收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

盐碱土区农田土壤团聚体有机碳组分变化特征与影响因素研究

王静静  
【摘要】:土壤有机碳库是陆地生态系统中最大、最活跃的碳库之一;有机碳库中,活性有机碳库最为活跃,它具有活性高、周转快、易被氧化、矿化的特点,是土壤碳库变化的指示因子。土壤团聚体作为土壤最重要和基本的结构单元,储存着表层土壤中大多数的有机碳,团聚体有机碳尤其是活性有机碳的动态变化将会对全球气候变化产生深远影响。吉林西部属于全球气候变化研究中的东北样带,位于世界三大盐碱土集中分布区之一,为满足粮食需求,大量盐碱土地被开垦为农田。盐碱土区玉米的广泛种植引起土壤团聚体、有机碳、理化性质及微生物的变化,而目前对其变化特征尚不清楚,对盐碱农田团聚体固碳机理有待深入研究。本研究在野外调查的基础上,选择具有相同耕作管理模式的不同盐碱程度的农田土壤为研究对象,于2017~2018年分别采集表层(0~20 cm)和底层(20~40cm)土壤,采用干筛法将土壤分为粗大团聚体(2 mm)、细大团聚体(0.25~2mm)和微团聚体(0.25 mm),测试其有机碳组分、土壤理化性质和酶活性等相关指标,结合秸秆添加模拟实验,研究玉米生长过程中团聚体有机碳组分动态变化特征与影响因素,从土壤团聚体角度探讨有机碳转化机制,为指导盐碱土区土地开发与利用奠定理论基础。主要研究结果如下:(1)玉米生长过程中,不同粒级团聚体总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)及可矿化碳(PMC)均表现为抽穗期成熟期幼苗;可溶性有机碳(DOC)变化情况除底层细大团聚体中表现为成熟期幼苗期,其余土壤团聚体DOC均表现成熟期幼苗期;玉米生长有助于团聚体MBC、ROC和TOC的累积,促进了团聚体有机碳的矿化,不利于团聚体DOC的保持。(2)研究中土壤类型为粉砂质壤土和砂质壤土,表层土壤粘粒含量范围3.35~5.55%,低于底层(4.14~7.69%);表层土壤表面吸附的土壤颗粒物较多。玉米生长过程中粗大团聚体、细大团聚体、平均重量直径(MWD)表现为幼苗期成熟期抽穗期,细大团聚体则相反,表明玉米生长促进土壤大团聚体的破碎及微团聚体的形成,降低了土壤的稳定性。土壤阳离子交换量(CEC)表现为抽穗期成熟期幼苗期,表明玉米生长增加了土壤可交换性阳离子的含量;土壤碱化度(ESP)和电导率(EC)表现为成熟期幼苗期,说明玉米生长能够降低土壤盐碱化水平。土壤含水率(WC)、容重(BD)、孔隙度(SP)表现出层次差异,表层土壤中其均随玉米生长呈先减后增的变化特征,成熟期WC和BD低于幼苗期,而SP高于幼苗期,这表明玉米生长调节表层土壤水分、增加孔隙结构、降低紧实度,改善了土壤环境。不同样地土壤p H动态变化情况存在差异,表层土壤中,轻度盐碱土p H值逐渐增加,中度碱化土和碱土p H值逐渐降低,表明玉米生长更有利于降低中度和重度盐碱化表层土壤的p H。(3)玉米生长过程中,土壤性质的季节性变化对土壤团聚体有机碳组分含量有重要影响。冗余分析(RDA)发现,表层土壤中粗大团聚体ESP和CEC分别解释团聚体有机碳组分变异的41.90%和20.60%;细大团聚体ESP和BD分别解释有机碳组分变异的29.70%和20.00%;微团聚体p H和CEC分别解释有机碳组分变异的27.30%和20.90%。底层土壤中,p H和MWD分别解释不同粒级团聚体有机碳组分变异的24.30~41.90%和16.30~25.00%,0.25 mm大团聚体中p H解释率较高,微团聚体中MWD影响较大。(4)轻度、中度盐碱土和碱土中蔗糖酶(INV)、淀粉酶(AMY)和脲酶(URE)主要分布在细大团聚体中,其活性分别为113.13~1785.63μg g~(-1)h~(-1)、12.40~72.33μg g~(-1)h~(-1)和170.44~478.78μg g~(-1)h~(-1);过氧化氢酶(CAT)主要分布在粗大团聚体中,活性为1.26~2.10 m L g~(-1)h~(-1);β-葡糖苷酶(GLU)在微团聚体中活性最高,为27.37~183.28μg g~(-1)h~(-1)。表层土壤细大团聚体中乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)活性最大,底层土壤粗大团聚体NAG活性最高。RDA分析结果显示,表层土壤中,INV能够解释粗大团聚体、细大团聚体和微团聚体有机碳组分变异的61.00%、50.90%和60.00%;底层土壤中,CAT、NAG和AMY分别解释粗大团聚体、细大团聚体和微团聚体有机碳组分变异的57.60%、60.10%和62.00%。