长期施肥对棕壤、黑土团聚体组成及其稳定性的影响

论文摘要

本文通过两种不同团聚体分离方法（干筛法与湿筛法）及三种团聚体破碎方法（快速湿润、湿润振荡及慢速湿润）进行室内实验,分别在沈阳农业大学20年长期定位试验地采集的6种不同肥力水平棕壤及海伦22年长期定位实验站的4种不同肥力的黑土,对棕壤和黑土长期定位试验的不同肥力水平土样进行团聚体分级,并对这两种土壤团聚体、团聚体碳、团聚体碳储量分布特征、δ13C值和团聚体稳定性进行研究,通过培养实验研究不同施肥处理对团聚体保护碳及团聚体碳库变化的影响。目的是比较在长期不同施肥方式下的黑土和的棕壤团聚体的分布特征、有机碳氮含量、储量的变化。主要研究结果表明:1.棕壤、黑土团聚体均以0.25～1mm团聚体为主,有机—无机肥配施能有效地提高棕壤0.05～0.25mm团聚体含量,以及黑土1～2mm团聚体含量。2.土壤各处理团聚体有机碳储量最高的均在0.25～1mm粒级团聚体,新增加的碳主要向0.05～0.25mm团聚体富集。黑土有机—无机配施处理有机碳储量增加的最明显,新碳主要向1～2mm、0.05～0.25mm团聚体富集。3.无论是棕壤还是黑土,各有机、有机—无机施肥处理均显著增加了耕层土壤全氮的含量。就团聚体而言,有机—无机施肥处理显著增加了0.25～1mm粒径团聚体全氮的含量。黑土各处理C/N比均低于对照,说明总氮的积累速度大于总碳的积累速度,而棕壤与黑土正好相反。4.棕壤和黑土中团聚体平均当量直径,各处理均表现出快速湿润明显低于湿润振荡及慢速湿润破碎处理。3种破碎处理平均当量直径棕壤中中量有机肥处理明显大于其他处理,黑土中氮磷钾处理明显大于其他处理。根据相对糊化指数（RSI）和相对机械破碎指数（RMI）,棕壤中不施肥与无机肥处理的团聚体稳定性最强,在黑土中最稳定的则是氮磷钾处理。5.棕壤与黑土团聚体在不同的破碎机制下均表现出快速湿润处理对团聚体结构的破坏程度最大,湿润时间对团聚体稳定性影响明显。团聚体中有机碳对快速湿润和湿润震荡下团聚体稳定性有明显提高作用。6.有机肥、有机—无机配施能够明显增加土壤大团聚体未保护碳和微团聚体未保护碳的含量,大团聚体对于微团聚体碳的保护有积极作用,增加土壤大团聚体的含量有利于土壤碳的保护。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 团聚体
• 1.2.2 团聚体的层次性
• 1.2.3 土壤团聚体形成机理
• 1.2.4 土壤团聚体稳定性机制
• 1.2.5 土壤有机碳库与土壤团聚体结构
• 1.2.6 土壤团聚体周转控制土壤有机碳的存储
• 1.2.7 土壤团聚体与土壤肥力
• 1.2.8 有机碳库对团聚体形成和稳定性机制的影响
• 13C在土壤碳研究中的应用'>1.2.9 δ¹³C在土壤碳研究中的应用
• 第二章 材料和方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 供试土壤
• 2.1.2 样品的准备
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 实验一:团聚体有机碳库的组成
• 2.3.2 实验二:有机碳库对团聚体稳定性的影响
• 2.3.3 实验三:不同施肥方式对团聚体有机碳库的影响
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 土壤有机碳库的组成
• 2.4.2 团聚体稳定性
• 2.4.3 不同施肥处理对土壤呼吸强度的影响
• 13C'>2.4.4 测定δ¹³C
• 2.4.5 其它理化性质测定方法
