【摘要】：隨著氣候變化在國際間的討論逐漸深入,提高農(nóng)田土壤固碳減排能力以應(yīng)對(duì)氣候變化成為目前科學(xué)界研究的重點(diǎn)。有機(jī)種植作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要模式之一,在固碳減排上具有巨大潛力。本文重點(diǎn)研究了有機(jī)和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤有機(jī)碳的特性,通過定位研究,比較兩種種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分的動(dòng)態(tài)變化;通過團(tuán)聚體分級(jí),明確兩種種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分在團(tuán)聚體內(nèi)的分布特點(diǎn),從物理化學(xué)角度探討土壤的固碳機(jī)制;并比較了我國不同地區(qū)在有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有機(jī)碳特性。通過以上研究旨在探討有機(jī)種植是否具備應(yīng)對(duì)氣候變化的能力,從而進(jìn)一步推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分的長期定位研究表明,經(jīng)過10年有機(jī)種植后,土壤理化性質(zhì)得到改善,有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀均比常規(guī)種植高;常規(guī)種植除了有機(jī)質(zhì)有所升高,其他養(yǎng)分指標(biāo)均有不同程度的降低。有機(jī)種植模式下過氧化物酶和多酚氧化酶活性分別為2.66、0.98 mg沒食子素g-1·2h-1,常規(guī)種植這兩種酶活分別為1.64、0.67mg沒食子素g-1·2h-1。有機(jī)種植土壤有機(jī)質(zhì)、重組有機(jī)質(zhì)和活性有機(jī)質(zhì)均高于常規(guī),且呈逐年增長的趨勢,分別從2004年的21.52 g·kg-1、20.75 g·kg-1 和 5.93 g·kg1 增加到2013年的30.94 g·kg-1,28.29 g·kg-1和7.83g·kg-1。有機(jī)種植初期有機(jī)質(zhì)增長較緩慢,種植5年后增長明顯加快。常規(guī)種植有機(jī)質(zhì)從2009年開始出現(xiàn)下降趨勢;重組有機(jī)質(zhì)從2011年開始略有下降;活性有機(jī)質(zhì)增加相對(duì)平緩。從長期定位試驗(yàn)來看有機(jī)種植模式促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)及其組分含量的增加,有利于提高土壤酶活,促進(jìn)有機(jī)碳由活性有機(jī)碳向更穩(wěn)定的腐殖酸發(fā)展。通過比較有機(jī)和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤團(tuán)聚體組成、分配及團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳組分的差異。結(jié)果表明,常規(guī)種植模式下隨著團(tuán)聚體粒級(jí)的減小,團(tuán)聚體四個(gè)粒級(jí)(1 mm,1～0.5 mm,0.5～0.25 mm 和0.25 mm)的百分含量均值分別為 23.75%、15.15%、19.98%和38.09%,而有機(jī)種植模式下各粒級(jí)團(tuán)聚體(1mm,1～0.5mm,0.5～0.25 mm 和0.25 mm)的百分含量分別為 9.73%、18.41%、24.46%和 43.90%,0.25 mm微團(tuán)聚體百分含量顯著高于常規(guī)種植。有機(jī)種植模式提高了 土壤有機(jī)碳和全氮含量,平均值分別為17.95 g·kg-1和 1.51 g·kg-1。有機(jī)種植模式下相同粒級(jí)間,團(tuán)聚體中重組有機(jī)碳平均含量顯著高于常規(guī)種植,且重組有機(jī)碳在0.25 mm這部分穩(wěn)定性有機(jī)碳主要儲(chǔ)存場所的微團(tuán)聚體中富集。有機(jī)種植模式下易氧化態(tài)碳在1 mm大團(tuán)聚體中的含量顯著高于常規(guī)種植,其它粒級(jí)間沒有顯著差異,易氧化態(tài)碳在1mm大團(tuán)聚體中富集。有機(jī)種植模式增加了土壤有機(jī)碳及其組分含量,緩解了耕作對(duì)團(tuán)聚體的破壞,并增強(qiáng)了有機(jī)碳的穩(wěn)定性,有利于土壤固碳。各粒級(jí)團(tuán)聚體中鐵鋁氧化物的含量分布規(guī)律不明顯,可能在該農(nóng)場鐵鋁氧化物對(duì)有機(jī)碳的化學(xué)穩(wěn)定不起主要作用。不同地區(qū)有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有機(jī)碳的特性因種植地區(qū)、種植作物和種植年限等的不同而差異較大。有機(jī)種植年限3年以內(nèi)的金壇、山西和揚(yáng)州三個(gè)地區(qū)在有機(jī)碳、重組有機(jī)碳和易氧化態(tài)碳含量上與常規(guī)種植沒有顯著性差異(P0.05),種植年限在4~6年的上海、山東和云南三個(gè)地區(qū)的這三個(gè)指標(biāo)均顯著高于常規(guī)種植(P0.01)。隨著有機(jī)種植年限的延長,有機(jī)與常規(guī)的C/N比差值有變大趨勢。兩種種植模式下有機(jī)碳與重組有機(jī)碳、易氧化態(tài)碳有顯著的正相關(guān)關(guān)系。有機(jī)種植模式下,隨著有機(jī)碳含量的增加,重組部分和活性部分的碳積累更快,且重組部分的積累快于活性部分。
[Abstract]:With the deepening of the international discussion on climate change, the ability of soil solid carbon emission reduction in farmland to cope with climate change has become the focus of scientific research at present. As one of the important modes of low carbon economy, organic planting has great potential in carbon sequestration and emission reduction. In this paper, the characteristics of carbon black carbon in organic and conventional planting modes were studied, and the dynamic changes of carbon and its components in two planting modes were compared by location research. The distribution characteristics of carbon and its components in the agglomerate were determined in two planting modes, and the carbon sequestration mechanism of soil was discussed from the point of physical chemistry. The carbon characteristics of the carbon and its components under organic and regular planting modes were compared. The above research aims at exploring whether organic cultivation has the ability to deal with climate change, thus further promoting the sustainable development of agriculture in China. Long-term positioning of carbon and its components in organic and regular planting modes showed that after 10 years of organic planting, the physical and chemical properties of soil were improved, organic matter, total nitrogen, effective phosphorus and quick-acting potassium were higher than those of regular planting. Other nutrient indicators were decreased in varying degrees. The activities of peroxidase and multi-phenol oxidase in organic planting mode were 2.66, 0.098 mg and g-1 路 2h-1, respectively, and the two kinds of enzyme activities were 1.64, 0.67mg without food additive g-1 路 2h -1, respectively. The organic matter, the recombinant organic matter and the active organic matter in the organic planting soil were all higher than those of the conventional, and the trend of increasing year by year was from 21. 