本文選題：設(shè)施土壤 + 酸化��； 參考：《浙江大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：當(dāng)前,我國設(shè)施土壤酸化和次生鹽漬化現(xiàn)象普遍,成為設(shè)施栽培系統(tǒng)中最為突出的土壤障礙問題。這些問題不僅直接危害作物的正常生長,而且也易引發(fā)養(yǎng)分失衡、病蟲害增加等其他相關(guān)生產(chǎn)問題,威脅設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有關(guān)設(shè)施土壤酸化或鹽漬化發(fā)生的原因和調(diào)控措施研究也是長期以來土壤學(xué)、園藝學(xué)與環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的焦點,并取得了大量可喜的進(jìn)展。但以往的研究多針對酸化或鹽漬化某一現(xiàn)象開展,同時考慮這兩個過程的研究鮮見報道。為了深入探討設(shè)施土壤酸化和鹽漬化耦合發(fā)生的原因和機(jī)理,本文選取山東壽光、浙江寧波和金華初始pH值不同的設(shè)施土壤作為研究對象,在考察了初始pH值不同的設(shè)施土壤酸化和鹽漬化特征后,以壽光設(shè)施土壤為對象,利用室內(nèi)培養(yǎng)、盆栽試驗,并結(jié)合統(tǒng)計模型研究了設(shè)施土壤酸化與鹽漬化的內(nèi)在聯(lián)系、氮肥投入與不同種植年限設(shè)施土壤酸度和鹽分累積之間的量化關(guān)系；另外,結(jié)合定量PCR和高通量測序技術(shù),深入探討了設(shè)施土壤中微生物群落的特征及硝化和酸化機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：(1)初始pH值不同的設(shè)施土壤酸化與鹽漬化特征與露地相比,壽光和寧波設(shè)施土壤表層(0-20 cm)和亞表層(20-40 cm)均表現(xiàn)出明顯的酸化和鹽漬化現(xiàn)象。且這兩個調(diào)查地區(qū)的設(shè)施土壤pH值均隨種植年限的延長而逐漸降低,但電導(dǎo)率(EC)值卻呈現(xiàn)出相反的趨勢。酸化和鹽漬化更容易同時發(fā)生在土壤表層。壽光設(shè)施表層土壤pH值較露地平均約下降了1.01個單位,而EC均值達(dá)到了0.70mS cm-1,超過了大多數(shù)作物生育障礙臨界點(EC 0.40mS Cm-1)。由露地改為設(shè)施栽培后,壽光設(shè)施土壤中K+和NO3-在全鹽中的比例顯著上升,而Ca2+和HCO3-的比例有所下降。設(shè)施土壤pH和EC之間呈現(xiàn)極顯著的相關(guān)關(guān)系。進(jìn)一步逐步多元回歸分析表明,土壤pH值的下降與Ca2+、HCO3-的比例下降呈現(xiàn)顯著相關(guān)。對于初始pH值較低的設(shè)施土壤酸化和鹽漬化機(jī)理應(yīng)做進(jìn)一步的研究,從而來評估這類設(shè)施土壤酸化和鹽漬化的相關(guān)關(guān)系。(2)鹽分添加對設(shè)施土壤pH值的影響在伴隨離子為Cl-時,各陽離子對設(shè)施土壤均有一定的致酸作用,作用順序：Ca2+ NH4+ Mg2+ K+ Na+。隨著各陽離子濃度的增加,土壤pH值下降幅度增加,這與離子的交換吸附密切相關(guān)。在伴隨離子為Na+時,在高濃度Cl-條件下土壤pH值顯著降低,這歸結(jié)于Cl-的生理酸性和離子間的協(xié)同作用。因此,設(shè)施栽培中應(yīng)盡量避免施用NH4Cl肥料。在HCO3-作用下,土壤pH值上升。離子的引入會活化土壤膠體上的相應(yīng)交換位點,使交換態(tài)的離子進(jìn)入到土壤溶液中,加速土壤次生鹽漬化過程。(3)化學(xué)氮肥施用對不同種植年限設(shè)施土壤酸度和鹽度的影響經(jīng)過一季的栽培,各設(shè)施土壤酸度和鹽度隨著氮肥施用率的增加均有顯著的增加,pH的下降范圍為0.45-1.06個單位,電導(dǎo)率(EC)增加了0.24-068 mS cm-1。尿素作為氮肥,溫室栽培下1mol(NO2-+N03-)-N的累積將釋放約0.92 mol H+。在每季氮肥投入分別為600和1,200 kg N ha-1條件下,壽光不同栽培年限溫室土壤質(zhì)子負(fù)荷約分別為14.3-27.3和12.1-58.2kmol H+ha-1；生菜對過量鹽基離子吸收的質(zhì)子產(chǎn)生量僅占硝化作用的0.3-4.5%。此外,土壤中質(zhì)子的釋放將誘導(dǎo)鹽基離子的溶出,加速土壤鹽漬化。(4)高氮投入下不同施肥方式對設(shè)施土壤酸度和鹽度影響保持采樣地傳統(tǒng)氮肥施用量(1,200kgha-1),經(jīng)過一季的栽培,單施化學(xué)氮肥和化肥有機(jī)肥配合施用均會導(dǎo)致設(shè)施土壤酸度和鹽度的增加,且單施化學(xué)氮肥處理下土壤酸化和鹽漬化的速度更快(P0.05)。有機(jī)肥在一定程度上可緩解土壤酸化和鹽分累積的進(jìn)程,但過量施用也可導(dǎo)致設(shè)施土壤酸化和鹽漬化。