本文關(guān)鍵詞：秸稈翻埋對(duì)土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳分布和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

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【摘要】：作物秸稈是一種寶貴的自然資源,也是量最大的農(nóng)業(yè)廢棄物。早期研究認(rèn)為秸稈的還田施用主要是為土壤提供養(yǎng)分,提高土壤肥力,從而減少化肥的施用量。隨著人們對(duì)秸稈的農(nóng)業(yè)利用認(rèn)識(shí)越來越深入,關(guān)于秸稈腐解特征、養(yǎng)分釋放的動(dòng)態(tài)變化,以及秸稈焚燒對(duì)大氣環(huán)境的影響等方面做了大量研究,但是,關(guān)于不同秸稈翻埋對(duì)旱地和水田土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳的組成和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響研究報(bào)道不多,本文選取小麥、水稻、玉米、油菜和蠶豆五種農(nóng)業(yè)常見作物秸稈,采用網(wǎng)袋法,研究在旱地和水田土壤環(huán)境下,五種作物秸稈各自的腐解特征,以及秸稈翻埋對(duì)土壤團(tuán)聚體組成及有機(jī)碳分布特征和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,主要分析了秸稈累積腐解率及腐解速率、養(yǎng)分累積釋放率、土壤團(tuán)聚體組成、有機(jī)碳分布及其貢獻(xiàn)率、土壤PLFA總量及微生物菌群分布、微生物相對(duì)豐度及種群特征的變化差異,旨在為農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物的循環(huán)利用提供科學(xué)依據(jù)。主要獲得以下結(jié)果:1、五種作物秸稈腐解速度表現(xiàn)為前期快,后期平穩(wěn),且在試驗(yàn)前期小麥、水稻、油菜和蠶豆秸稈腐解率差異不大,而玉米秸稈則明顯低于其余四種秸稈。旱地試驗(yàn)結(jié)束秸稈累積腐解率大小表現(xiàn)為水稻玉米小麥油菜蠶豆,水田則表現(xiàn)為玉米水稻小麥蠶豆油菜。旱地和水田環(huán)境相比較下,五種秸稈腐解率均表現(xiàn)為旱地水田;作物秸稈碳、氮釋放變化規(guī)律接近,磷、鉀釋放變化規(guī)律接近,旱地環(huán)境下腐解釋放碳和氮、磷、鉀養(yǎng)分的快速階段分別為10~90d、10~60d、10~60d、10~30d,五種秸稈在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)碳最終累積釋放率變幅為65.57~87.46%,其中油菜秸稈釋放量最大,氮最終累積釋放率變幅為55.00~69.79%,蠶豆秸稈釋放量最大,磷最終累積釋放率變幅80.08~96.66%,油菜秸稈釋放量最大,鉀最終累積釋放率變幅為89.73~98.98%,玉米秸稈釋放量最大;水田環(huán)境下腐解釋放碳和氮、磷、鉀養(yǎng)分的快速階段分別為10~60d、10~30d、10~60d、10~30d,五種秸稈在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)碳最終累積釋放率變幅為49.78~69.20%,水稻秸稈釋放量最大,氮最終累積釋放率變幅為90.74~97.13%,蠶豆秸稈釋放量最大,磷最終累積釋放率變幅33.15~77.04%,玉米秸稈釋放量最大,鉀最終累積釋放率變幅77.54~90.45%,小麥秸稈釋放量最大。五種作物秸稈養(yǎng)分釋放快慢順序均為鉀磷氮碳,試驗(yàn)結(jié)束碳、氮、磷、鉀養(yǎng)分的釋放大小除蠶豆秸稈是磷鉀氮碳外,其余四種秸稈都是磷鉀碳氮,由此可知,作物秸稈翻埋腐解后磷的釋放最多,其次是鉀,碳、氮釋放相對(duì)較少。2、旱地和水田環(huán)境下,各處理土壤團(tuán)聚體組成均以0.05mm粒徑百分含量最多,其次是0.05~0.25mm,0.25mm最少,且3個(gè)粒徑百分含量在所有處理的土壤團(tuán)聚體中均有顯著差異(P0.05)。旱地土壤翻埋秸稈能提高土壤團(tuán)聚體中0.25mm粒級(jí)的百分含量,其中油菜秸稈提高作用顯著,表明秸稈翻埋有利于旱地土壤團(tuán)聚體中微團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)換。同時(shí),五種秸稈翻埋均能顯著提高旱地土壤0.05~0.25mm粒級(jí)團(tuán)聚體百分含量,表明秸稈翻埋還有利于旱地土壤粉黏團(tuán)聚體向微團(tuán)聚體轉(zhuǎn)換。秸稈翻埋能提高水田土壤團(tuán)聚體中0.25mm粒級(jí)百分含量,但提高效果不如旱地。3、旱地環(huán)境下,五種秸稈均能提高土壤大團(tuán)聚體有機(jī)碳含量,蠶豆秸稈效果顯著,蠶豆和小麥秸稈還能能顯著提高微團(tuán)聚體和粉黏團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量,玉米秸稈對(duì)土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳含量影響最小。除玉米外,其余四種秸稈均能提高大團(tuán)聚體有機(jī)碳貢獻(xiàn)率,以油菜秸稈效果最顯著。水稻、蠶豆和油菜秸稈還能能顯著提高微團(tuán)聚體有機(jī)碳貢獻(xiàn)率。水田環(huán)境下,秸稈翻埋能提高土壤團(tuán)聚體大團(tuán)聚體有機(jī)碳含量及其貢獻(xiàn)率,小麥和蠶豆秸稈還能顯著提高微團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量。另外,秸稈翻埋雖然能提高團(tuán)聚體中單種粒徑有機(jī)碳含量,但有機(jī)碳含量在團(tuán)聚體中3種粒徑的分布大小順序不受秸稈還田的影響。