52 g 路 kg -1, 20. 75 g 路 kg -1 and 5.93 g 路 kg -1 in 2004 to 30. 94 g 路 kg -1, 28. 29 g 路 kg -1 and 7. 83g 路 kg -1 in 2013 respectively. Organic matter increased slowly in the early stage of organic planting, and the growth of organic matter increased significantly after 5 years. In 2009, the organic matter decreased slightly from the beginning of 2011, and the organic matter increased relatively gently. From the long-term positioning test, the organic planting model promotes the increase of organic matter and its component content, which is beneficial to improving soil enzyme activity and promoting the development of organic carbon from active organic carbon to more stable humic acid. By comparing the composition, distribution and agglomeration of organic carbon components in soil aggregates under the two different planting modes of organic and conventional plants. The results showed that with the decrease of agglomerate size in the conventional planting mode, the mean content of the four fractions (1 mm, 1 ~ 0.5 mm, 0. 5 ~ 0. 25 mm and 0. 25 mm) were 23. 75%, 15. 15%, 19. 98% and 38. 09%, respectively. The percentages of 0. 5 ~ 0. 25 mm and 0. 25 mm were 9.73%, 18.41%, 24.46% and 43. 90% respectively, and the percentage content of microaggregates was significantly higher than that of conventional planting. The organic planting model increased the total nitrogen content and the mean value of 17. 95g 路 kg-1 and 1.51 g 路 kg-1, respectively. The average content of the recombinant organic carbon in the agglomerate was significantly higher than that of the conventional planting in the organic planting mode, and the recombinant organic carbon was enriched in the micro-aggregates of the main storage sites of 0. 25 mm of the stable organic carbon. In the organic planting mode, the content of easily oxidized carbon in the 1 mm large aggregate was significantly higher than that of conventional planting, and there was no significant difference between the other fractions, and the easily oxidized carbon was enriched in the 1 mm large aggregate. the organic planting mode increases the content of the organic carbon and the components thereof, relieves the damage of the cultivation on the aggregates, enhances the stability of the organic carbon, and is favorable for the solid carbon of the soil. The content distribution of iron-aluminum oxide in each size agglomerate is not obvious, and it may not play a major role in the chemical stability of organic carbon on the farm iron-aluminum oxide. The characteristics of carbon in organic and regular planting patterns in different regions were different from those of planting area, planting crops and planting years. There was no significant difference in organic carbon, recombinant organic carbon and easily oxidized carbon content in three regions of organic carbon, recombinant organic carbon and easily oxidized carbon in three years of organic planting years (P0.05). The three indexes of Shandong and Yunnan were significantly higher than those of the conventional ones (P0.01). With the increase of organic planting years, the difference between organic and conventional C/ N ratio is large. Organic carbon in two planting modes has a significant positive correlation with the recombinant organic carbon and the easily oxidized carbon. In the organic planting mode, with the increase of the organic carbon content, the carbon accumulation of the recombinant part and the active part is faster, and the accumulation of the recombinant part is faster than that of the active part.
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S153.6

