收藏本站
收藏 | 论文排版

尿素配施脲酶/硝化抑制剂对三江源区退化高寒草甸氮转化的影响及作用机理研究

刘攀  
【摘要】:施肥是治理与恢复退化高寒草甸的重要措施之一,是恢复与提升退化高寒草地生态功能的重要举措。但是不合理的氮肥添加措施会导致氮利用率低且对生态环境造成严重破坏。因此,本论文以三江源区玛沁县的中轻度退化高寒草甸为研究对象。研究脲酶配施脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺N-(n-butyl)thiophosphoric triamide,NBPT)和硝化抑制剂(双氰胺,dicyandiamide,DCD)对于中轻度退化高寒草甸氮转化的影响。目的在于研究以下3方面:(1)基于植物营养学和稳定同位素技术,研究尿素配施NBPT/DCD在中轻度退化高寒草甸生态系统中四大功能类群(禾本科、莎草科、豆科、杂类草)对氮肥的利用效率、地上/地下净初级生产力和牧草营养成分的影响,筛选出最优的尿素+抑制剂组合处理,为实现资源的优化利用和保障畜牧业可持续发展提供技术支撑。(2)通过尿素配施NBPT和DCD研究尿素-N在施入中轻度退化高寒草地生态系统后NH_3、N_2O、CO_2、CH_4排放速率和累计排放量特征,获取土壤库中基本理化性质数据,揭示气体排放量的机理,为青藏高原草地生态系统可持续利用提供科学依据。(3)土壤微生物作为生态系统中枢环节,通过高通量测序16s和ITs技术,测定中轻度退化高寒草甸生态系统中真菌和细菌多样性和群落结构,探讨尿素配施NBPT/DCD对草地生态系统中关键微生物的影响,为脲酶/硝化抑制剂在中轻度退化高寒草甸的作用机理提供理论基础。主要结果如下:1)植物物种多样性:尿素添加NBPT和/或DCD没有显著影响中轻度退化高寒草甸物种多样性但显著提高优势物种的重要值和植被覆盖度。表明抑制剂的添加会降低尿素对中轻度退化高寒草甸植物多样性的影响。植被生产力:单施尿素处理下中度退化高寒草甸地上生物量为277.01 g·m~(-1)·y~(-1),U+NBPT处理显著提高了近36.14%,且集中提高在禾本科和杂类草。尿素添加抑制剂未显著改变轻度退化高寒草甸的生物量。表明NBPT对于恢复与治理中度退化高寒草甸效果显著。2)氮肥利用率:在轻度退化高寒草甸中,单施尿素处理下植物和根系的~(15)N回收率仅为33.44%,而U+NBPT和U+NBPT+DCD处理分别提高植物+根系~(15)N回收率的30.44%和19.44%。通过皮尔森相关性分析表明,土壤中NH_4~+-N、C/N比、TN和TP是影响氮素利用率的主要因子。而在中度退化高寒草甸中,单施尿素处理下植物和根系的~(15)N回收率仅为29.94%,近70%的氮素未被吸收利用。U+NBPT处理显著提高了44.20%。而U+DCD处理显著降低了36.06%。通过皮尔森相关性分析表明,土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量是影响中度退化高寒草甸的主要因子。证明NBPT抑制剂的添加可以提高尿素氮在土壤中的作用,增加N在轻度退化高寒草甸生态系统中的内部循环,而DCD对中轻度退化高寒草甸氮素利用率没有影响,并且在中度退化高寒草甸中效果更佳。3)气态氮损失:U+NBPT或者U+NBPT+DCD对于延迟中轻度退化高寒草甸NH_3挥发出现的时间和峰值效果显著。在轻度退化高寒草甸下,单施尿素NH_3挥发累计损失量为16.36 kg N·hm~(-2);N_2O累计损失量为34.12 kg·hm~(-2);两者累计损失高达50.48 kg·hm~(-2),占施氮量的33.65%。其中N_2O损失是尿素氮的主要损失途径。U+NBPT和U+NBPT+DCD处理显著降低了NH_3挥发累计损失量的52.08%和48.66%。且两组处理显著降低了N_2O累计损失量的26.55%和70.63%。U+DCD处理并未减少NH_3挥发损失,但显著降低了N_2O累计损失量的38.10%。而在中度退化高寒草甸生态系统中,U处理NH_3挥发累计损失量高达18.77 kg N·hm~(-2),N_2O累计损失量为26.40 kg·hm~(-2),两者累积量高达45.17 kg·hm~(-2),占施氮量30.11%。