本文關鍵詞：增溫及模擬酸雨對農(nóng)田土壤呼吸及酶活性的影響　出處：《南京信息工程大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：為研究增溫及模擬酸雨對農(nóng)田土壤呼吸及酶活性的影響,在田間進行了隨機區(qū)組試驗。設置對照(CK)、增溫(W)、pH 4.0模擬酸雨(CK-4.0)、增溫及pH 4.0模擬酸雨(W-4.0)、pH 2.0模擬酸雨(CK-2.0)、增溫及pH 2.0模擬酸雨(W-2.0)6個處理,每個處理設置4個重復。采用LI-8100土壤碳通量自動測量系統(tǒng)觀測試驗田各小區(qū)土壤呼吸速率,在進行土壤呼吸速率觀測的同時,還對各小區(qū)土壤溫度、土壤濕度進行觀測。另外,在作物的不同生育期,對不同小區(qū)的土壤酶活性(脲酶、轉化酶、過氧化氫酶)進行觀測。為研究秸稈添加條件下模擬酸雨對農(nóng)田土壤微生物呼吸的影響,設置了室內(nèi)培養(yǎng)試驗。采用4個模擬酸雨梯度,分別為CK(去離子水)、A1(pH=4.0)、A2(pH=3.0)A3(pH=2.0),每個模擬酸雨處理下設置4個秸稈添加梯度,每個處理設置3個重復,觀測了不同處理下的土壤微生物呼吸和轉化酶、過氧化氫酶活性。研究結果表明,在2013～2014輪作年和2014～2015輪作年,不同處理的農(nóng)田土壤呼吸速率存在相同的季節(jié)變異規(guī)律,其季節(jié)變異與土壤溫度的變異具有一致性。在2013～2014冬小麥-大豆輪作生長季,CK、W、CK-4.0、W-4.0、CK-2.0、 W-2.0處理的平均土壤呼吸速率分別為3.3±0.05、3.40±0.06、3.20±0.13、 3.06±0.11、2.83±0.03、2.79±0.05μmol·(m2·s)-1。方差分析表明,W-4.0、CK-2.0和W-2.0處理土壤呼吸與對照均存在顯著差異(p0.05),增溫處理土壤呼吸速率高于對照處理,模擬酸雨、增溫及模擬酸雨處理土壤呼吸速率均低于對照處理。2014～2015冬小麥-大豆輪作生長季,CK、W、CK-4.0、W-4.0、CK-2.0、 W-2.0處理的土壤呼吸速率分別為3.06±0.06、2.98±0.04、2.88±0.06、3.05±0.08、 2.89±0.05、2.70±0.03μmol·(m2·s)-1。CK-4.0、CK-2.0和W-2.0處理與對照之間的土壤呼吸速率均存在顯著差異(p0.05)。2014～2015冬小麥-大豆輪作年不同處理下土壤呼吸速率的變異規(guī)律與2013～2014輪作年類似,即：增溫促進了農(nóng)·田土壤呼吸作用,而高強度模擬酸雨(pH 2.0)抑制了農(nóng)田土壤呼吸作用,低強度模擬酸雨(pH 4.0)對土壤呼吸作用無顯著影響。無論是在2013～2014輪作年還是2014～2015輪作年,農(nóng)田土壤呼吸速率的季節(jié)變異均受土壤溫度的影響,兩者之間的關系可用指數(shù)回歸方程描述。在2014大豆生長季,各處理脲酶和轉化酶活性與對照無顯著差異(p0.05)；對照與其他各處理在三葉期的過氧化氫酶活性之間存在顯著差異(p0.05),在分枝期則無顯著差異(p0.05),模擬酸雨抑制了脲酶和轉化酶活性,并促進了過氧化氫酶活性。在2014～2015冬小麥生長季的返青期,增溫處理促進了土壤脲酶活性,但在其他生育期增溫對土壤脲酶活性無顯著影響；模擬酸雨對土壤脲酶活性無顯著影響。增溫提高了越冬期和返青期的土壤轉化酶活性；模擬酸雨處理抑制了越冬期和返青期的轉化酶活性。模擬酸雨抑制了越冬期的土壤過氧化氫酶活性。在2015大豆生長季的三葉期,增溫促進了脲酶活性；模擬酸雨對脲酶活性無顯著影響。增溫抑制了三葉期和分枝期的土壤轉化酶活性。增溫促進了三葉期的過氧化氫酶活性。在2014～2015冬小麥生長季,季節(jié)平均土壤呼吸速率與脲酶活性之間存在顯著(P=0.046)的一元線性回歸關系,季節(jié)平均土壤呼吸速率與轉化酶活性之間存在(P=0.072)一元線性回歸關系。脲酶和轉化酶這兩種酶活性是造成不同處理間土壤呼吸差異的重要因素。進一步研究表明,不同模擬酸雨pH水平下和不同秸稈添加量條件下的土壤微生物呼吸均存在極顯著差異(P0.001),模擬酸雨pH水平與秸稈添加量對土壤微生物呼吸無交互影響(P=0.892)。模擬酸雨會抑制土壤微生物呼吸,且酸雨濃度越強抑制作用越明顯。秸稈添加會促進土壤微生物呼吸作用,且高秸稈添加量的促進作用越明顯。土壤微生物呼吸與轉化酶活性存在顯著線性相關關系(P=0.028),土壤微生物呼吸與過氧化氫酶活性存在顯著線性相關關系(P0.001),說明轉化酶和過氧化氫酶是衡量土壤微生物呼吸強弱的較好指標。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S154
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本文編號：1331823