• 2.4.6 统计分析
• 第三章 不同施肥对棕壤、黑土团聚体和有机碳储量的影响
• 3.1 不同施肥对棕壤团聚体分布和有机碳、氮的影响
• 3.1.1 不同施肥对棕壤团聚体分布的影响
• 3.1.2 不同施肥对棕壤团聚体有机碳含量的影响
• 13C研究不同施肥对棕壤团聚体有机碳含量的影响'>3.1.3 用δ¹³C研究不同施肥对棕壤团聚体有机碳含量的影响
• 3.1.4 不同施肥对棕壤及团聚体有机碳储量的影响
• 3.1.5 不同施肥对棕壤团聚体全氮的影响
• 3.2 不同施肥对黑土团聚体分布和有机碳储量的影响
• 3.2.1 不同施肥处理对黑土团聚体分布的影响
• 3.2.2 不同施肥处理对黑土团聚体有机碳的影响
• 3.2.3 用δ13C法研究不同施肥对黑土团聚体碳的影响
• 3.2.4 不同施肥处理对黑土及团聚体有机碳储量的影响
• 3.2.5 不同施肥对黑土团聚体全氮的影响
• 3.3 讨论
• 3.3.1 不同施肥处理下各粒径团聚体分布情况
• 3.3.2 不同施肥对土壤团聚体有机碳含量的影响
• 13C值'>3.3.3 不同施肥处理下有机质的δ¹³C值
• 3.3.4 不同施肥对团聚体有机碳储量的影响
• 3.3.5 不同施肥对团聚体全氮的影响
• 3.4 小结
• 第四章 不同施肥对棕壤、黑土团聚体稳定性的影响
• 4.1 棕壤不同施肥处理对团聚体稳定性的影响
• 4.1.1 不同施肥处理对团聚体平均当量直径的影响
• 0.25mm土壤团聚体含量的关系'>4.1.2 平均当量直径（MWD）与>0.25mm土壤团聚体含量的关系
• 4.1.3 破碎处理下团聚体分散后粒级分布
• 4.1.4 破碎团聚体中有机碳、氮含量和C/N比值的分布
• 4.1.5 不同粒级团聚体稳定性
• 4.1.6 快速湿润浸泡时间对团聚体稳定性影响
• 4.2 黑土不同施肥处理对团聚体稳定性的影响
• 4.2.1 不同施肥处理对团聚体平均当量直径的影响
• 0.25mm土壤团聚体含量的关系'>4.2.2 平均当量直径（MWD）与>0.25mm土壤团聚体含量的关系
• 4.2.3 破碎处理下团聚体分散后粒级分布
• 4.2.4 破碎团聚体中有机碳、氮含量和C/N比值的分布
• 4.2.5 不同粒级团聚体稳定性
• 4.2.6 快速湿润浸泡时间对团聚体稳定性影响
• 4.3 讨论
• 4.3.1 不同施肥处理对团聚体稳定性的影响
• 4.3.2 土壤有机碳库与团聚体稳定性的关系
• 4.3.3 非生物因素与团聚体形成和稳定性的关系
• 4.4 小结
• 第五章 不同施肥处理对团聚体保护性碳的影响
• 5.1 团聚体保护性碳分布情况
• 5.1.1 棕壤团聚体保护性碳分布情况
• 5.1.2 黑土团聚体保护性碳分布情况
• 5.2 团聚体矿化碳的变化情况
• 5.2.1 棕壤团聚体矿化碳的变化情况
• 5.2.2 黑土团聚体矿化碳的变化情况
• 0.25MM团聚体含量的关系'>5.3 团聚体保护性碳与>0.25MM团聚体含量的关系
• 0.25mm团聚体含量的关系'>5.3.1 棕壤团聚体保护性碳与>0.25mm团聚体含量的关系
• 0.25mm团聚体含量的关系'>5.3.2 黑土团聚体保护性碳与>0.25mm团聚体含量的关系
• 13C自然丰度研究团聚体矿化碳的变化情况'>5.4 利用Δ¹³C自然丰度研究团聚体矿化碳的变化情况
• 5.4.1 团聚体保护性碳分布情况
• 5.4.2 团聚体矿化碳分布情况
• 5.5 讨论
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位论文期间发表文章