尿素中添加NBPT抑制了NH_3挥发,尿素中添加DCD抑制了N_2O排放。尿素中添加NBPT和DCD对两者均显著下降了60.20%和56.44%。通过冗余分析表明,抑制剂的添加与土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量成显著的正相关关系,证明抑制剂抑制了相关微生物的活性,降低了尿素的气态氮损失,增加了土壤中无机态氮的累计。NBPT+DCD对于抑制中轻度退化高寒草甸尿素氮的损失均有显著的效果。4)温室气体排放:在轻度退化高寒草甸生态系统中,不同处理下均未对CO_2排放速率和累计排放量产生影响。施用尿素后将轻度退化高寒草甸的弱CH_4汇转变为CH_4排放源,为1.10 kg·hm~(-2)。而尿素中添加DCD后CH_4排放呈弱CH_4汇并显著降低,为-0.44 kg·hm~(-2)。而在中度退化高寒草甸生态系统中,U和U+DCD相较于不施肥对照显著下降CO_2累计排放量,分别下降了21.29%和17.20%。U+DCD和U+NBPT+DCD处理CH_4排放累积量无显著性差异,均表现为弱CH_4汇,而U+NBPT处理却显著增加CH_4排放量,呈现正增长。通过RDA分析,抑制剂添加与土壤中碳氮含量呈显著的正相关关系,NBPT的添加增加使得土壤以无机氮的形式存在于土壤中,虽抑制剂了脲酶相关微生物,但增加了其它微生物的相对丰度,如酸杆菌门、子囊菌门,导致土壤CO_2和CH_4排放呈显著的正增长。而DCD对于降低中轻度退化高寒草甸CO_2和CH_4排放效果最为显著,尤其在中度退化高寒草甸生态系统中。5)轻度退化高寒草甸土壤真细菌群落特征:细菌群落特征:尿素+不同抑制剂处理对土壤细菌优势门类无显著性影响,NH_3常见门类的相对丰度发生改变。U+NBPT处理使酸杆菌门优势属RB41相对丰度增加1.28%,U+DCD处理会对硝化螺旋菌门的硝化螺旋菌属的细菌产生了抑制作用。真菌群落特征:尿素+不同抑制剂处理土壤真菌优势门子囊菌门的相对丰度增加,担子菌门、接合菌门的相对丰度降低。U+DCD处理下,子囊菌门的Archaeorhizomyces的相对丰度显著增加26.66%(p0.05),而U、U+NBPT对担子菌门Hygrocyb产生抑制作用。6)中度退化高寒草甸土壤真细菌群落特征:细菌群落特征:土壤细菌的优势属、稀有属的相对丰度发生改变,U处理下变形菌门Rhodoplanes相对丰度增加0.34%,U+NBPT、U+DCD+NBPT对放线菌门Solirubrobacteralesf_67-14细菌产生抑制作用。真菌群落特征:U+NBPT+DCD处理下子囊菌门的相对丰度31.79%,表现为最低,CK处理下担子菌门的相对丰为4.86%,显著低于其他处理(p0.05)。尿素+脲酶/硝化抑制剂可以促进Clitopilus的生长。7)通过结构方程模型得出,尿素+抑制剂通过直接影响土壤铵态氮的含量来直接影响轻、中度退化高寒草甸地上生物量,而与硝态氮含量没有显著的影响。8)通过RDA和SEM分析结果表明,尿素+抑制剂通过影响土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量最终影响NH_3挥发;另一条通路为尿素+抑制剂通过影响土壤真菌优势均属的相对丰度和地上生物量,最终影响NH_3挥发。尿素+抑制剂通过影响土壤优势细菌相对丰度、NH_4~+-N和NO_3~--N含量,最终影响N_2O排放。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 华青措;;氮磷钾不同施肥配方对高寒草甸植物养分及土壤养分的影响[J];黑龙江畜牧兽医;2017年05期
2 张骞;张中华;马丽;杨晓渊;郭婧;徐文华;周秉荣;邵新庆;王芳;贾永忠;贺有龙;金欣;周华坤;;不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响[J];草地学报;2019年06期