(5)恒温培养实验显示,玉米秸秆的腐解改变了土壤颗粒表面结构,引起团聚体TOC、ROC、DOC、MBC及矿化的动态变化,造成团聚体DOC、MBC和矿化速率的迅速增加。培养120天时,粗大团聚体、细大团聚及微团聚体累积矿化量分别增加了39542.11mg kg~(-1)、40142.25 mg kg~(-1)和44340.13mg kg~(-1);不同粒级团聚体TOC、ROC、DOC和MBC均显著高于空白对照组,表明秸秆腐解增加了不同粒级团聚体有机碳组分含量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 吴雪里慧;魏亚伟;马澜桐;李自豪;周永斌;;辽西北半干旱区不同林型土壤团聚体与有机碳的关系[J];沈阳农业大学学报;2020年06期
2 孟庆英;邹洪涛;韩艳玉;张春峰;;秸秆还田量对土壤团聚体有机碳和玉米产量的影响[J];农业工程学报;2019年23期
3 李楠;蒋先军;曹良元;;不同形态的有机碳在土壤团聚体中的分布及耕作的影响[J];西南大学学报(自然科学版);2009年03期
4 谭文峰;朱志锋;刘凡;胡荣桂;单世杰;;江汉平原不同土地利用方式下土壤团聚体中有机碳的分布与积累特点[J];自然资源学报;2006年06期
5 朱利霞;陈志鹏;任晓东;李俐俐;;河南周口市杨树和女贞林地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布[J];湖北民族大学学报(自然科学版);2020年03期
6 刘翠英;张津瑞;曾涛;樊建凌;;傅里叶变换红外光谱的土壤团聚体有机碳和全氮含量估测[J];光谱学与光谱分析;2020年12期
7 周振方;胡雅杰;马灿;薛天柱;郭映;魏国孝;;长期传统耕作对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响[J];干旱地区农业研究;2012年06期
8 胡廷飞;王辉;谭帅;;再生水灌溉模式对土壤团聚体及其有机碳分布的影响[J];农业环境科学学报;2020年01期
9 王峰;陈玉真;尤志明;吴志丹;江福英;陈芝芝;;不同类型茶园土壤团聚体有机碳分布特征研究[J];茶叶科学技术;2014年03期
10 刘骞;许明月;魏思雪;王溢琨;王紫含;张博;汤洁;;松嫩平原不同土地利用类型土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征研究[J];东北农业大学学报;2020年12期
11 籍晟煜;张强;靳东升;郜春花;李建华;卢晋晶;张云龙;;种植玉米对矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响[J];山西农业科学;2020年02期
12 于法展;张茜;张忠启;李玲;雷良媛;张少坤;陈俊;;庐山不同森林植被对土壤团聚体及其有机碳分布的影响[J];水土保持研究;2016年06期
13 李丽;李富程;袁正蓉;沈凇涛;;施加外源碳对川西北沙化土壤团聚体重构的影响[J];中国草地学报;2020年04期
14 苑亚茹;韩晓增;丁雪丽;李禄军;;不同植物根际土壤团聚体稳定性及其结合碳分布特征[J];土壤通报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 徐祥玉;张敏敏;张志毅;熊又升;袁家富;;冷浸稻田土壤团聚体及碳库处理[A];第七次全国土壤生物与生物化学学术研讨会暨第二次全国土壤健康学术研讨会论文集[C];2014年
2 孙涛;冯晓敏;赵财;殷文;胡发龙;宋振伟;张卫建;;西北绿洲区间作模式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响[A];第十九届中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2020年
3 陈晶晶;蒋先军;;稻田长期垄作免耕对土壤团聚体中微生物生物活性的影响[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
4 王全英;;不同粒径果园土壤团聚体对铜的吸附行为研究[A];中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会摘要集[C];2017年
5 马永玉;蒋先军;张维;周明厚;;采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
6 刘彩霞;黄为一;;耐盐碱细菌对盐碱土壤团聚体形成的促进作用[A];中国微生物学会《第二届全国农业微生物研究及产业化研讨会》和《第十一届全国杀虫微生物学术研讨会》暨《湖北省暨武汉市微生物学会和内蒙古微生物学会2008年会》论文摘要[C];2008年
