發(fā)布時(shí)間：2020-03-25 06:08

【摘要】：為進(jìn)一步探究水稻土結(jié)構(gòu)與土壤有機(jī)氮礦化之間的關(guān)系,本文采用我國(guó)稻麥輪作區(qū)(江蘇省宜興市)的湖白土型水稻土HBS,通過(guò)三種不同攪拌強(qiáng)度(不攪拌、攪拌3min和攪拌10min)結(jié)合室內(nèi)有機(jī)氮礦化培養(yǎng)試驗(yàn),利用濕篩法測(cè)定團(tuán)聚體分布及穩(wěn)定性,X射線CT掃描和圖像分析獲取孔隙結(jié)構(gòu)信息,定量研究了土壤團(tuán)聚體和孔隙大小分布與有機(jī)氮礦化之間的關(guān)系。另又選取南北方典型稻田土壤(粘紅壤型水稻土RS、草甸土型水稻土BS,探究不同容重下(1.0 g·cm~(-3)、1.2g·cm~(-3)和1.4g·cm~(-3))水稻土結(jié)構(gòu)特征與有機(jī)氮礦化之間的關(guān)系,以期為水稻土科學(xué)耕作培肥提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)攪拌會(huì)破壞水稻土結(jié)構(gòu),降低有機(jī)氮礦化量,攪拌強(qiáng)度對(duì)氮素礦化影響較小。與不攪拌(CK)處理相比,低強(qiáng)度攪拌(LES)和高強(qiáng)度攪拌(HES)兩處理中粒徑大于1mm的團(tuán)聚體含量和平均重量直徑(mean weight diameter,MWD)均顯著降低(P0.05),LES和HES處理間沒(méi)有顯著的差異。CT圖像顯示CK、LES和HES處理的團(tuán)聚體孔隙度分別為3.3%、3.2%和3.3%,但土壤孔隙形態(tài)有明顯差異。CK處理的條狀大孔隙分布較多;攪拌后的孔隙多為圓球狀,離散分布。礦化培養(yǎng)第一周內(nèi),攪拌兩處理的土壤有機(jī)氮礦化量激增,待培養(yǎng)結(jié)束時(shí)累積礦化氮量(N28)和氮礦化潛勢(shì)(N0)均為CKLESHES處理,CK處理顯著高于攪拌兩處理(P0.05),攪拌兩處理間沒(méi)有顯著差異。相關(guān)分析表明,土壤有機(jī)氮礦化主要取決于粒徑0.25mm的團(tuán)聚體(A0.25)和當(dāng)量直徑為30-100μm的孔隙數(shù)量(P30-100)。攪拌強(qiáng)度對(duì)土壤有機(jī)氮礦化的影響不顯著。(2)北方水稻土隨著容重升高,土壤團(tuán)聚體孔隙度降低,總氮礦化量降低;南方水稻土隨著容重升高,土壤團(tuán)聚體孔隙度降低,總礦化氮量在1.2g·cm~(-3)時(shí)最高。CT圖像定量分析顯示在相同容重條件下(1.4g·cm~(-3)除外),北方土壤(BS)的團(tuán)聚體孔隙度高于南方土壤(RS)。隨著容重的升高,兩種土壤的團(tuán)聚體孔隙度均顯著降低。BS的容重越高,土壤結(jié)構(gòu)中當(dāng)量直徑30μm的孔隙占團(tuán)聚體孔隙百分比越低;RS在1.2g·cm~(-3)容重時(shí)當(dāng)量直徑100μm的通氣孔隙占團(tuán)聚體孔隙百分比最高,容重增大或降低均會(huì)減少通氣孔隙的百分比。淹水密閉培養(yǎng)28d后,BS和RS的累積礦化氮量差異不顯著,但BS的礦化勢(shì)N_0顯著高于RS(P0.05)。隨著土壤容重的升高,BS和RS的累積礦化氮量均呈下降的趨勢(shì)。在同一種土壤的相同容重下,經(jīng)過(guò)礦化培養(yǎng)后,與未破壞土壤(BD_(1.2))相比,經(jīng)過(guò)破壞的土壤(D_(1.2))在各時(shí)期內(nèi)累積氮礦化量均顯著降低(P0.05)�？傮w而言,南北方土壤上當(dāng)量直徑30μm的孔隙均可促進(jìn)土壤有機(jī)氮礦化;土壤結(jié)構(gòu)受破壞會(huì)顯著降低有機(jī)氮礦化量(P0.05)。
【圖文】：

3焰光度法測(cè)定。利用中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所的納米工業(yè)顯微 CT GE，Sensing and Inspection Technologies, GmbH, Wu理選擇三個(gè)重復(fù)樣品進(jìn)行掃描。掃描電壓 110kV，掃品固定于樣品臺(tái)上，從 0 到 360°勻速旋轉(zhuǎn)，在此過(guò)程atosx2 Rec 軟件進(jìn)行圖像重建，再利用 VGStudio Max度值范圍為 0-255，存儲(chǔ)為 tiff 格式。進(jìn)行圖像預(yù)處理和二值化，為了避免采樣過(guò)程對(duì)樣品的 800×800×800 體元作為感興趣區(qū)域（Region of inter，ROI 實(shí)際大小為 10.4×10.4×10.4mm3，試驗(yàn)三的分辨0×10mm3。圖像二值化后，土柱孔隙結(jié)構(gòu)的可視化通過(guò)tim（www.quantim.ufz.de）獲取土壤孔隙結(jié)構(gòu)特征，度和連通性等。本文主要關(guān)注土壤孔隙大小分布，土像孔隙度為二值圖像中孔隙所占的比例，孔隙大小分

13HES，灰度圖像 HES，二值圖像 HES，三維圖像圖 3-1 攪拌對(duì)水稻土二維和三維結(jié)構(gòu)的影響Fig. 3-1 Effects of stirring on 2-D and 3-D structure of paddy soil3.1.3 土壤孔隙結(jié)構(gòu)特征定量分析土壤總孔隙度反映土壤中所有孔隙的總量，，實(shí)際上是土壤水和土壤空氣兩者所占容積之比的和。利用 ImageJ 軟件定量計(jì)算了土壤團(tuán)聚體累積孔隙度（圖 3-2），CK、LES 和 HES 三處理的累積孔隙度相差不大，分別為 3.32%、3.23%和 3.26%。從孔隙大小分布規(guī)律來(lái)看（圖 3-3），當(dāng)量直徑<280μm 的孔隙度高低順序?yàn)椋篊K>LES>HES 處理，這與累積孔隙度的趨勢(shì)一致。在當(dāng)量直徑 280μm~360μm 級(jí)別處，CK處理孔隙含量降低，LES 和 HES 處理孔隙含量略有升高。在當(dāng)量直徑>360μm 時(shí)，LES 和 HES處理的大孔隙急劇加大。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S153.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599518