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《安徽农业大学》 2016年
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秸秆还田对土壤有机质元素组成及化学结构的影响

陈曦  
【摘要】:秸秆还田是维持和提高土壤肥力和作物产量的重要措施之一。近年来,秸秆还田措施的推广促进了农田土壤有机质(Soil Organic Matter)水平的快速增长,但是农作物秸秆还田不仅可以促进土壤有机质积累,还会影响土壤有机质的结构变化。因此探究秸秆还田后对土壤有机质化学结构方面的影响对我国的农业资源的可持续利用具有重要意义。本研究采用田间试验和室内模拟相结合的方法,运用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)和固态核磁共振技术技术(Solid State Nuclear Magnetic Resonance,NMR)分析作物秸秆在不同还田模式下对土壤碳氮含量,土壤有机质元素组成及其化学结构的影响。主要结果如下:1)田间试验结果表明,秸秆还田能够显著增加土壤碳、氮含量。与空白处理相比较,秸秆还田后土壤有机质的含量提高了4%-16%,土壤全氮含量提高了3%-17%。农作物秸秆还田对土壤有机质的化学结构产生明显的影响。傅里叶变换红外光谱结果显示,小麦和玉米秸秆还田增加了SOM中的酰胺物质的含量(1655cm-1/1550cm-1),且玉米秸秆还田后SOM中酰胺物质的含量要明显高于小麦秸秆还田后SOM中酰胺物质的含量。固态核磁共振图谱表明,小麦和玉米秸秆还田能够增加SOM中烷氧碳的相对含量,降低SOM中芳基碳的相对含量。玉米秸秆还田后SOM的芳香度要高于小麦秸秆还田后SOM的芳香度。2)室内试验结果表明,与0天相比较,在好氧和厌氧条件下小麦秸秆还田360天后土壤有机碳的含量分别提高了37.8%和48.1%。但是土壤全氮的含量分别降低了5%和9%。元素分析结果表明,好氧和厌氧条件下小麦秸秆还田后SOM、POM(Particulate Organic Matter)500-53μm的C/N比下降。POM 500-53μm的C/N比值要明显高于POM 53μm的C/N比值。固态核磁共振图谱表明,在好氧条件下SOM、POM 500-53μm和POM 53μm中烷氧碳的相对含量较高,而烷基碳的相对含量较低。而在厌氧条件下,小麦秸秆还田后SOM、POM 500-53μm和POM 53μm中烷基碳的相对含量较多,烷氧碳的相对含量较少。小麦秸秆和玉米秸秆还田能够提高土壤有机质中烷氧碳的相对含量,并且玉米秸秆还田后SOM中的酰胺含量和芳香度都要高于小麦秸秆还田后SOM中的酰胺含量和芳香度。不同的水分管理条件下小麦秸秆降解影响了SOM和POM的化学结构。好氧条件下,秸秆还田后增加了SOM,POM 500-53μm,POM 53μm中烷氧碳的相对含量,而厌氧条件下,秸秆还田后增加了SOM,POM 500-53μm,POM 53μm中烷基碳烷氧碳的相对含量。
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S141.4

【参考文献】
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