收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长期耕作对土壤团聚体有机碳及微生物多样性的影响

李景  
【摘要】:土壤团聚体是土壤结构的基本单元,是土壤有机碳转化的重要场所。土壤微生物是土壤养分转化与循环的驱动力,是团聚体形成过程中最活跃的生物因素。本论文以长期(15年)保护性耕作试验为研究平台,利用团聚体干筛湿筛分组方法、有机碳物理化学分组方法和现代分子生物学技术,研究了少耕、免耕、深松覆盖、小麦-花生两茬和传统耕作5种典型农田管理措施下土壤团聚体有机碳(SOC)组分和细菌、真菌、古菌微生物群落结构多样性的变化规律,为探讨土壤固碳机理,优化黄土高原坡耕地区农田耕作管理措施,实现土壤固碳减排、培肥土壤提供理论依据。主要结论概括如下: (1)长期(15年)免耕、深松覆盖和小麦-玉米两茬轮作提高了土壤表层(0-20cm)SOC含量。与传统耕作相比,免耕、深松覆盖和两茬显著提高了土壤0-10cm层的SOC含量,提高幅度分别为11.5%、5.5%和6.9%;在10-20cm土层,免耕、深松覆盖对SOC含量的促进作用明显减弱;在20-30cm土层,传统耕作的SOC含量显著高于免耕和深松覆盖处理。 (2)长期免耕和深松覆盖均能提高冬小麦的产量。与传统耕作相比,免耕处理13年平均增产3.1%,在试验初期并没有表现出增产效果,随着实施年份增加,增产效果逐渐显现。深松覆盖可持续增加冬小麦产量,13年平均增产6.5%。 (3)免耕和深松覆盖促进了表层(0-20cm)土壤>250μm粒级团聚体的形成,提高了土壤团聚体的力稳性和水稳性,改善了土壤结构。对于机械稳定性团聚体,在0-20cm土层,免耕和深松覆盖提高了>250μm粒级团聚体含量和结构体数量,在0-10cm表现为1000-2000μm粒级和250-1000μm粒级的提升;对于水稳性团聚体,在0-20cm土层,免耕、深松覆盖和两茬提高了所有>53μm粒级水稳性团聚体含量、平均质量直径和结构体数量。 (4)免耕、深松覆盖和两茬提高了表层(0-20cm)土壤团聚体有机碳含量,以>250μm粒级团聚体提升最多。对于机械稳定性团聚体,在0-20cm土层,与传统耕作相比,免耕、深松覆盖和两茬提高了所有粒级团聚体SOC含量;对于水稳性团聚体,在0-20cm土层,在0-10cm土层,免耕、深松覆盖和两茬处理下提高了所有>53μm粒级的水稳性团聚体SOC含量,尤其对>250μm粒级团聚体贡献最大。 (5)免耕、深松覆盖和两茬可提高土壤及团聚体内活性有机碳含量。可溶性有机碳、微生物量碳、轻组有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳均能敏感的反应耕作对土壤活性有机碳的影响。免耕、深松覆盖和两茬可提高土壤和各粒级团聚体可溶性有机碳和微生物生物量碳含量;免耕、深松覆盖和两茬对土壤和团聚体轻组有机碳含量也有提升作用,尤其对>2000μm粒级团聚体贡献最大;土壤颗粒有机碳主要以细颗粒有机碳形式贮存在团聚体内,免耕、深松覆盖和两茬下土壤细颗粒有机碳含量高于传统处理。 (6)免耕、深松覆盖和两茬处理提高了土壤细菌、真菌和古菌群落结构多样性,改善了土壤微生物群落结构。不同耕作措施主要影响细菌群落的个体数量,对种群丰富度影响不大;耕作措施强烈影响了真菌种群的个体数量和丰富度;耕作措施对古菌种群的个体数量和丰富度均有影响,对优势种群的丰富度影响较小。与传统耕作相比,免耕、深松覆盖和两茬处理土壤细菌多样性分别提高0.3%、0.3%和0.6%,真菌分别提高23.7%、19.5%和25.8%,古菌分别提高20.2%、40.5%和49.1%。 (7)免耕、深松覆盖和两茬不同程度的提高了团聚体内细菌、真菌和古菌群落结构多样性。不同粒级团聚体的细菌、真菌和古菌群落结构多样性存在差异。细菌多样性在1000-2000μm和250-1000μm粒级团聚体较高;真菌多样性随团聚体粒级变化并不明显;古菌的多样性在>250μm粒级下较高。