3 尹亚丽;王玉琴;李世雄;马玉寿;;补播对退化高寒草甸土壤性质及酶活性的影响[J];青海畜牧兽医杂志;2020年06期
4 王英成;芦光新;赵丽蓉;邓晔;王军邦;;高寒草甸退化对土壤电导率变化影响的研究[J];干旱区研究;2021年01期
5 牛雪娜;丰骁;姚拓;;基于多变量分析的天祝金强河地区退化高寒草甸土壤因子分类模型[J];甘肃农业大学学报;2020年05期
6 张黎敏,龙瑞军,汪永红,尚占环;土壤筛对一定深度不同退化高寒草甸土壤种子库的分选效果[J];草原与草坪;2005年05期
7 孙维;李少伟;张扬建;付刚;;长期实验增温对藏北高寒草甸群落营养品质的影响(英文)[J];Journal of Resources and Ecology;2020年05期
8 旦增塔庆;白玛嘎翁;多吉顿珠;拉巴;;围封年限对西藏高寒草甸植被特征与土壤养分的影响[J];草业科学;2018年01期
9 唐刘燕;国慧;杨振安;;不同放牧模式下青藏高原高寒草甸植被群落和土壤差异[J];草业科学;2021年07期
10 黄大明,JoergSteinbach;高寒草甸能量动态系统模型的灵敏度分析[J];清华大学学报(自然科学版);1998年12期
11 黄大明;高寒草甸放牧生态系统夏秋草场轮牧制度的模拟研究[J];生态学报;1996年06期
12 ;中国科学院海北高寒草甸定位站[J];青海科技;2020年02期
13 杨晓慧;;连续多年放牧对生长季高寒草甸生物量的影响研究[J];农家参谋;2020年12期
14 党永桂;;不同高原鼠兔洞口密度对高寒草甸群落生物量的影响[J];青海草业;2019年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 秦锋;M.Jane Bunting;赵艳;李泉;崔巧玉;任维鹤;;青藏高原东部高寒草甸区相对花粉产量估算[A];中国古生物学会孢粉学分会十届二次学术年会论文摘要集[C];2019年
2 曹广民;杜岩功;梁东营;王长庭;王启兰;;高寒草甸两种类型植物对甲烷汇的影响[A];青藏高原资源·环境·生态建设学术研讨会暨中国青藏高原研究会2007学术年会论文摘要汇编[C];2007年
3 李月梅;曹广民;;土地利用方式改变对高寒草甸土壤有机碳的影响的初步研究[A];2005青藏高原环境与变化研讨会论文摘要汇编[C];2005年
4 王秀红;郑度;;青藏高原高寒草甸资源的可持续利用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
5 王文颖;;高寒草甸土地退化及其恢复重建对植被碳氮含量的影响[A];第三届全国植物生态学前沿论坛第三届全国克隆植物生态学研讨会论文摘要汇编[C];2009年
6 牛钰杰;花立民;;高原鼢鼠鼠丘提高了青藏高原高寒草甸植物多样性[A];第八届中国西部动物学学术研讨会会议摘要汇编[C];2019年
7 闫霜;张黎;;氮添加对高寒草甸植被光合作用的影响[A];第31届中国气象学会年会S6 大气成分与天气、气候变化[C];2014年
8 王启兰;宋磊;曹广民;王长庭;;高寒草甸不同退化阶段土壤酶活性的研究[A];2005青藏高原环境与变化研讨会论文摘要汇编[C];2005年
9 孙飞达;龙瑞军;;鼠类活动对三江源区高寒草甸初级生产力的影响[A];2009中国草原发展论坛论文集[C];2009年
10 褚晖;郭松长;郭新异;刘力华;孙嘉辰;赵亮;;高寒草甸雀形目鸟类子代性别鉴定和微卫星引物筛选及应用[A];第三届中国西部动物学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
11 张力;刘彩琴;郑中朝;周学辉;肖西山;焦婷;冯瑞林;李伟;苗小林;;青海三角城种羊场高寒草甸草场氮、硫的季节变化及其盈缺分析[A];全国养羊生产与学术研讨会议论文集(2003~2004)[C];2004年
12 韩发;李以康;周华坤;吴兵;师生波;王学英;冉飞;;三江源区高寒草甸退化对土壤酶活性和土壤肥力影响的研究[A];2006年中国植物逆境生理生态与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