7 江春玉;刘萍;刘明;吴萌;李忠佩;;不同土壤肥力及施磷量条件下水稻—土壤团聚体系统中光合碳的分配[A];土壤科学与生态文明(下册)——中国土壤学会第十三次全国会员代表大会暨第十一届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2016年
8 陈中督;薛建福;张海林;王猛;汤文光;陈阜;;耕作方式对双季稻田土壤团聚体特征及团聚体有机碳分布的影响[A];2014年全国青年作物栽培与生理学术研讨会论文集[C];2014年
9 付鑫;王俊;;覆盖方式对旱作小麦田土壤团聚体及固碳效应的影响[A];土壤科学与生态文明(下册)——中国土壤学会第十三次全国会员代表大会暨第十一届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2016年
10 于爱忠;柴强;赵财;;耕作措施对土壤团聚体中有机碳分布的短期效应[A];2014年全国青年作物栽培与生理学术研讨会论文集[C];2014年
11 栗方亮;张青;王煌平;王利民;王秋营;罗涛;;定位施用菌渣对稻田土壤团聚体内有机碳、氮含量的影响[A];中国农学会耕作制度分会2016年学术年会论文摘要集[C];2016年
12 彭思利;魏朝富;郭涛;;分根装置中丛枝菌根真菌对土壤团聚体特征的影响[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
13 王明伟;刘满强;李大明;李辉信;胡锋;;不同施肥措施对土壤团聚体上微生物群落和酶活性的影响[A];第七次全国土壤生物与生物化学学术研讨会暨第二次全国土壤健康学术研讨会论文集[C];2014年
14 薛斌;刘威;殷志遥;肖琼;张惠华;刘胤池;徐晓萌;董祥伟;鲁剑巍;李小坤;黄丽;;秸秆还田对土壤团聚体组成及对其有机碳组成的影响[A];土壤科学与生态文明(下册)——中国土壤学会第十三次全国会员代表大会暨第十一届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2016年
15 李忠佩;陈晓芬;李明;;施肥和添加生物质炭对水稻土有机碳矿化和微生物多样性的影响[A];第八次全国土壤生物与生物化学学术研讨会暨第三次全国土壤健康学术研讨会论文摘要集[C];2015年
16 李龙波;刘丛强;涂成龙;刘文景;刘宝剑;崔丽峰;灌瑾;;喀斯特地区典型土壤剖面(黄壤、石灰土)土壤水溶性有机碳分布特征[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
17 李世朋;;土壤中钙、铁/铝结合的有机碳变异规律性的初步研究[A];第八届全国青年土壤暨第三届全国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2002年
18 陈安冉;王祖伟;;土壤中水溶性有机碳研究进展[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2012年
19 何孟;赵燮京;王昌全;;果树落叶埋土有机碳转化研究[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
20 陈瑞蕊;林先贵;王一明;王俊华;王锐;;无机氮对农田土壤内外源有机碳矿化的影响及相关酶活性比较[A];面向未来的土壤科学(下册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 王静静;盐碱土区农田土壤团聚体有机碳组分变化特征与影响因素研究[D];吉林大学;2020年
2 郑红;东北温带土地利用变化对土壤团聚体稳定性及有机碳组分的影响[D];东北林业大学;2014年
3 江恒;有机物输入量对黑土结构性质及其季节性变化的影响[D];中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所);2019年
4 王晟强;川西低山丘陵区茶园土壤团聚体微生物学特性研究[D];四川农业大学;2018年
5 李景;高碳氮投入农田生态系统土壤团聚体有机碳及微生物特性研究[D];中国农业大学;2018年
6 郑丽红;覆膜与施肥对土壤中秸秆氮的赋存形态及有效性的影响[D];沈阳农业大学;2018年
7 金鑫鑫;地膜覆盖和施肥条件下外源碳在土壤团聚体中的赋存和转化机制[D];沈阳农业大学;2018年
8 何翠翠;麦玉轮作有机无机肥料配施的土壤团聚体及微生物群落特征[D];中国农业科学院;2017年