免耕、深松覆盖和两茬处理提高了各个粒级团聚体的细菌多样性,尤其对>2000μm和250-1000μm粒级的贡献最大;免耕、深松和两茬处理提高了各个粒级团聚体真菌多样性,对250-1000μm和<250μm粒级贡献最大;免耕、深松覆盖和两茬处理提高了各个粒级团聚体的古菌多样性,尤其对250-1000μm粒级团聚体的贡献最大。 综上所述,保护性耕作(免耕和深松覆盖)和轮作(小麦-花生两茬)具有改善土壤团聚体状况、提高团聚体内总碳及活性有机碳含量和改善土壤及团聚体微生物群落结构的效果,是豫西坡耕地区值得推广的农田管理措施。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张保华;;长江上游典型区域森林土壤结构体形成和稳定性机制分析[J];聊城大学学报(自然科学版);2007年01期
2 孙天聪;李世清;邵明安;赵坤;;半湿润农田生态系统长期施肥对土壤团聚体中有机氮组分的影响[J];应用生态学报;2007年10期
3 肖复明;范少辉;汪思龙;熊彩云;于小军;申正其;;毛竹林地土壤团聚体稳定性及其对碳贮量影响研究[J];水土保持学报;2008年02期
4 吕文星;张洪江;王伟;杜士才;吴煜禾;何萍;肖莉;;重庆四面山不同林地土壤团聚体特征[J];水土保持学报;2010年04期
5 宁丽丹,石辉,周海军,刘世荣;岷江上游不同植被下土壤团聚体特征分析[J];应用生态学报;2005年08期
6 郭艳玲;宝祥;;农牧交错带退耕种草对土壤团聚体的影响[J];内蒙古草业;2005年04期
7 冷延慧;汪景宽;李双异;;长期施肥对黑土团聚体分布和碳储量变化的影响[J];生态学杂志;2008年12期
8 罗红燕;蒋先军;谢德体;李楠;曹良元;;真菌和细菌生物量在土壤团聚体中的分布和耕作响应[J];生态学报;2009年08期
9 郑子成;王永东;李廷轩;杨玉梅;;退耕对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响[J];自然资源学报;2011年01期
10 张东升;蒋先军;袁俊吉;;垄作免耕对土壤团聚体中微生物生物量N和脲酶活性的影响[J];中国农学通报;2011年08期
11 王恩姮;赵雨森;陈祥伟;;季节性冻融对典型黑土区土壤团聚体特征的影响[J];应用生态学报;2010年04期
12 魏亚伟;苏以荣;陈香碧;何寻阳;覃文更;韦国富;;人为干扰对喀斯特土壤团聚体及其有机碳稳定性的影响[J];应用生态学报;2011年04期
13 仇建飞;窦森;邵晨;李明敏;安丰华;;添加玉米秸秆培养对土壤团聚体胡敏酸数量和结构特征的影响[J];土壤学报;2011年04期
14 Donald W.Fryrear,陈敏才;用快速旋转筛测定土壤团聚体稳定性[J];中国水土保持;1987年02期
15 王明辉;张秀芝;万忠梅;吴景贵;;土壤中无机纳米微粒的自组装行为研究[J];东北师大学报(自然科学版);2005年04期
16 谢锦升;杨玉盛;陈光水;朱锦懋;曾宏达;杨智杰;;植被恢复对退化红壤团聚体稳定性及碳分布的影响[J];生态学报;2008年02期
17 李恋卿,潘根兴,龚伟,孙玉华,张旭辉;太湖地区几种水稻土的有机碳储存及其分布特性[J];科技通报;2000年06期
18 李恋卿,潘根兴,张旭辉,龚伟;土壤团聚体有机碳稳定性同位素组成[J];南京农业大学学报;2000年01期
19 李阳兵,谢德体,魏朝富,周宝同;利用方式对岩溶山地土壤团粒结构的影响研究[J];长江流域资源与环境;2002年05期
20 毛艳玲;杨玉盛;邹双全;陈光水;王国强;;土地利用变化对亚热带山地红壤团聚体有机碳的影响[J];山地学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 王义祥;翁伯琦;黄毅斌;王成己;叶菁;;生草栽培对果园土壤团聚体内有机碳的影响[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
