不同有机肥管理下水稻土生物学性质和有机碳物理保护机制研究

论文题目: 不同有机肥管理下水稻土生物学性质和有机碳物理保护机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 土壤学

作者: 刘满强

导师: 胡锋

关键词: 水稻土,有机肥管理措施,土壤微生物量和酶活性,团聚体稳定性,有机碳稳定机制,物理分组

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 土壤有机质、土壤生物活性和多样性的维持和发展是可持续农业的重要标志;合理的有机肥管理措施成为可持续农业的核心。本论文选择不同有机肥管理措施下水稻土长期定位试验地作为研究对象,包括施入有机肥数量、种类和施用时间共7个有机肥处理,分别是单施绿肥紫云英1500kg（T1）,加倍施紫云英3000kg（T2）,在T1基础上早稻施厩肥1500kg（T3）,在T1基础上晚稻施厩肥1500kg（T4）,在T3基础上冬盖稻草300kg（T5）,在T1基础上冬盖稻草300kg（T6）,在T1基础上晚稻施稻草300kg（T7）,另外包括仅施化肥（T8）和未施任何肥料（T9）的2个对照。本论文的主要研究目标是:1)不同有机肥管理措施下土壤微生物及生物化学性质的变化;2)不同有机肥管理措施对土壤微生物群落的组成、功能多样性及养分生理特征的影响;3)土壤的黏土矿物特征、铁铝氧化物含量的变化及与土壤团聚体和有机碳之间的关系;4)不同团聚结构保护下的有机碳组分（水溶性碳、颗粒有机物和矿物结合有机物）的变化及稳定机制。旨在探讨不同有机肥管理措施下土壤生物学性质及有机碳稳定的物理保护机制。研究结果表明: 与未施肥和仅施化肥处理相比,不同有机肥管理措施下土壤微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷、土壤基础呼吸,可矿化碳氮、速效养分等都显著增加（P≤0.05,下同）;有机肥的种类和数量也有显著的影响。微生物和养分指标都表现出强烈的季节动态,一般在土壤湿度最低的七月份含量最高;但总体上季节动态并未掩盖长期不同有机肥管理措施的主导影响。在不同有机肥管理措施下,综合酶活性（FDA水解酶）、与碳循环有关的酶活性（β-葡糖苷酶,蔗糖酶,木聚糖酶,纤维素酶,酚氧化酶和过氧化物酶）、与氮循环有关的酶活性（蛋白酶,脲酶,天冬酰胺酶、精氨酸脱氨酶、谷氨酰胺酶和组氨酸脱氨酶）以及参与磷循环的酶活性（酸性磷酸酶和中性磷酸酶）几乎都有显著的提高,并且有机肥种类也表现出较强的影响,其中猪粪的促进作用最大,而单施紫云英对酚氧化酶有抑制作用。通过酶活性得到的微生物群落功能多样性（均匀度）表明有机肥明显的促进作用,猪粪的作用最大。主成分分析（PCA）的结果表明,木聚糖酶活性指标能够最有效的表征不同有机肥管理措施对土壤酶活性的总体影响。微生物群落酶的产率和分配方式也受到有机肥的强烈影响。单位微生物量的酶活性（Ea/Mb）作为土壤胁迫指标比代谢商（qCO2）更有效,未施有机肥处理单位微生物消耗更多的能量用于酶的生产,不利于微生物群落

论文目录:

中文摘要

英文摘要

引言

文献综述

土壤有机质的稳定性机制及其活性组分研究

1．土壤有机质的保护机制

1．1 有机质的难降解性

1．2 土壤内在的理化特性

1．3 土壤团聚体的物理保护

1．4 土壤生物自身保护

2．土壤活性碳组分的研究与保护机制

2．1 土壤有机碳研究中各组分概念简介

2．2 土壤活性有机碳

3．结论与展望

4．参考文献

研究报道正文

材料与方法

1．主要研究内容

2．研究技术路线

3．供试样地与测定方法

3．1 研究背景区及长期定位试验概况

3．2 样品采集与处理

3．3 测定方法

3．4 数据统计

4．参考文献

第一章土壤微生物量、活性及养分的季节动态

1．结果与分析

1．1 不同有机肥对土壤生物学和养分指标的影响

1．2 生物学和养分指标关系及有机肥管理措施和季节的总体影响

2．讨论

2．1 有机肥数量、质量(种类)和施用时间的影响

2．2 季节动态

2．3 生物学指标的意义

3．结论

4．参考文献

第二章不同有机肥管理下土壤酶活性的季节动态

1．结果与分析

1．1 不同有机肥管理措施对土壤酶活性的影响

1．2 酶活性指标的关系及有机肥和采样时间对功能多样性的总体影响

1．3 不同有机肥管理措施对酶活性比例指标的影响

2．讨论

2．1 有机肥数量、质量(种类)和施用时间的影响

2．2 季节动态

2．3 酶的比例指标

3．结论

4．参考文献

第三章土壤微生物群落组成、功能多样性和养分限制状况

1．结果与分析

1．1 微生物种群(细菌、真菌和放线菌．稀释平板法)

