长期不同施肥和管理措施对塿土有机碳及其组分的影响

论文摘要

土壤有机碳是评价土壤质量的一个重要指标,它对土壤物理、化学以及生物学性质都有重要的影响。增加土壤有机质的含量不但有助于农业的发展,而且对整个地球生态系统也有着至关重要的作用。但是由于土壤中有机碳的背景值很高,土壤有机碳的变化对于一些土壤管理措施并不是很敏感,所以利用土壤中的某些有机碳活性组分(颗粒有机碳、轻组有机碳、微生物量碳和水溶性有机碳),来预测施肥和管理措施对土壤有机碳的影响显得尤为重要。本研究以塿土20年长期定位试验为基础,研究休闲、撂荒和小麦玉米轮作体系9种施肥模式:不施肥(CK);化肥氮磷钾不同配合(N,NK,PK,NP,NPK);化肥加秸秆还田(SNPK);有机肥两个用量与化肥配施(M1NPK,M2NPK),对土壤有机碳及其组分的影响。本研究主要得到以下结论:1. 20年长期不同管理措施显著影响土壤有机碳及其形态的含量。长期撂荒相对于轮作和休闲更有利于土壤有机碳的积累,而休闲长期裸露,不利于土壤有机碳的增加。在轮作体制下,平衡的施用N P能有效的提高土壤有机碳的含量。有机肥与NPK配合施用显著提高了土壤有机碳含量,有机肥施用对土壤有机碳库的固定起到至关重要的作用。2.不同管理措施显著影响土壤有机碳及其形态的动态变化,长期撂荒有利于土壤有机碳、颗粒有机碳和轻组有机碳含量的增加,且其含量均随时间呈现直线增长趋势。平衡施肥有增加土壤有机碳、颗粒有机碳和轻组有机碳的含量的趋势;而不均衡施肥轻组有机碳和水溶性有机碳均呈现下降趋势;有机肥和秸秆配合NPK施用,土壤有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳和水溶性有机碳均呈现明显上升趋势,施用有机肥效果较秸秆更好。轻组和水溶性有机碳的变化趋势与总有机碳有很大不同,而颗粒有机碳与土壤总有机碳变化趋势较为接近,可以较好的反映土壤有机碳的变化趋势。3.不同管理措施显著影响土壤水稳性团聚体的分布,撂荒显著增加了>2mm水稳性团聚体的含量和各个直径团聚体土壤有机碳的含量。长期施肥有增加>2mm水稳性团聚体含量的趋势。长期施肥特别是有机无机肥料配施能显著增加塿土各直径团聚体有机碳的含量,高低顺序为M2NPK>M1NPK>SNPK>NPK>NP>PK>N>NK>CK。长期单施化肥和有机无机肥料配合施用均有助于增加土壤有机碳在大团聚体(>0.25mm)中的分配比例,降低有机碳在小团聚体(<0.25mm)中的分配比例。4.秸秆还田和有机肥配合NPK施用能显著的增加根际和非根际土壤微生物量碳和水溶性有机碳的含量。小麦生育期中微生物量碳含量在开花期最高,而水溶性有机碳在开花期最低,与微生物量碳趋势相反。玉米各生育期微生物量碳和水溶性有机碳含量变化不明显。小麦生育期根际土壤微生物量碳和水溶性有机碳含量均高于非根际土壤,而玉米生育期只有微生物量碳含量根际比非根际高,水溶性有机碳表现为非根际较高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 土壤有机碳的分组
• 1.3 施肥制度对土壤有机碳及其组分的影响
• 1.3.1 施肥制度对土壤总有机碳的影响
• 1.3.2 施肥制度对土壤颗粒有机碳和轻组有机碳的影响
• 1.3.3 施肥制度对土壤微生物量碳的影响
• 1.3.4 施肥制度对土壤水溶性有机碳的影响
• 1.3.5 施肥制度对土壤活性有机碳的影响
• 1.4 土地利用方式对土壤有机碳及其组分的影响
• 1.4.1 土地利用方式对土壤有机碳的影响
• 1.4.2 土地利用方式对土壤有机碳活性组分的影响
• 1.5 结语
• 第二章 不同施肥和土地管理方式对塿土有机碳及其形态的影响
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 试验地点
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 样品采集与分析
• 2.1.4 数据处理
• 2.2 结果
• 2.2.1 不同土地管理措施对土壤总有机碳和和全氮的影响
• 2.2.2 不同土地管理措施对土壤颗粒有机碳的影响
• 2.2.3 不同土地管理措施对土壤轻组有机碳的影响
• 2.2.4 不同土地管理措施对土壤微生物量碳的影响
• 2.2.5 不同土地管理方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响
• 2.2.6 不同施肥模式对小麦玉米产量的影响
• 2.2.7 不同形态土壤有机碳和作物生产的关系
• 2.3 讨论
• 2.3.1 不同土地管理措施对土壤总有机碳和和全氮的影响
• 2.3.2 不同土地管理措施对土壤颗粒有机碳影响
• 2.3.3 不同土地管理措施对土壤轻组有机碳影响
• 2.3.4 不同土地管理措施对微生物量碳的影响
• 2.3.5 不同土地管理措施对活性有机碳的影响
• 2.3.6 不同形态土壤有机碳和作物生产的关系
• 2.4 结论
• 第三章 不同施肥和土地管理方式下土壤有机碳及其形态的动态变化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验地点
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 样品采集与分析
• 3.1.4 数据处理
• 3.2 结果
• 3.2.1 不同施肥和土地管理方式下土壤有机碳的动态变化
• 3.2.2 不同施肥和土地管理方式下土壤颗粒有机碳的动态变化
• 3.2.3 不同施肥和土地管理方式土壤轻组有机碳的动态变化
• 3.2.4 不同施肥和土地管理方式下土壤水溶性有机碳的动态变化
• 3.3 讨论
• 3.3.1 不同施肥和管理方式下土壤有机碳的动态变化
• 3.3.2 不同管理方式下土壤颗粒有机碳的动态变化
• 3.3.3 不同管理方式下土壤轻组有机碳的动态变化
• 3.3.4 不同管理方式下土壤水溶性有机碳的动态变化
• 3.4 结论
• 第四章 长期不同施肥与土地利用对土壤团聚体及其有机碳分配的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验地点
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 样品采集与分析
• 4.1.4 数据处理
• 4.2 结果
• 4.2.1 不同土地利用土壤水稳性团聚体的组成
• 4.2.2 不同施肥条件下土壤水稳性团聚体的组成
• 4.2.3 土地利用方式对不同大小团聚体中有机碳含量的影响
• 4.2.4 不同施肥处理对不同大小团聚体中有机碳含量的影响
• 4.2.5 不同土地利用有机碳在土壤团聚体中的分配比例
• 4.2.6 不同施肥处理有机碳在土壤团聚体中的分配比例
• 4.2.7 不同土地利用方式和施肥措施对土壤团聚体平均重量直径的影响
• 4.3 讨论
• 4.4 结论
• 第五章 长期不同施肥处理根际和非根际土壤微生物量碳及水溶性碳动态
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验地点
• 5.1.2 试验设计
• 5.1.3 样品采集与分析
• 5.1.4 数据处理
• 5.2 结果
• 5.2.1 小麦生育期根际非根际土壤微生物量碳的变化
• 5.2.2 玉米生育期根际非根际土壤微生物量碳的变化
• 5.2.3 小麦生育期根际非根际土壤水溶性有机碳的变化
• 5.2.4 玉米生育期根际非根际土壤水溶性有机碳的变化
• 5.3 讨论
• 5.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介