2 罗红燕;蒋先军;谢德体;;细菌在不同土壤团聚体粒径中分布的遗传多样性比较及对耕作方式的响应[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
3 陈辉;窦森;;长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
4 郝翔翔;窦森;;不同土地利用方式下黑土团聚体及其腐殖质数量特征[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
5 窦森;关松;李凯;;土壤团聚体中有机质研究进展[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
6 仇建飞;窦森;;添加玉米秸秆培养对土壤团聚体中腐殖质组成和性质的影响[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
7 关松;窦森;;培养条件下土壤腐殖质在黑土团聚体中的分布[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年
8 王清;;贵州两种不同岩性地区生态自我修复过程中土壤团粒状况研究[A];第二届全国水土保持生态修复学术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 文倩;半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析[D];中国农业大学;2004年
2 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
3 冷延慧;长期施肥对棕壤、黑土团聚体组成及其稳定性的影响[D];沈阳农业大学;2008年
4 罗红燕;土壤团聚体中微生物群落的空间分布及其对耕作的响应[D];西南大学;2009年
5 刘恩科;不同施肥制度土壤团聚体微生物学特性及其与土壤肥力的关系[D];中国农业科学院;2007年
6 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
7 王增丽;秸秆不同处理还田方式对土壤理化特性和作物生长效应的影响[D];西北农林科技大学;2012年
8 郭志彬;半干旱黄土高原地区不同干预方式下撂荒地演替植被生物量与土壤物化性质变化[D];兰州大学;2010年
9 王义祥;不同经营措施下果园土壤有机碳库特性及固碳潜力研究[D];福建农林大学;2011年
10 宋国菡;耕垦下表土有机碳库变化及水稻土有机碳的团聚体分布与结合形态[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李越;土壤团聚体稳定性的特殊离子效应初探[D];西南大学;2014年
2 梁斐斐;微域尺度土壤团聚体的空间异质性对酸性土壤中自养硝化作用的影响[D];西南大学;2013年
3 上官王丽;产胞外多糖细菌多样性及其对土壤团聚体形成作用的研究[D];南京农业大学;2013年
4 陈秋实;保护性耕作对土壤团聚体有机碳固定的影响及作用机理[D];广西大学;2012年
5 李黎光;武夷山不同海拔植被土壤团聚体有机碳的空间变化[D];南京林业大学;2012年
6 冯雪;两种植被恢复模式土壤团聚体组成及其碳稳定性研究[D];南昌大学;2013年
7 龚仓;典型环境介质中重金属种态研究[D];成都理工大学;2013年
8 李景;长期耕作对土壤团聚体有机碳及微生物多样性的影响[D];中国农业科学院;2014年
9 成毅;宁南山区植被恢复对不同粒径土壤团聚体中微生物多样性分布的影响[D];西北农林科技大学;2011年
10 陶金;鄱阳湖湿地围垦后土壤团聚体结构、有机碳及微生物多样性变化的研究[D];南昌大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;牧草混种好处多[N];中国畜牧兽医报;2009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