【摘要】：秸稈還田是增加土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的一個(gè)重要技術(shù)措施。團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元,是秸稈碳等外源碳在土壤中固定的主要場(chǎng)所。秸稈碳在土壤中的周轉(zhuǎn)固定主要依賴于土壤微生物作用。目前,有關(guān)秸稈碳在農(nóng)田土壤團(tuán)聚體中的固定轉(zhuǎn)移研究較多,然而,關(guān)于地膜覆蓋(以下簡(jiǎn)稱“覆膜”)和施肥條件下秸稈碳的腐解、微生物對(duì)秸稈碳的利用和秸稈碳在土壤團(tuán)聚體中殘留尚不太清楚。本研究基于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)棕壤長(zhǎng)期定位試驗(yàn)站,通過(guò)向土壤添加~(13)C標(biāo)記的玉米秸稈,測(cè)定土壤中來(lái)源于秸稈碳的含量及其團(tuán)聚體中秸稈碳的含量,分析微生物對(duì)秸稈碳的利用,探討覆膜和不同施肥條件下秸稈碳在土壤中的腐解及其在土壤團(tuán)聚體中的殘留。本研究選擇裸地(不覆膜)和覆膜條件下四種不同施肥處理,即不施肥(CK)、單施中量氮肥(N2)、單施中量有機(jī)肥(M2)和有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理(M1N1)處理。主要研究結(jié)果如下:(1)覆膜條件下各施肥處理土壤有機(jī)碳(SOC)含量低于裸地條件下對(duì)應(yīng)施肥處理,說(shuō)明覆膜能夠加速SOC分解。秸稈加入土壤180 d后,覆膜下CK、N2、M2和M1N1處理土壤中~(13)C-SOC含量分別為0.32 g kg~(-1)、0.29 g kg~(-1)、0.30 g kg~(-1)和0.29 g kg~(-1);裸地下對(duì)應(yīng)處理土壤中~(13)C-SOC含量分別為0.35 g kg~(-1)、033 g kg~(-1)、0.31 g kg~(-1)和0.30 g kg~(-1)。不同覆膜和施肥條件下,SOC中來(lái)源于秸稈碳(~(13)C-SOC)含量隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而不斷降低。培養(yǎng)期間,覆膜土壤秸稈殘留率低于裸地土壤。秸稈碳在CK處理土壤中殘留率最高,裸地和覆膜土壤中平均分別為53.25%和48.02%;M1N1處理中最低裸地和覆膜土壤中平均分別為33.99%和28.95%。(2)添加秸稈使土壤微生物量碳(MBC)含量增加,而MBC含量隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降。M2和M1N1處理顯著(P0.05)增加了土壤MBC含量。同一施肥處理土壤MBC含量覆膜裸地。覆膜M2處理土壤MBC中來(lái)源于秸稈碳的(~(13)C-MBC)含量最高,平均為71.09 mg kg~(-1);裸地M1N1處理土壤~(13)C-MBC含量最高,平均為57.60 mg kg~(-1)。覆膜和裸地條件下CK處理~(13)C-MBC含量均最低,為29.88~41.56 mg kg~(-1)。培養(yǎng)180 d后,M2和M1N1處理土壤~(13)C-MBC含量顯(P0.05)著高于N2和CK處理。(3)秸稈碳首先在0.25~1 mm團(tuán)聚體中富集,分別占團(tuán)聚體有機(jī)碳的3.64%~9.45%而2 mm和1~2 mm團(tuán)聚體中秸稈碳含量較低,占1.60%~3.03%。隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)0.25~1 mm和0.25 mm團(tuán)聚體殘留秸稈碳含量降低,而2 mm和1~2 mm團(tuán)聚體中秸稈碳含量隨時(shí)間延長(zhǎng)增加,說(shuō)明小團(tuán)聚體利于外源碳分解。覆膜0.25 mm團(tuán)聚體殘留秸稈碳含量在M2和M1N1處理中較高;0.25~1 mm團(tuán)聚體殘留秸稈碳含量在CK處理最高;1~2 mm團(tuán)聚體殘留秸稈碳含量在N2處理土壤中含量最高。裸地與覆膜相比,覆膜使土壤團(tuán)聚體中秸稈碳含量降低。(4)覆膜和施肥使團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量隨時(shí)間逐漸向大團(tuán)聚體中轉(zhuǎn)移。0.25~1 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量最高,是儲(chǔ)存秸稈碳的主要粒級(jí),1~2 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量最低。N2處理在覆膜條件下的0.25~1 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量顯著(P0.05)低于對(duì)應(yīng)裸地土壤。2 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量在M1N1處理土壤中最高;1~2 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量在N2處理中最高,團(tuán)聚體所占百分?jǐn)?shù)最大;0.25~1 mm和0.25 mm團(tuán)聚體中秸稈碳儲(chǔ)量在CK處理中均最高。綜上研究結(jié)果表明,土壤秸稈碳0.25~1 mm團(tuán)聚體中含量較高,是團(tuán)聚體殘留秸稈碳儲(chǔ)量最高的粒級(jí),對(duì)秸稈碳的富集和保護(hù)能力強(qiáng)。覆膜和施肥通過(guò)影響土壤微生物的活性和種類,促進(jìn)秸稈碳在土壤中的腐解,減少土壤中秸稈碳?xì)埩袅�。因�?覆膜和施有機(jī)肥有利于秸稈碳的腐解,利于農(nóng)業(yè)土壤的可持續(xù)發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)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)】：S141.4
【圖文】：