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊麗霞,潘劍君;土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)模型的研究進(jìn)展(英文)[J];Journal of Forestry Research;2003年04期

2 周莉,李保國,周廣勝;土壤有機(jī)碳的主導(dǎo)影響因子及其研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2005年01期

3 張國盛,黃高寶;農(nóng)田土壤有機(jī)碳固定潛力研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2005年02期

4 彭文英;張科利;楊勤科;;退耕還林對(duì)黃土高原地區(qū)土壤有機(jī)碳影響預(yù)測[J];地域研究與開發(fā);2006年03期

5 朱連奇;朱小立;李秀霞;;土壤有機(jī)碳研究進(jìn)展[J];河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

6 邵月紅;潘劍君;許信旺;米高奇;;淺談土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量的估算方法[J];土壤通報(bào);2006年05期

7 趙鑫;宇萬太;李建東;姜子紹;;不同經(jīng)營管理?xiàng)l件下土壤有機(jī)碳及其組分研究進(jìn)展[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2006年11期

8 于永強(qiáng);黃耀;張穩(wěn);孫文娟;;華東地區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)碳時(shí)空格局動(dòng)態(tài)模擬研究[J];地理與地理信息科學(xué);2007年01期

9 蘇艷華;黃耀;;濕地墾殖對(duì)土壤有機(jī)碳影響的模擬研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

10 許信旺;潘根興;汪艷林;曹志宏;;中國農(nóng)田耕層土壤有機(jī)碳變化特征及控制因素[J];地理研究;2009年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉敏;;中國土壤有機(jī)碳研究綜述[A];第二屆中國林業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)——S10 林業(yè)與氣候變化論文集[C];2009年

2 盧茜;唐英平;高人;尹云鋒;馬紅亮;;溫度和土地利用變化對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響[A];中國地理學(xué)會(huì)百年慶典學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2009年

3 吳慶標(biāo);王效科;郭然;;土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性研究進(jìn)展[A];生態(tài)學(xué)與全面·協(xié)調(diào)·可持續(xù)發(fā)展——中國生態(tài)學(xué)會(huì)第七屆全國會(huì)員代表大會(huì)論文摘要薈萃[C];2004年

4 王百群;蘇以榮;吳金水;;應(yīng)用穩(wěn)定性碳同位素研究土壤有機(jī)碳的來源構(gòu)成[A];中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——核科技、核應(yīng)用、核經(jīng)濟(jì)論壇[C];2005年