4、實(shí)驗(yàn)共檢測(cè)出33種PLFA標(biāo)記物,旱地土壤PLFA總量變幅為8.35~25.15 nmol?g-1,大小順序?yàn)橛筒诵Q豆玉米水稻小麥,五種秸稈翻埋均能提高土壤微生物PLFA總量,其中油菜、蠶豆處理分別是不加秸稈處理的2.18、2.08倍,差異顯著。水田土壤PLFA總量變幅為4.04~22.19 nmol?g-1,大小順序?yàn)樗居衩仔←溣筒诵Q豆,小麥、水稻和玉米秸稈翻埋后對(duì)土壤各菌群PLFA量與不加秸稈處理無顯著差異,油菜、蠶豆秸稈反而降低了水田土壤各菌群PLFA量。五種秸稈處理各菌群PLFA量均高于不加秸稈處理,除蠶豆外其余秸稈處理真菌PLFA量均顯著高于不加秸稈處理,蠶豆處理細(xì)菌和PLFA總量均顯著低于其他處理,各處理間放線菌、革蘭氏陽(yáng)性菌(G+)、革蘭氏陰性菌(G-)無顯著差異;微生物各類群PLFA比值分析結(jié)果表明,秸稈翻埋對(duì)旱地土壤微生物的脅迫小于水田土壤,油菜秸稈翻埋對(duì)旱地土壤微生物的脅迫較小,小麥、玉米秸稈和蠶豆青稈對(duì)水田土壤脅迫較小;水稻、小麥、玉米、油菜均能顯著提高水田土壤微生物的物種豐富度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。主成分分析結(jié)果表明蠶豆青稈對(duì)旱地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響最大,油菜青稈和小麥秸稈對(duì)水田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響最大;處理間PLFA總量主成分分析表明蠶豆青稈對(duì)旱地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響最大,油菜青稈和小麥秸稈對(duì)水田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響最大。
【關(guān)鍵詞】：秸稈還田 有機(jī)物腐解 團(tuán)聚體有機(jī)碳 土壤微生物群落 PLFA
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S153.6;S154.3
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 第1章 文獻(xiàn)綜述13-23
• 1.1 秸稈資源概述13-16
• 1.1.1 秸稈生物特性13-14
• 1.1.2 秸稈利用現(xiàn)狀14-16
• 1.2 秸稈翻埋腐解的影響因素16-18
• 1.2.1 秸稈類型16-17
• 1.2.2 翻埋深度17
• 1.2.3 土壤溫濕度17-18
• 1.2.4 耕作方式18
• 1.3 秸稈翻埋效應(yīng)18-21
• 1.3.1 秸稈翻埋腐解對(duì)土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳的影響18-20
• 1.3.2 秸稈翻埋腐解對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響20
• 1.3.3 秸稈翻埋其他效應(yīng)20-21
• 1.4 展望21-23
• 第2章 緒論23-29
• 2.1 研究目的和意義23
• 2.2 研究目標(biāo)23
• 2.3 研究?jī)?nèi)容23-24
• 2.4 技術(shù)路線24-25
• 2.5 材料與方法25-29
• 2.5.1 供試土壤25
• 2.5.2 供試秸稈25
• 2.5.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)25-26
• 2.5.4 測(cè)定項(xiàng)目26-27
• 2.5.5 數(shù)據(jù)處理27-29
• 第3章 秸稈在水田和旱地土壤中的腐解特征29-43
• 3.1 秸稈還田累積腐解率及腐解速率29-32
• 3.2 秸稈還田養(yǎng)分累積釋放率32-39
• 3.2.1 水田環(huán)境下秸稈翻埋養(yǎng)分累積釋放率33-36
• 3.2.2 旱地環(huán)境下秸稈翻埋養(yǎng)分累積釋放率36-39
• 3.3 討論39-41
• 3.3.1 腐解率及各期平均腐解量39-40
• 3.3.2 養(yǎng)分累積釋放率40-41
• 3.4 小結(jié)41-43
• 第4章 秸稈翻埋對(duì)旱地和水田土壤團(tuán)聚體組成及有機(jī)碳分布的影響43-49
• 4.1 秸稈翻埋對(duì)旱地和水田土壤團(tuán)聚體組成的影響43-45
• 4.2 秸稈翻埋對(duì)旱地和水田土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳分布的影響45-46
• 4.3 討論46-47
• 4.3.1 土壤團(tuán)聚體組成47
• 4.3.2 土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳分布47
• 4.4 小結(jié)47-49
• 第5章 秸稈翻埋對(duì)旱地和水田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響49-57
• 5.1 秸稈翻埋對(duì)土壤PLFA總量及微生物菌群分布的影響49-51
• 5.2 秸稈翻埋對(duì)土壤微生物相對(duì)豐度的影響51-52
• 5.3 秸稈翻埋對(duì)土壤微生物種群特征的影響52-53
• 5.4 土壤微生物PLFA主成分分析53-54
• 5.5 討論54-55
• 5.6 小結(jié)55-57
• 第6章 結(jié)論與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-73
• 致謝73-75
• 參加課題與發(fā)表論文75

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