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外源有机碳对植烟土壤水稳性团聚体、活性有机碳和酶活性的影响

舒灏  
【摘要】:近年来,随着土壤利用强度的加大,我国耕地土壤有机碳含量下降严重。提高土壤有机碳含量,改善土壤结构和耕地质量迫在眉睫。本学位论文通过添加3种外源有机碳(木本泥炭、草本泥炭和褐煤)和木本泥炭腐植酸钾到植烟土壤中,研究了外源有机碳类型及施用量对植烟土壤容重、含水率、水稳性团聚体粒径分布及其稳定性、活性有机碳含量、碳库管理指数和酶活性的影响,并分析了各指标之间的相关性。主要内容如下:1.考察了3种外源有机碳添加对植烟土壤水稳性团聚体粒径分布及稳定性、活性有机碳含量和酶活性的影响。施用2%木本泥炭、2%草本泥炭和2%褐煤后,土壤团聚体的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别提高了23%、13%、21%和33%、18%、31%;植烟土壤的活性有机碳总量(LOC)、高活性有机碳含量(HLOC)和碳库管理指数(CMI)均显著增加,增幅为木本泥炭褐煤草本泥炭,而土壤容重、含水率和过氧化氢酶活性变化不显著。施用2%木本泥炭12个月后,土壤转化酶活性降低了54.6%,脲酶活性升高了25.9%,而草本泥炭和褐煤处理的土壤转化酶和脲酶活性变化不显著。2.施用1%~4%木本泥炭12个月后,植烟土壤中粒径大于2 mm的水稳性团聚体含量(WR2),尤其是粒径大于5 mm的水稳性团聚体含量(WR5)以及LOC、HLOC和CMI值都随木本泥炭施用量的增加而增加,土壤团聚体的MWD和GMD值分别提高了15%~43%和21%~79%,LOC、HLOC和CMI值则分别提高了51%~214%、55%~318%和55%~239%;而土壤转化酶活性随木本泥炭用量的增加而降低了45.6%~63.4%,各处理土壤的过氧化氢酶活性均无显著变化,脲酶活性却提高了5.7%~25.9%不等;当木本泥炭施用量高于3%时,植烟土壤的容重下降了1.88%~2.83%,而含水率则提高了7.15%~7.30%。3.施用1%~7%木本泥炭腐植酸钾6个月后,各处理的植烟土壤中,WR2,特别WR5含量以及LOC、HLOC、CMI和过氧化氢酶活性都随木本泥炭腐植酸钾施用量的增加而增加,土壤团聚体的MWD和GMD值分别提高了17%~120%和22%~201%,LOC、HLOC和CMI值则分别提高了37%~751%、60%~545%和38%~951%,而土壤过氧化氢酶活性只分别提高了0.9%~15.5%;1%~7%木本泥炭腐植酸钾处理6个月后,植烟土壤的转化酶和脲酶活性均显著提高,以4%木本泥炭腐植酸钾处理的植烟土壤中转化酶和脲酶活性提升最多,分别增加了281%和169%;当木本泥炭腐植酸钾施用量高于2%时,植烟土壤的容重随木本泥炭腐植酸钾施用量的增加而下降了1.97%~5.92%,而含水率则提高了11.0%~29.0%。4.施用5%~15%木本泥炭并种植烟株12个月后,植烟土壤的MWD和GMD均随木本泥炭施用量的增加而显著增加,分别提高了59%~500%和51%~853%,但经过5%和10%木本泥炭处理的土壤中,粒径大于0.25 mm的各种水稳性团聚体含量均有所增加,而15%木本泥炭处理的土壤中仅WR5含量增加显著;当木本泥炭施用量为10%时,植烟土壤的LOC和HLOC增幅不再随木本泥炭施用量的增加而增大,其最大增幅分别为2197%和469%;5%木本泥炭处理的土壤转化酶和脲酶活性分别降低了20.5%和36.7%,而10%和15%木本泥炭处理的土壤转化酶活性则分别提高了17.3%和92.0%,土壤脲酶活性降低了43.8%和38.8%;3种处理的土壤过氧化氢酶活性变化均不显著;此外,在种植烟株的情况下,植烟土壤容重随木本泥炭施用量的增加而显著降低了6.3%~16.0%,而木本泥炭施用量对提高土壤含水率的影响不大。5.植烟土壤施用3种外源有机碳和木本泥炭腐植酸钾后,土壤活性有机碳、碳库管理指数与土壤水稳性团聚体的粒径分布和稳定性指标之间呈显著正相关,而土壤酶活性与土壤水稳性团聚体的粒径分布和稳定性指标之间相关性不显著。


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