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《浙江大学》 2014年
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土壤有机氮及其吸附态氨基酸分布特征研究

陈贤友  
【摘要】:随着植物营养学的快速发展,特别是分子生理学、分子生态学和环境生物学等相关学科的兴起,人们对高等植物能够吸收利用氨基酸等有机氮养分已有共识,但对自然或农田生态系统中土壤氨基酸态氮养分特征知之甚少。本论文以水稻和小白菜为供试作物,研究了红壤和小粉土中氨基酸的吸附-解吸特征、土壤吸附态氨基酸的有效检测方法以及作物根际土壤有机氮及其吸附态氨基酸的分布特征。这有利于全面阐述土壤氮素肥力本质,明确植物有机营养的作用和意义,丰富植物营养理论。主要研究结果如下: 1.土壤氨基酸吸附-解吸特征研究结果表明:红壤和小粉土对三种不同氨基酸均存在吸附效应,氨基酸溶液浓度低于100mg/L时,土壤中各吸附态氨基酸浓度无显著差异;浓度高于100mg/L时,土壤中各吸附态氨基酸量呈甘氨酸甘谷1:1混合氨基酸谷氨酸的变化趋势;当浓度高达700mg/L时,三种氨基酸均达吸附饱和点;红壤和小粉土的最大氨基酸吸附量顺序为甘氨酸甘谷1:1混合氨基酸谷氨酸;Langmuir方程能较好拟合红壤和小粉土的氨基酸吸附等温曲线;低平衡液氨基酸浓度(12mg/L)下土壤中吸附的氨基酸易被解吸,而在高浓度(32mg/L)下解吸率较低。 2.土壤吸附态氨基酸有效检测方法研究结果表明:0.5mol/L K2SO4盐溶液对土壤吸附态氨基酸浸提效果较好,5次淋洗后难以检测到滤液中氨基酸含量。 3.作物根际土壤有机氮及其吸附态氨基酸分布特征研究结果表明:提取态有机氮(EON)是土壤中提取态总氮(TEN)库的重要贡献者。虽然游离态氨基酸仅占EON很小的一部分,但小粉土和水稻土中根际K2S04提取的氨基酸(K2SO4-AAS)含量分别占K2SO4-EON、K2SO4-TEN的25.0%和10.0%。K2SO4-AAS和那部分从土壤交换位点释放的吸附态氨基酸有可能是作物生长需要的重要N源。K2SO4-AAs、K2SO4-EON与K2SO4-TEN呈显著正相关。土壤根际/非根际单种酸解氨基酸的含量范围在0-24.5mg/kg之间,且主要以天冬氨酸、谷氨酸和甘氨酸为主,其氨基酸含量顺序如下:中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸含硫氨基酸。根际土中K2SO4-EON、K2SO4-AAs和酸解氨基酸含量显著高于非根际土。但不施氮情况下,非根际土中的TEN氮库显著高于根际土。 4.水稻不同生育期根际有机氮及其吸附态氨基酸分布特征研究结果表明:EON是水稻土中TEN氮库的重要贡献者。水稻土K2SO4-EON含量在水稻生育期呈动态变化,分蘖期最高,拔节期降低,抽穗、成熟期又逐渐升高。虽然游离态氨基酸仅占EON很小的一部分,但是水稻土根际/非根际的K2SO4-AAs/K2SO4-EON、K2SO4-AAs/K2SO4-TEN比值分别为27.0%和11.0%。K2SO4-AAs和那部分从土壤交换位点释放的吸附态氨基酸有可能是作物生长需要的重要N源。随水稻生育期的推进,水稻土根际/非根际的氨基酸含量也呈动态变化,拔节期升高,抽穗期、成熟期逐渐降低的过程。K2SO4-AAs、K2SO4-EON与K2SO4-TEN呈显著正相关。水稻不同生育期根际/非根际单种酸解氨基酸的含量范围在0-30mg/kg之间,以天冬氨酸、谷氨酸和甘氨酸为主,其氨基酸含量顺序如下:中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸含硫氨基酸。根际土中K2SO4-AAs的含量显著高于非根际土。但不施氮情况下,非根际土的TEN氮库也会高于根际土。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S153.6

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