第三章 地膜覆蓋和不同施肥條件下秸稈碳在土壤中的腐解過(guò)程10.63%和 1.82%。覆膜條件下 CK、N2、M2 和 M1N1 處理的土壤有機(jī)碳含量平均分別較裸地條件對(duì)應(yīng)處理下降了 5.39%、0.67%、5.16%和 3.44%。培養(yǎng) 180 d時(shí)，裸地條件下 M1N1 和 M2 處理有機(jī)碳含量顯著（P<0.05）高于 CK 和 N2 處理，且覆膜條件下 CK、N2、M2 和 M1N1處理間差異顯著（P<0.05）。

壤δ13C值受時(shí)間、施肥、覆膜及其它們的交互作用的影響差異顯著（P<0.05）（表3-1）。秸稈添加后各處理土壤有機(jī)碳δ13C 值隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)不斷下降（圖 3-2）。覆膜與否，CK、N2、M2和 M1M1 處理土壤有機(jī)碳δ13C 值在整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期差異顯著（P<0.05），并按照如下順序遞減：CK>N2>M2>M1N1，這與土壤總有機(jī)碳的變化趨勢(shì)不同。培養(yǎng) 180 d時(shí)，各施肥處理土壤有機(jī)碳δ13C 值趨于一致。整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期，CK處理的土壤有機(jī)碳δ13C 值變化最大，裸地和覆膜下分別下降了 3.22‰和 3.11‰；M1N1處理的土壤有機(jī)碳δ13C 值變化最小，裸地和覆膜下分別下降了1.17‰和 0.71‰。同一施肥處理土壤有機(jī)碳δ13C 值在培養(yǎng)的不同時(shí)期差異極顯著(P<0.01)。覆膜條件下不同施肥處理土壤有機(jī)碳δ13C 值與裸地相同，覆膜 CK、N2、M2和M1N1處理有機(jī)碳δ13C值分別較裸地條件降低42.24%、31.85%、33.37%和 25.41%。

到極顯著（P<0.001）（表 3-1）。整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期，覆膜與否各處理土壤中13C-SOC含量隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而不斷下降。CK 處理在整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期覆膜下13C-SOC 含量顯著低于裸地，且 CK 處理土壤13C-SOC 含量最高，為 0.32g kg-1~0.47gkg-1。N2處理覆膜下13C-SOC 含量在 120~180 d 之間下降較落地下快，且含量較裸地顯著（P<0.05）降低。M2 處理覆膜下土壤在 60d時(shí)顯著（P<0.05）低于裸地，60d~120d 下降較裸地快，120d~180 d 較裸地處理下降慢。M1N1 處理覆膜條件下相對(duì) CK、N2 和 M2 處理下降緩慢，60 d和 120 d顯著（P<0.05）低于裸地處理。整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期各施肥處理間相比，CK和 N2 處理下降較快，M2和 M1N1下降較緩慢。培養(yǎng) 180 d后，裸地條件下 CK、N2、M2和 M1N1 處理13C-SOC 含量在整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期分別為 0.35gkg-1、0.33 g kg-1、0.31 g kg-1和 0.30 g kg-1；覆膜條件下 CK、N2、M2 和 M1N1處理13C-SOC 含量在整個(gè)培養(yǎng)時(shí)期分別為 0.32 g kg-1、0.29 g kg-1、0.30 g kg-1和0.29 g kg-1。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763165