本文關(guān)鍵詞：關(guān)于控制土壤有機質(zhì)礦化速率的“調(diào)節(jié)閥”假說的證明，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土壤有機碳庫的含碳量大約是1500 Pg,約是大氣中的兩倍,因此土壤碳庫在全球碳平衡中具有重要作用,尤其是土壤有機碳庫。有機質(zhì)礦化是土壤的一個基本過程,是地球化學(xué)循環(huán)中的一個關(guān)鍵過程,了解這一關(guān)鍵的過程對于我們管理和利用土壤這個巨大的碳庫有重要的意義。1976年,“土壤經(jīng)氯仿熏蒸殺死大量微生物后仍以相同速率持續(xù)礦化”這一矛盾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),挑戰(zhàn)了學(xué)界普遍認(rèn)同的土壤有機質(zhì)礦化速率受土壤微生物活性控制這一觀點,對此,有學(xué)者提出一種“調(diào)節(jié)閥”假說,認(rèn)為土壤有機碳礦化是一個兩階段過程：包括非生物可利用有機碳向生物可利用有機碳的轉(zhuǎn)化過程(K1)及生物可利用碳的微生物直接礦化過程(K2)。本論文從土壤有機碳的非生物釋放規(guī)律、熏蒸土壤微生物量變化和環(huán)境因子(水分、溫度和顆粒結(jié)構(gòu)等)對有機質(zhì)礦化速率的影響等方面深入研究,為證明或否證土壤有機碳礦化過程“調(diào)節(jié)閥”假說提供科學(xué)證據(jù)。獲得的主要結(jié)果如下：(1)土壤微生物量與ATP作為土壤微生物量的有氧培養(yǎng)條件下,兩者之間具有顯著的線性相關(guān)性,且不同類型土壤的微生物量ATP濃度比較接近,均值為7.90±2.24 μmol ATP·g-1 SMBC,而厭氧培養(yǎng)環(huán)境下,微生物量碳與ATP之間沒有顯著的相關(guān)性,與自然環(huán)境中的水稻土之間也無規(guī)律性,且微生物量ATP濃度遠(yuǎn)低于有氧培養(yǎng)的土壤,均值為2.83±0.82μool ATP·g-1 biomass C,可能反映了厭氧條件下不同土壤類型之間微生物群落結(jié)構(gòu)的變化、氧化還原電位的差異,以及土壤孔隙中空氣體積的不同。(2)通過4次熏蒸培養(yǎng)殺死土壤中大部分微生物,緩慢打入飽和氯仿水抑制土壤中幸存微生物的活性同時提取溶解性有機質(zhì),經(jīng)過60天的持續(xù)淋溶提取,6種不同性質(zhì)的土壤均能持續(xù)穩(wěn)定地釋放溶解性有機碳；將4種土壤的滲濾液凍干后以大約0.04%(W/W)的添加量加回土壤,培養(yǎng)過程中CO2激發(fā)量分別占總C02釋放量的53.02%、49.41%、39.97%和44.04%,雖然無法進行量化排除激發(fā)效應(yīng)的干擾,但從結(jié)果來看說明有一部分C02來源于滲濾液中有機碳的礦化。在熏蒸土壤中接種等量新鮮土,同時對原土進行多次熏蒸培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)不同微生物量梯度土壤的礦化速率均與原土沒有差異。分別測定連續(xù)三輪熏蒸培養(yǎng)過程的微生物量變化,結(jié)果顯示只有第一次熏蒸能夠殺死85%以上的微生物,后續(xù)的熏蒸只能殺死30%以下的微生物。結(jié)合接種和多次熏蒸處理。微生物量的大小不是有機碳的決定因素。(3)干濕交替、凍融和過篩等處理分別從水分、溫度和顆粒結(jié)構(gòu)等方面對土壤造成不同程度的擾動,間接地對微生物量有不同程度的影響,風(fēng)干處理使微生物量平均降低了55.8±1.4%,熏蒸處理殺死了超過80%的微生物,冰凍對微生物量的影響相對較小,-80℃和-20℃冰凍處理使微生物量平均下降了-25.2±2.2%和15.6±1.8%,過篩處理對微生物量則基本沒有影響,而土壤CO2釋放速率仍然能夠保持原有的水平不受影響,通過高通量測序結(jié)果可知即使在30天培養(yǎng)之后不同處理之間的群落結(jié)構(gòu)尤其是干濕交替和熏蒸處理存在顯著差異。以上試驗結(jié)果表明土壤有機碳的礦化速率并不是由微生物活動控制的,土壤微生物量的大小及群落結(jié)構(gòu)的變化不會對有機碳礦化速率造成較大的影響,為“調(diào)節(jié)閥”假說提供了有力的證據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：微生物量碳 ATP 氯仿熏蒸 有機碳礦化 土壤呼吸
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S154.1
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 引言14-31
• 1.1 研究背景14
• 1.2. 土壤有機碳庫14-15
• 1.2.1 土壤有機碳庫組成15
• 1.3 土壤溶解性有機碳15-21
• 1.3.1 土壤溶解性有機質(zhì)的來源16-17
• 1.3.2 土壤溶解性有機質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征17-18
