、硝酸还原酶、羟胺还原酶和亚硝酸还原酶活性,其中以OMNPK处理最显著,RSDNPK处理次之；施肥降低了土壤过氧化氢酶活性,其中以OM和OMNPK处理降幅最大,单施氮肥最小。玉米整个生育期,不同施肥处理土壤脲酶、碱性磷酸酶、羟胺还原酶和过氧化氢酶的活性最大值均出现在玉米灌浆期,土壤转化酶和硝酸还原酶活性均在玉米拔节期达最大值,而土壤蛋白酶和亚硝酸还原酶活性高峰则出现在玉米苗期。（5）施肥明显提高了玉米各生育期中土壤铵态氮和硝态氮含量,进而显著增加了玉米生育期土壤N2O排放通量及总量,其土壤N2O平均排放通量为40.86-156.43 ug.m-2.h-1,排放总量为0.46-1.75 kg.hm-2,占当季肥料施用量的0.91%-1.17%,其中以OM处理最大,RSDNPK处理最小。土壤铵态氮和硝态氮含量的变化趋势与土壤N2O排放通量变化趋势基本一致,这显示土壤铵态氮和硝态氮是玉米生育期土壤N2O排放的主要限制因子。（6）施肥能显著提高玉米产量,其中OMNPK和RSDNPK处理提高玉米产量明显优于NPK、OM、N和CK,其大小顺序为OMNPK>RSDNPK>NPK> OM>N>CK,较CK提高1843.54%、1841.19%、1660.43%、1506.59%和663.41%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 前言
• 1.1研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 施肥对土壤微生物活性的影响
• 2O排放的影响'>1.2.2 施肥对土壤N₂O排放的影响
• 1.3 研究目的与意义
• 2 研究区概况与研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 区域自然环境概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 试验设计
• 2.3 样品采集及分析方法
• 2.3.1 土壤样品的采集与分析方法
• 2.3.2 气体样品采集及分析方法
• 2.3.3 玉米产量
• 2.4 数据统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 施肥对玉米不同生育期土壤微生物活性的影响
• 3.1.1 施肥对玉米不同生育期土壤微生物数量的影响
• 3.1.2 施肥对玉米不同生育期土壤微生物量的影响
• 3.1.3 施肥对玉米不同生育期土壤呼吸强度的影响
• 3.1.4 施肥对玉米不同生育期代谢熵的影响
• 3.1.5 施肥对玉米不同生育期土壤酶活性的影响
• 3.2 施肥对玉米不同生育期土壤氮素形态转化的影响
• 4⁺-N含量'>3.2.1 土壤NH₄⁺-N含量
• 3^--N含量'>3.2.2 土壤NO₃^--N含量
• 2O排放通量'>3.2.3 土壤N₂O排放通量
• 2O排放总量'>3.3 土壤N₂O排放总量
• 3.4 玉米产量
• 4 讨论
• 4.1 施肥对玉米不同生育期土壤微生物活性的影响
• 2O排放的影响'>4.2 施肥对土壤N₂O排放的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文情况