9 唐士明;北方农牧交错区不同土地利用方式对土壤团聚体和微生物群落的影响[D];中国农业大学;2018年
10 徐爽;化学物质对土壤团聚体稳定性及其它物理性状的影响[D];西北农林科技大学;2015年
11 张倩;长期施肥下稻麦轮作体系土壤团聚体碳氮转化特征[D];中国农业科学院;2017年
12 赵冬;黄土丘陵区植被恢复过程土壤团聚体结构演变特征及其量化表征[D];中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心;2017年
13 毛艳玲;土地利用变化对土壤团聚体碳组分的影响[D];福建师范大学;2008年
14 於修龄;土壤团聚体/铁锰结核的三维结构、形成过程及其环境意义[D];浙江大学;2015年
15 安韶山;黄土丘陵区土壤肥力质量对植被恢复的响应及其演变[D];西北农林科技大学;2004年
16 吴会军;长期不同耕种措施对土壤呼吸和有机碳影响研究[D];中国农业科学院;2010年
17 尹宁宁;矿区复垦土壤团聚体和有机碳动态变化的作用机制研究[D];中国矿业大学;2017年
18 王彬;土壤可蚀性动态变化机制与土壤可蚀性估算模型[D];西北农林科技大学;2013年
19 李朝霞;降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀特点[D];华中农业大学;2005年
20 冀保毅;深耕与秸秆还田的土壤改良效果及其作物增产效应研究[D];河南农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 何冰;不同培肥措施对复垦土壤团聚体碳氮分布的影响[D];山西农业大学;2019年
2 孙娇;黄土丘陵区植被恢复下土壤团聚体稳定性及其化学计量特征[D];西北农林科技大学;2015年
3 杨佳;不同植茶品种土壤团聚体组成及其铝氟形态分布特征[D];四川农业大学;2019年
4 李青春;农牧交错带土地不同利用方式对土壤团聚体及有机碳影响研究[D];内蒙古农业大学;2019年
5 李欣雨;低分子量有机酸对茶园土壤不同粒径团聚体吸附—解吸Cu~(2+)的特性研究[D];四川农业大学;2018年
6 杨弋;两种有机酸对茶园土壤团聚体吸附—解吸Zn~(2+)、Cd~(2+)特性影响研究[D];四川农业大学;2018年
7 崔虎;退耕还湿条件下土壤团聚体中磷的赋存及释放特征研究[D];中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所);2019年
8 杜满聪;耕作方式对坡耕地赤红壤结构稳定性的影响[D];广州大学;2019年
9 冯夕;地膜覆盖及施氮对菜地土壤团聚体及其碳氮组分的影响[D];西南大学;2019年
10 刘依宁;重庆永川梨园土壤、叶果氮磷钾与产量品质变化研究[D];西南大学;2019年
11 杨阳;秸秆还田条件下休耕轮作对玉米农田土壤团聚体及其养分的影响[D];中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所);2019年
12 薛伟杰;外源有机物添加对滩涂土壤团聚体形成的影响及其机制初探[D];扬州大学;2019年
13 王奥博;若尔盖湿地退化对土壤团聚体有机碳及其组分的影响[D];四川农业大学;2018年
14 朱仁欢;不同植茶年限土壤团聚体有机质组分及其结构特征研究[D];四川农业大学;2018年
15 马俊杰;朱家湾小流域土壤团聚体及其有机碳分布特征研究[D];四川农业大学;2018年
16 吴绍军;烟草连作年限对土壤团聚体及其结合碳、氮的影响[D];四川农业大学;2018年
17 于佳鑫;山西太岳山华北落叶松人工林土壤团聚体稳定性及养分分布特征[D];北京林业大学;2019年
18 李英菊;典型铅锌矿区污染土壤团聚体重金属分布特征及风险评估[D];贵州师范大学;2018年
19 杨华;非生物及生物因子对土壤团聚体形成及土壤酶活性的影响[D];南京农业大学;2017年
20 马盼盼;退化高寒草地土壤团聚体稳定性及其养分特征[D];兰州大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 美平;“极透”根茂有机碳肥[N];江苏农业科技报;2021年
2 济南兆龙科技 张明凯;有机碳肥对作物的重要性及其应用[N];山东科技报;2017年
3 本报记者 李禾;给土壤“定向”补充有机碳分子[N];科技日报;2016年
4 华南农业大学资环学院新肥料资源研究中心 教授 廖宗文;有机碳肥补天缺[N];农资导报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978