【摘要】：不合理利用有機物料不僅會造成資源的浪費,還會引起嚴重的環(huán)境污染問題。將有機物料作為肥料施入土壤是有機物料綜合管理及利用的有效措施之一。內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟屬于我國西部半干旱地區(qū),土壤貧瘠、耕層薄及干旱脅迫已嚴重制約了當?shù)剞r(nóng)作物的生產(chǎn)。覆膜滴灌技術(shù)具有節(jié)水和保墑的作用,在當?shù)匾汛竺娣e推廣和應(yīng)用。然而,此技術(shù)在改善土壤微環(huán)境的同時也加速了土壤有機質(zhì)的礦化與分解。外源有機物料的施用可以補充土壤碳源,使土壤有機碳庫發(fā)生變化,且不同來源有機物料的作用機理不同。因此,本試驗選用6種不同來源有機物料,分別為秸稈(MS)、牧草(FG)、樹葉(TL)、雞糞(CM)、羊糞(SM)和菌渣(MR),以單施化肥為對照(CK),在半干旱覆膜滴灌土壤上設(shè)置不同來源有機物料的尼龍網(wǎng)袋原位埋土田間腐解試驗和田間培肥試驗。半干旱覆膜滴灌土壤不同來源有機物料腐解特征的結(jié)果表明,(1)腐解540d時,CM(71.55%)、SM(68.21%)和MS(68.16%)的腐解率明顯高于MR(58.64%)、FG(55.28%)和TL(47.95%)。(2)腐解過程中,MS(6.11)和TL(4.75)的碳素礦化潛力(C_0)高于其他有機物料。MS(0.0194)的碳釋放速率常數(shù)(k_0)最高,而TL(0.0117)的最低。(3)腐解過程中,有機物料的水溶性有機化合物總量(WOM)呈先降低再增加再降低的變化趨勢,且MS持續(xù)生成WOM的能力較強。(4)腐解過程中,有機物料的纖維素含量先快速下降后趨于穩(wěn)定,木質(zhì)素含量先大幅度增加后趨于穩(wěn)定,且MS能在較短的時間內(nèi)形成更多的木質(zhì)素衍生物。(5)紅外光譜和差熱分析表明,腐解后MS、CM和MR的芳香族、碳水化合物及多糖類物質(zhì)明顯增加,TL、FG和SM明顯減少。半干旱覆膜滴灌土壤不同來源有機物料類腐殖質(zhì)腐解特征的結(jié)果表明,(1)腐解過程中,有機物料的類腐殖質(zhì)(HSL)和類胡敏酸(HAL)含量呈先降低再增加再降低的趨勢,且MS持續(xù)生產(chǎn)HSL的能力最強。(2)HAL和類富里酸(FAL)的E_4/E_6比和ΔlogK及HAL/FAL呈先降低再增加再降低的趨勢。(3)紅外光譜分析表明,腐解后有機物料HAL脂肪族化合物增加,MR、CM、SM和MS的HAL芳香C=C伸縮振動增強。施用不同來源有機物料對半干旱覆膜滴灌土壤有機碳及活性有機碳影響的結(jié)果表明,(1)與CK相比,連續(xù)2年施用有機物料增加了土壤有機碳(SOC)、易分解態(tài)碳(LC)、耐分解態(tài)碳(RC)、水溶性有機碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有機碳(EOC)及碳庫管理指數(shù)(CPMI),降低了土壤氧化穩(wěn)定系數(shù)(K_(os))。(2)施用TL和MS后SOC、RC及RC/SOC明顯高于其他有機物料,施用CM、SM和MS后LC、DOC、EOC及CPMI明顯高于其他有機物料,而K_(os)較低。施用不同來源有機物料對半干旱覆膜滴灌土壤腐殖質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)影響的結(jié)果表明,(1)與CK相比,施用有機物料顯著增加了土壤胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量,且施用TL和MS后HA和FA含量顯著高于其他有機物料。(2)施用TL、FG和SM顯著降低了HA和FA的E_4/E_6和ΔlogK,均表現(xiàn)為TLFGSM;施用MS、CM和MR明顯增加了HA和FA的E_4/E_6和ΔlogK,HA表現(xiàn)為MSCMMR,FA表現(xiàn)為CMMSMR。(3)元素、紅外、三維熒光和固體~(13)C核磁分析表明,施用TL、FG和SM降低了HA和FA的脂肪碳/芳香碳和熒光強度(SFI),提高了C/H比。說明,施用TL、FG和SM增強了HA和FA的芳香縮合度,使分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和穩(wěn)定化,且TL的效果明顯好于FG和SM。施用MS、CM和MR增加了HA和FA的肪碳/芳香碳和SFI,降低了C/H比。說明,施用MS、CM和MR增加了HA和FA的脂肪結(jié)構(gòu),使分子結(jié)構(gòu)簡單化,且MS對HA的效果最好,CM對FA的效果最好。施用不同來源有機物料土壤有機碳庫與玉米產(chǎn)量的相關(guān)性研究結(jié)果表明,(1)施用有機物料提高了玉米產(chǎn)量,且MR、CM和MS的增產(chǎn)效果好于其他有機物料。(2)MBC、DOC、LC及LC/SOC與玉米產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān),與K_(os)呈顯著負相關(guān)。(3)HA和FA的E_4/E_6比、ΔlogK值及脂肪碳/芳香碳與玉米產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)。(4)土壤SOC和RC與有機物料的木質(zhì)素、多酚、WOM、WHA、HSL及HAL顯著相關(guān)�？傮w來說,不同來源有機物料的化學組成、類腐殖質(zhì)含量及結(jié)構(gòu)明顯不同,在腐解過程中各類有機物的動態(tài)變化及腐解特征也存在明顯差異。連續(xù)2年施用有機物料明顯改變了半干旱覆膜滴灌土壤的有機碳庫,但不同來源有機物料的作用效果存在明顯差異。施用TL和MS有利于半干旱覆膜滴灌土壤有機碳和腐殖質(zhì)的積累。施用TL后土壤腐殖質(zhì)的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化,更有利于土壤有機碳的固定,而施用MS后土壤腐殖質(zhì)的結(jié)構(gòu)趨于簡單化,且能有效地積累活性有機碳,更有利于土壤有機碳的更新。
【圖文】：