氮素的硝化作用導(dǎo)致設(shè)施土壤酸化,硝化作用對土壤酸度的影響程度受土壤初始pH值的影響。與此同時,硝酸鹽的累積是導(dǎo)致設(shè)施土壤鹽漬化的直接原因。不同栽培年限設(shè)施土壤對肥料處理的反應(yīng)程度與土壤本身的pH緩沖容量和養(yǎng)分含量密切相關(guān)。植物生長過程中對硝態(tài)氮的吸收可改良土壤酸度和鹽度。(5)設(shè)施土壤潛在硝化活性和硝化微生物群落組成設(shè)施栽培在一定程度上增加了土壤中養(yǎng)分含量和硝化微生物群體的多樣性。但設(shè)施栽培14年后,由于土壤酸度和鹽度的增加,硝化微生物群體豐度和多樣性顯著下降。中性偏堿性表層土壤潛在的硝化活性(PNA)與氨氧化細(xì)菌(AOB)豐度具有顯著的正相關(guān)關(guān)系,與氨氧化古菌(AOA)豐度無顯著相關(guān)關(guān)系。土壤PNA和AOB受pH值變化影響顯著。硝化微生物群體AOA、AOB和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)中的優(yōu)勢種群分別為Nitrososphaeraceae.Nitrosomonadaceae和Nitrospiraceae.冗余分析(RDA)表明,設(shè)施土壤中硝化微生物群體結(jié)構(gòu)與土壤鹽度(EC)、有機(jī)碳(OC)和N03--N含量具有顯著的相關(guān)關(guān)系。
[Abstract]:In order to explore the causes and mechanism of soil acidification and salination of facilities , this paper deals with the causes and mechanisms of soil acidification and salination of facilities . In order to further explore the causes and mechanisms of soil acidification and salination of facilities , this paper studies the relationship between soil acidification and salination of facilities , and studies the relationship between soil acidification and salination of facilities .
The results are as follows : ( 1 ) The soil acidification and salination characteristics of the facilities at different initial pH values decrease gradually with the extension of the planting years , but the conductivity ( EC ) values show the opposite trend . The pH value of the surface soil of Shouguang facility is decreased by 1.01 units at the same time , and the EC average reaches 0.70mS / cm - 1 , which exceeds the critical point of most crop growth barriers ( EC 0.40mS Cm - 1 ) . The soil acidity and salinity of the facilities increased significantly with the increase of the concentration of each cation . The soil acidity and salinity of the facilities increased with the increase of the concentration of each cation . The soil acidity and salinity of the facilities increased with the increase of the concentration of the ions .
The results showed that the soil acidity and salinity of the plant were significantly affected by soil acidity and salinity .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S158.1;S625.5

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本文編號：1982150