發(fā)布時間：2019-03-15 07:37

【摘要】：為研究增溫及模擬酸雨對冬小麥-大豆輪作農(nóng)田土壤碳氮循環(huán)關(guān)鍵過程的影響,在農(nóng)田中設(shè)置了包含對照(CK)、增溫(W)、酸雨(A)、增溫及酸雨(WA)4個不同處理,進(jìn)行農(nóng)田隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中采用LI-8100開路式土壤碳通量測量系統(tǒng)觀測農(nóng)田各區(qū)組土壤呼吸速率,在試驗(yàn)觀測土壤呼吸速率同時,還利用該觀測系統(tǒng)觀測了相關(guān)指標(biāo),如土壤溫度、土壤濕度。農(nóng)田采樣土壤試驗(yàn)是采用氣壓過程分離技術(shù)(BaPS)測定土壤CO2產(chǎn)生速率、硝化速率以及反硝化速率。為研究模擬酸雨對農(nóng)田土壤微生物呼吸的影響機(jī)制,進(jìn)行了室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),采集農(nóng)田土壤,設(shè)置了pH1.0、pH2.0、pH3.0、pH4.0和對照處理,測定了不同模擬酸雨條件下土壤微生物呼吸、酶活性(脲酶、過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶)、pH。試驗(yàn)觀測結(jié)果表明,在不同增溫處理下土壤呼吸速率的季節(jié)變異趨勢基本一致,其季節(jié)變異與土壤溫度的變異具有一致性。2012～2013輪作年冬小麥田CK、W、A、WA處理的平均土壤呼吸速率分別為1.65±0.10、1.99±0.24、1.65±0.03和1.54±0.12 gmo1.(m2·s)-1,大豆生長季CK、W、A、WA4個處理的土壤呼吸速率均高于小麥生長季,大豆田CK、W、A、WA處理平均土壤呼吸速率分別為4.13±0.19、4.85±0.42、3.90±0.14和5.01±0.36μmo1.(m2·s)-1(表3-1)。配對t檢驗(yàn)結(jié)果表明,在大豆生長季,CK和WA處理間的土壤呼吸存在差異(p=0.065),W和A處理間差異顯著p0.05),A和WA處理間差異極顯著(p0.01)；在冬小麥-大豆輪作期內(nèi),CK和W處理間的土壤呼吸速率存在差異(p=0.054),W和A處理間存在極顯著差異(p0.01)。2013～2014輪作年冬小麥田CK、W、A、WA處理的平均土壤呼吸速率分別為2.04±0.22、2.60±0.21、1.84±0.03和2.45±0.16μmol·(m2·s)-1,W比A處理顯著增加了土壤呼吸速率。大豆生長季CK、W、A、WA4個處理的土壤呼吸速率均高于小麥生長季,大豆田各處理平均土壤呼吸速率分別為3.31±0.05、3.64±0.29、3.70±0.11和3.46±0.04μm0l·(m2·s)-1,各處理之間無顯著差異。土壤溫度是影響冬小麥-大豆輪作農(nóng)田土壤呼吸季節(jié)性變異的最重要的因子,土壤呼吸與溫度之間的關(guān)系可用指數(shù)方程解釋。2012～2013輪作年不同處理的土壤呼吸與土壤溫度指數(shù)回歸方程的R2均在0.5以上,CK、W、A、WA四個處理的R2分別為0.593、0.630、0.609、0.708,這表明CK、W、A、WA四個處理的土壤溫度可以決定59.3%、63.0%、60.9%、70.8%的土壤呼吸的變異。2013～2014輪作年CK、W、A、WA四個處理的R2分別為0.386、0.469、0.440、0.276,這表明CK、W、A、WA四個處理的土壤溫度可以決定38.6%、46.9%、44%、27.6%的土壤呼吸的變異。無論是在2012-2013輪作年還是2013-2014輪作年,模擬酸雨處理A在增加土壤濕度的線性項(xiàng)之后可增加對于土壤呼吸的解釋性,而其他處理增加濕度項(xiàng)后并未提高對于土壤呼吸的解釋性�；诓捎脷鈮哼^程分離(BaPS)法的進(jìn)一步研究結(jié)果表明,不同處理對冬小麥田土壤C02產(chǎn)生速率無顯著影響,各處理間土壤C02排放速率的差異未達(dá)到顯著差異水平。2013年大豆生長季C02產(chǎn)生速率與冬小麥田土壤CO2產(chǎn)生速率較為接近,而在2014年大豆田土壤C02產(chǎn)生速率明顯高于冬小麥田土壤CO2產(chǎn)生速率,這可能與采樣時土壤溫度的差異以及作物處于不同生育期有關(guān)。2013年4月13日增溫及模擬酸雨處理與CK處理的反硝化速率差異達(dá)到邊際性顯著差異(P0.1)水平,2014年5月18日模擬酸雨處理比CK處理顯著(p0.05)提高了土壤反硝化速率,在其余測定日期的結(jié)果中,各處理的土壤硝化、反硝化速率無顯著性差異。此外,土壤硝化、反硝化速率呈正相關(guān)關(guān)系,隨著土壤硝化速率上升,土壤反硝化速率也隨之上升,這說明硝化作用和反硝化作用存在耦合關(guān)系,硝化作用的底物和產(chǎn)物分別是反硝化作用的產(chǎn)物和底物。室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)測定的模擬酸雨對土壤微生物呼吸以及酶活性的影響的結(jié)果表明,CK處理與pH4.0處理累積土壤微生物呼吸量沒有顯著差異,而其他處理與對照的累積土壤微生物呼吸量之間存在明顯差異,累積土壤微生物呼吸量的大小次序?yàn)椋簆H4.0pH3.0pH2.0pH1.0,由此可知酸雨是影響土壤微生物呼吸的重要因子,土壤酸度越強(qiáng)就越能抑制土壤微生物呼吸量。此外,不同模擬酸雨處理之間的土壤脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性無顯著差異,但高強(qiáng)度模擬酸雨(pH1.0)顯著抑制了土壤過氧化氫酶活性,這表明過氧化氫酶在強(qiáng)酸條件下遭到破壞,酸度越強(qiáng)酶活性受到的抑制作用也越強(qiáng)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S154.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2440425