13 ;青藏铁路高寒草原、高寒草甸植被恢复与再造试验研究[A];铁路“十一五”环保成果汇编[C];2012年
14 陶贞;沈承德;孙彦敏;高全洲;易惟熙;李英年;;土地利用变化对高寒草甸土壤有机质更新的影响[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
15 龙瑞军;尚占环;赵成章;曹广民;王长庭;丁路明;;三江源区高寒草甸退化分异过程及调控机理[A];青藏高原资源·环境·生态建设学术研讨会暨中国青藏高原研究会2007学术年会论文摘要汇编[C];2007年
16 李东;;开垦对高寒草甸土壤有机碳动态影响的模拟研究[A];2013全国土地资源开发利用与生态文明建设学术研讨会论文集[C];2013年
17 李荣华;;不同抑制剂组合对尿素肥效的影响(摘要)[A];2010中国腐植酸行业低碳经济交流大会暨第九届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2010年
18 冯启明;李瑾丽;;几种非金属矿尿素缓释肥保肥效果及应用前景[A];中国硅酸盐学会非金属矿分会非金属矿产资源高效利用学术研讨会论文专辑[C];2009年
19 杨宝学;;尿素通道蛋白作为利尿药新靶点[A];中国药理学会第十一次全国学术会议专刊[C];2011年
20 赵虎;李霖;张浩;;尿素筛故障原因分析与处理对策[A];低碳经济促进石化产业科技创新与发展——第九届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 刘攀;尿素配施脲酶/硝化抑制剂对三江源区退化高寒草甸氮转化的影响及作用机理研究[D];青海师范大学;2021年
2 尹亚丽;三江源区退化高寒草甸土壤-微生物互作研究[D];青海大学;2020年
3 张起鹏;地形对高寒草甸植物多样性影响的多层次分析[D];南京师范大学;2019年
4 张永超;退化高寒草甸恢复过程中植物群落变化特征及其机制[D];兰州大学;2015年
5 王多斌;高寒草甸植物群落和土壤有机碳对气候变化和放牧的响应[D];兰州大学;2019年
6 刘俊杰;围封对祁连山高寒草甸优势物种和植物群落光合特性的影响及生产力模拟研究[D];兰州大学;2019年
7 刘阳;青藏高原高寒草甸放牧系统温室气体排放[D];兰州大学;2018年
8 曹素珍;青藏高原高寒草甸常见植物出苗及生长繁殖对增温的响应研究[D];兰州大学;2018年
9 段中华;基于土壤及植物生物标记物的高寒草甸退化研究[D];青海大学;2018年
10 杨振安;青藏高原高寒草甸植被土壤系统对放牧和氮添加的响应研究[D];西北农林科技大学;2017年
11 芦晓飞;西藏米拉山高寒草甸土壤微生物多样性研究[D];中国农业科学院;2009年
12 周小龙;高寒草甸植物群落结构组建和生产力对施肥的响应机制[D];兰州大学;2016年
13 崔瀚文;高寒草甸退化对生态系统多功能性的影响机制[D];兰州大学;2021年
14 李君勇;青藏高原高寒草甸群落结构和功能对环境干扰的响应[D];兰州大学;2016年
15 谈嫣蓉;青藏高原东北缘高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的研究[D];兰州大学;2012年
16 德科加;施肥对三江源区高寒草甸初级生产力和土壤养分的影响[D];甘肃农业大学;2014年
17 陈懂懂;青藏高原东北缘高寒草甸土壤养分、微生物量碳氮及氮矿化潜力的研究[D];兰州大学;2010年
18 原树生;大兴安岭林区土壤养分及化学计量特征影响因素研究[D];东北林业大学;2019年
19 杨歆歆;华北小麦玉米轮作区土壤养分变异规律与精准施肥分区[D];山东农业大学;2019年
20 朱洪芬;黄土高原太原盆地区土壤养分空间分异与尺度效应研究[D];山西农业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 杨增增;改良措施对退化高寒草甸植被与土壤的影响[D];青海大学;2020年