內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟扎賚特旗圖牧吉鎮(zhèn)(123°地區(qū)。年平均氣溫為 4.0℃，年降雨量為 300。年太陽輻射總量為 5 362.46 MJ/m2�！�10℃有期為 150 d 左右。拱試土壤為黑鈣土，土壤層薄，，僅有 15 cm 左右，見圖 2.1。表 2-1 試驗地基本理化性質(zhì)Tab.2-1 The basic properties of soil）速效鉀（mg/kg）堿解氮（mg/kg）含水量（%）電導(dǎo)率（μS/m）容重（g/cm3）緊51.36 84.82 9.49 143.27 1.13

注：表中同一行數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示各有機物料在 5%水平差異顯著。本試驗采用機械化覆膜滴灌的栽培方式（圖 2.2），所用地膜為白地膜，厚8μm，寬 80 cm。/氮 6.24±0.24cd 1.51±0.32d 2.65±0.19d 13.19±0.92a 8.65±0.43b 5物(g/kg) 12.82±1.20c 15.55±2.27b 13.71±1.30c 11.04±1.26d 17.01±2.29a 1物(g/kg) 7.33±0.52a 6.47±0.43ab 5.20±0.71b 4.91±0.25b 6.57±0.55ab 酸(g/kg) 5.49±0.26b 9.07±1.24a 8.50±0.47ab 6.13±0.53b 10.44±2.22a 8(g/kg) 7.93±1.20dc 6.16±1.30c 8.19±1.18d 10.28±1.21c 17.45±2.21a 1(g/kg) 4.47±0.29c 4.19±0.25c 2.16±0.13d 5.97±0.34c 9.90±1.90a (g/kg) 3.46±0.22c 1.97±0.06d 6.03±0.40a 4.32±0.26b 7.55±0.85a C/H 0.57±0.01b 0.55±0.01b 0.63±0.01a 0.64±0.02a 0.53±0.01b O/C 0.39±0.01a 0.43±0.01a 0.38±0.01a 0.28±0.01a 0.36±0.01a
【學位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S153.6

【參考文獻】

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本文編號：2628641