• 1.3.3 土壤溶解性有機質(zhì)含量的影響因子18-20
• 1.3.4 土壤溶解性有機質(zhì)的提取方法20-21
• 1.4 土壤微生物生物量21-25
• 1.4.1 土壤微生物量碳21-22
• 1.4.2 土壤微生物量碳的測定方法22-24
• 1.4.3 土壤AIP24-25
• 1.5 土壤有機質(zhì)礦化25-27
• 1.5.1 土壤有機質(zhì)礦化機制25-26
• 1.5.2 土壤有機質(zhì)礦化影響因素26-27
• 1.6 同位素檢測技術(shù)在土壤有機質(zhì)礦化中的應(yīng)用27-28
• 1.7 論文主要研究內(nèi)容28-31
• 1.7.1 研究目的及意義28
• 1.7.2 研究內(nèi)容28-30
• 1.7.3 技術(shù)路線30-31
• 第二章 土壤ATP和微生物量碳關(guān)系的探索與驗證31-38
• 2.1 引言31
• 2.2 試驗材料31-33
• 2.2.1 供試土壤31
• 2.2.2 主要化學(xué)試劑31-33
• 2.2.3 主要試驗儀器33
• 2.3 試驗設(shè)計及方法33-35
• 2.3.1 試驗設(shè)計33
• 2.3.2 試驗方法33-35
• 2.3.2.1 樣品處理33
• 2.3.2.2 ATP測定33-34
• 2.3.2.3 微生物量碳測定34-35
• 2.3.3 統(tǒng)計分析35
• 2.4 試驗結(jié)果與分析35-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 熏蒸土壤有機碳的釋放規(guī)律及礦化速率變化38-54
• 3.1 引言38-39
• 3.2 試驗材料39-41
• 3.2.1 供試土壤39-41
• 3.2.2 主要化學(xué)試劑41
• 3.2.3 主要試驗儀器41
• 3.3 試驗設(shè)計及方法41-44
• 3.3.1 試驗設(shè)計41-43
• 3.3.2 試驗方法43-44
• 3.3.2.1 土壤薰蒸(同2.3.2.3(1))43
• 3.3.2.2 土壤淋洗43
• 3.3.2.3 土壤灌注43
• 3.3.2.4 土壤呼吸量測定43
• 3.3.2.5 ~(13)C土壤呼吸量測定43
• 3.3.2.6 Ba~(13)CO_3樣品制備43-44
• 3.3.2.7 土壤ATP測定(同2.3.3.2)44
• 3.3.3 統(tǒng)計分析44
• 3.4 試驗結(jié)果與分析44-53
• 3.4.1 熏蒸土壤溶解性有機碳的非生物釋放44-47
• 3.4.2 滲濾液中有機質(zhì)的生物可利用性47-48
• 3.4.3 不同微生物量土壤中的有機質(zhì)礦化速率48-51
• 3.4.4 多次熏蒸培養(yǎng)處理過程中土壤有機質(zhì)礦化51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 土壤擾動對有機質(zhì)礦化的影響54-73
• 4.1 引言54-55
• 4.2 試驗材料55
• 4.2.1 供試土壤(同3.2.1)55
• 4.2.2 主要化學(xué)試劑55
• 4.2.3 主要試驗儀器55
• 4.3 試驗設(shè)計及方法55-57
• 4.3.1 試驗設(shè)計55-56
• 4.3.2 試驗方法56-57
• 4.3.2.1 土壤ATP測定(同2.3.2.2)56
• 4.3.2.2 土壤微生物量碳測定(同2.3.2.3)56
• 4.3.2.3 土壤呼吸測定56
• 4.3.2.4 DNA提取56
• 4.3.2.5 高通量測序分析56-57
• 4.3.3 統(tǒng)計分析57
• 4.4 試驗結(jié)果與分析57-72
• 4.4.1 土壤擾動對有機質(zhì)礦化速率的影響57-64
• 4.4.2 擾動土壤微生物結(jié)構(gòu)群落分析64-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 全文總結(jié)與研究展望73-77
• 5.1 研究總結(jié)73-75
• 5.1.1 土壤ATP和微生物量碳關(guān)系的探索73
• 5.1.2 土壤非生物過程溶解性有機碳的釋放73-74
• 5.1.3 不同微生物量和群落組成土壤中的有機質(zhì)礦化速率74-75
• 5.2 問題和展望75-77
• 參考文獻77-85
• 作者簡介85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王艮梅,周立祥;陸地生態(tài)系統(tǒng)中水溶性有機物動態(tài)及其環(huán)境學(xué)意義[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2003年11期

  本文關(guān)鍵詞：關(guān)于控制土壤有機質(zhì)礦化速率的“調(diào)節(jié)閥”假說的證明，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：277125