2 车应弟;高寒草甸坡向梯度植物功能性状与系统发育对群落结构的影响[D];西北师范大学;2019年
3 林昕;养分添加对青藏高原高寒草甸AMF群落及氮吸收功能的影响[D];北京林业大学;2019年
4 年勇;大通河上游不同退化等级高寒草甸对夏季放牧的响应[D];青海大学;2019年
5 谈静;鼠丘土壤剥蚀及植物群落演替的研究[D];青海大学;2019年
6 吴宗堤;物种丧失对青藏高原高寒草甸植物开花物候的影响[D];兰州大学;2019年
7 石明明;围封与放牧对高寒草甸植物群落特征和功能性状的影响[D];兰州大学;2017年
8 赵亮;增温和降雨变化对高寒草甸植物群落和土壤理化因子的影响[D];兰州大学;2019年
9 赵敏;蚁丘促进高寒草甸向禾草群落转变[D];兰州大学;2019年
10 王学经;青藏高原东北缘高寒草甸常见植物种子性状对萌发的影响[D];兰州大学;2015年
11 张典业;高寒草甸植物功能性状与群落构建对不同干扰的响应[D];兰州大学;2015年
12 牟晓明;青藏高原东北缘高寒草甸植物群落空间格局研究[D];兰州大学;2015年
13 王朋朋;全球气候变化因素对青藏高原高寒草甸典型植物生理特性的影响[D];南京信息工程大学;2018年
14 安娜;增温对青藏高原高寒草甸土壤团聚体碳氮磷的影响[D];吉林农业大学;2018年
15 柴锦隆;模拟践踏和降水对高寒草甸土壤理化性质和微生物数量的影响[D];甘肃农业大学;2018年
16 王玉贤;青藏高原高寒草甸开花植物花寿命的变异及影响因子[D];兰州理工大学;2018年
17 侯羿林;施肥对青藏高原高寒草甸土壤有机碳组分及分解动态的影响[D];兰州大学;2018年
18 张富广;气候变化背景下祁连山高寒草甸上界现代分布变化研究[D];兰州大学;2018年
19 张如兰;禾草优势种丧失对亚高寒草甸植物生理生态特征和群落结构的影响[D];兰州大学;2018年
20 王丽佩;青藏高原高寒草甸土壤种子库对增温和降雨变化的响应研究[D];兰州大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 马新;中科院生物所高寒草甸研究项目达到国际领先水平[N];青海日报;2016年
2 记者 张目 朱国亮;丰腴的青藏高寒草甸草枯畜减[N];新华每日电讯;2003年
3 记者 崔国辉;极端降雨对高寒草甸生态效应影响显著[N];中国气象报;2016年
4 记者戴随刚;三江源高寒草甸区域生态逐渐恢复[N];中国气象报;2009年
5 姜辰蓉 戴随刚;三江源区高寒草甸区域生态恶化趋势得到有效遏制[N];中国民族报;2009年
6 ;也谈提高氮肥利用率[N];中华合作时报;2004年
7 本报记者 王云立;多肽增效尿素推广时机成熟[N];中国化工报;2011年
8 ;提高氮肥利用率方法多[N];江苏科技报;2006年
9 首席记者 乔林生;尿素期货首次交割顺利完成[N];期货日报;2020年
10 本报记者 张利静;尿素期货短期弱势难改[N];中国证券报;2019年
11 本报记者 周璐璐;尿素期货助农资企业战疫情保春耕[N];中国证券报;2020年
12 记者 鲍仁;郑商所力保尿素交割安全支持春耕生产[N];期货日报;2020年
13 记者 吴海燕 通讯员 徐新中;乌石化含海藻酸尿素试生产一次成功[N];中国石油报;2020年
14 记者 刘叶琳;尿素期货上市[N];国际商报;2019年
15 记者 逯彦萃 通讯员 张晨晨;尿素期货郑商所上市[N];河南日报;2019年
16 记者 马治聪;分析人士:国内尿素需求呈现“农”降“工”增局面[N];期货日报;2019年
17 本报记者 何晓曦;环保步伐加快 尿素行业向何处去?[N];国际商报;2017年
18 本报记者 董添;尿素突破2000元/吨大关[N];中国证券报;2018年
19 本报记者 董添;旺季来临 尿素价格走高[N];中国证券报;2018年
20 本报记者 何晓曦;尿素行业:从亏损到大幅盈利[N];新农村商报;2018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