5 安靜;鄧波;韓建國;楊富裕;;土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性影響因子的研究進(jìn)展[A];農(nóng)區(qū)草業(yè)論壇論文集[C];2008年

6 秦小光;寧波;殷志強(qiáng);穆燕;;末次間冰期以來渭南黃土地區(qū)土壤有機(jī)碳碳庫的演變[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第11屆（2011年度）學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(中)[C];2012年

7 周莉;周廣勝;;中國東北樣帶土壤有機(jī)碳對(duì)環(huán)境變化響應(yīng)的研究[A];推進(jìn)氣象科技創(chuàng)新加快氣象事業(yè)發(fā)展——中國氣象學(xué)會(huì)2004年年會(huì)論文集（下冊）[C];2004年

8 李富山;韓貴琳;唐楊;吳起鑫;;喀斯特地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳氮特征:以貴州普定為例[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第14屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要專輯[C];2013年

9 邱海源;黃志偉;王憲;;區(qū)域土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳的影響[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2005年

10 汪青;張平究;;退耕還濕對(duì)菜子湖濕地土壤有機(jī)碳組分與質(zhì)量的影響[A];自然地理學(xué)與生態(tài)安全學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 步宣;全球循環(huán)與土壤有機(jī)碳[N];中國礦業(yè)報(bào);2010年

2 中國科學(xué)院南京土壤研究所 李珍素;人為因素影響土壤有機(jī)碳含量[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2006年

3 李云;中國耕作土壤固碳有潛力[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 魏守才;水土流失對(duì)黑土坡耕地土壤有機(jī)碳的影響[D];中國科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）;2015年

2 尤孟陽;黑土母質(zhì)熟化過程中的土壤有機(jī)碳組分與結(jié)構(gòu)變化特征[D];中國科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）;2015年

3 范勝龍;農(nóng)用地分等中樣點(diǎn)布設(shè)對(duì)表征土壤有機(jī)碳空間變異的尺度效應(yīng)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

4 崔鴻俠;神農(nóng)架巴山冷杉林土壤有機(jī)碳及其影響因素研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2015年

5 何亞婷;長期施肥下我國農(nóng)田土壤有機(jī)碳組分和結(jié)構(gòu)特征[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

6 吳旭東;沙漠化對(duì)草地植物群落演替及土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響[D];寧夏大學(xué);2016年

7 張志春;三江源地區(qū)高寒土壤有機(jī)碳賦存特性與氣候及植被變化的聯(lián)系[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 許信旺;不同尺度區(qū)域農(nóng)田土壤有機(jī)碳分布與變化[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 徐華君;中天山北坡土壤有機(jī)碳空間分布規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

10 王百群;黃土區(qū)侵蝕與干旱環(huán)境中土壤有機(jī)碳氮的變化與遷移[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 肖林林;山地丘陵區(qū)耕地土壤有機(jī)碳密度空間變異特征分析及預(yù)測[D];西南大學(xué);2013年

2 蔚耀洲;溫度和水分對(duì)山西省地帶性土壤有機(jī)碳礦化的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 李悅;不同農(nóng)作管理措施對(duì)東北地區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)碳未來變化的模擬研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 姜航;張廣才嶺西坡地形因子和保護(hù)機(jī)制對(duì)土壤有機(jī)碳積累的相對(duì)影響[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 黃琳琦;森林土壤有機(jī)碳氮分布及礦化特征[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

6 劉孝陽;復(fù)墾土壤有機(jī)碳空間插值及監(jiān)測樣點(diǎn)優(yōu)化布局研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

7 李雋婷;不同施肥和耕作方式對(duì)新修梯田土壤水分和碳氮磷動(dòng)態(tài)的影響[D];蘭州大學(xué);2015年

8 王蓮閣;溫度變化對(duì)土壤有機(jī)碳礦化及其動(dòng)力學(xué)特征的影響[D];西南大學(xué);2015年

9 賈會(huì)娟;西南丘陵區(qū)保護(hù)性耕作下旱作農(nóng)田土壤有機(jī)碳、氮相關(guān)組分的研究[D];西南大學(xué);2015年

10 張洋;浙江鳳陽山不同林分土壤有機(jī)碳礦化研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2259254