1．2 Biolog(?) GN2盘测定的细菌碳源利用模式(SCU)

1．3 微生物群落对20种碳源的利用

1．3．1 细菌群落对20种碳源的利用情况

1．3．2 真菌群落对20种碳源的利用情况

1．3．3 真菌和细菌活性比

1．3．4 微生物养分限制状况

2．讨论

2．1 平板培养法获得的微生物

2．2 Biolog GN2测定的微生物群落活性、功能多样性和群落差异

2．3 利用20种碳源对细菌和真菌群落代谢的研究

2．4 微生物养分限制状况

3．结论

4．参考文献

第四章土壤水提取有机碳及提取水温、土壤磨碎程度的影响

1．结果与分析

1．1 总体方差分析结果

1．2 水提取有机碳WEOC、碳水化合物CHOC

1．3 酚类化合物(PEOC)及WEOC质量

1．4 WEOC、CHOC和PEOC与其它土壤指标的关系

2．讨论

2．1 提取水温的影响

2．2 土壤磨细程度的影响及团聚体物理保护

2．3 不同有机肥管理措施的影响

2．4 WEOC和CHOC作为土壤质量指示指标的潜力

3．结论

4．参考文献

第五章土壤粘粒和铁铝氧化物的变化

1．结果与讨论

1．1 土壤粘粒含量

1．2 土壤矿物组成

1．2．1 不同粒级颗粒矿物特点

1．2．2 粘土矿物类型判断

1．2．3 不同有机肥管理下粘土矿物组成(相对含量)的变化

1．2．4 粘土矿物与其他土壤性质的联系

1．3 铁铝氧化物

1．3．1 土壤铁铝氧化物总量

1．3．2 游离铁铝氧化物含量及在不同级别团聚体上的分布

1．3．3 非晶型和晶型铁铝氧化物含量及在不同级别团聚体上的分布

1．3．4 铁铝氧化物的活化度

1．3．5 铁铝氧化物与有机碳之间的关系

2．结论

3．参考文献

第六章土壤水溶性有机物浓度、性质及土壤团聚结构的影响

1．结果与分析

1．1 DOM(DOC、DON)浓度

1．2 DOM组成

1．3 DOM的光学性质

1．4 有机肥对DOM性质的总体影响及指标评价

1．5 团聚结构对DOM保护程度与有机肥管理措施的联系

2．讨论

2．1 有机肥管理措施的影响

2．2 团聚结构的交互作用

2．3 DOM组成和性质的指标评价

2．4 存在的主要问题

3．结论

4．参考文献

第七章不同有机肥管理对土壤团聚体稳定性和有机质的影响

1．结果与分析

1．1 土壤不同大小团聚体的分布与团聚体稳定性

1．2 大团聚体包裹的微团聚体数量

1．3 土壤总有机碳氮浓度

1．4 不同大小团聚体上有机碳氮的浓度及分配

1．5 团聚体与有机碳、铁铝氧化物的联系

2．讨论

2．1 不同有机肥管理对土壤团聚体分布和有机碳氮的影响

2．2 不同有机肥管理措施下微团聚体的形成和作用

2．3 团聚体-有机碳(相互作用)形成稳定的模型探讨

3．结论

4．参考文献

第八章不同有机肥管理措施对土壤有机质物理分组的影响

1．结果与讨论

1．1 游离轻组有机物

1．1．1 自身有机碳氮浓度

1．1．2 LF在土壤中的浓度

1．2 团聚体保护的颗粒有机物POM

1．2．1 大团聚体内微团聚体之间的POM

1．2．2 大团聚体包裹微团聚体内及游离微团聚体内的POM

1．3 团聚体内矿物(＜0.053mm粘砂粒)结合有机物

1．3．1 大团聚体内微团聚体之间的矿物结合有机物

1．3．2 大团聚体内微团聚体及游离微团聚体内矿物结合有机物

1．4 不同有机质组分对土壤有机质的贡献

2．结论

3．参考文献

全文结论及研究展望

1．研究结论

2．研究特色

3．存在问题和研究展望

3．1 存在问题

3．2 研究展望

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].粪便有机肥制备过程中重金属转化及阻控特性研究[D]. 王飞.西北农林科技大学2015
[2].施用有机肥对设施菜地土壤养分、重金属含量及其分布特征的影响[D]. 乔德波.沈阳农业大学2014
[3].施肥对华北平原典型大田玉米菌根真菌群落特征及影响因子分析[D]. 刘玮.中国农业大学2014

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