發(fā)布時間：2020-08-02 11:46

【摘要】：土壤不僅是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴的財富源泉,又是人類最早開發(fā)利用的生產(chǎn)資料。土壤學經(jīng)過幾十年的發(fā)展,科研工作者普遍認為:土壤結(jié)構(gòu)能夠控制土壤中水、肥、氣、熱的保持和運移,并在土壤侵蝕、修復(fù)、可持續(xù)利用及全球碳匯效應(yīng)等方面起重要作用;而團聚體是土壤結(jié)構(gòu)體基本組成單元,如生物體的細胞,其結(jié)構(gòu)和空間分布決定了土壤理化性質(zhì),是土壤質(zhì)量的重要指標。因此,土壤團聚體在宏觀的田間尺度與微觀的分子尺度之間架起了一座橋梁,是我們研究土壤的最佳研究對象。本研究以人造土壤培養(yǎng)實驗為基礎(chǔ),從微結(jié)構(gòu)角度出發(fā),通過監(jiān)測不同時期不同處理有機質(zhì)含量的變化,結(jié)合不同時期不同處理水穩(wěn)性團聚體的含量變化,探究小分子有機物在團聚體形成中的膠結(jié)作用。期望能夠為研究膠結(jié)物質(zhì)驅(qū)動的土壤團聚體形成過程與穩(wěn)定機制提供一定的理論依據(jù),同時,也為提高土壤肥力、改良土壤結(jié)構(gòu),保障土地資源可持續(xù)利用提供科學的指導。論文主要結(jié)論如下:(1)比較人造土壤處理(AS)與單一粘土礦物處理得到,土壤鐵、鋁氧化物對有機質(zhì)有較強的固定和保護作用,并且對土壤團聚體的形成有非常重要的貢獻。推測自然土壤中鐵、鋁氧化物可能對有機質(zhì)有較強的固定和保護作用,并且可能對土壤團聚體的形成有非常重要的貢獻。(2)相較于其他處理,培養(yǎng)6個月,蒙脫組(MT)有機碳含量隨著培養(yǎng)時間的增長降低是最小的,可以推斷出自然土壤中可膨脹性粘土礦物蒙脫石含量越高,土壤肥力可能越高。(3)MT處理培養(yǎng)的第1個月是微生物快速增殖期,大量分解利用有機質(zhì)并產(chǎn)生了大量的小分子有機質(zhì);在培養(yǎng)第1個月之后MT處理就達到了一個微生物分解利用有機質(zhì)的平衡狀態(tài),這個平衡狀態(tài)很可能是因為微生物大量分解利用有機質(zhì)并產(chǎn)生了大量的小分子有機質(zhì),而這些小分子有機質(zhì)與蒙脫石結(jié)合形成微團聚體/有機-無機復(fù)合體對有機質(zhì)產(chǎn)生了較好的保護作用。(4)推斷自然土壤中蒙脫石含量高,能夠促進微生物分解利用有機質(zhì),快速驅(qū)動有機質(zhì)的分子量向4300-210 Da范圍內(nèi)富集;推測自然土壤中蒙脫石與有機質(zhì)結(jié)合形成微團聚體/有機-無機復(fù)合體對有機質(zhì)產(chǎn)生固定和保護作用,可以提高土壤肥力。(5)結(jié)合2、3、4結(jié)論,解釋了為什么一般我國北方土壤有機質(zhì)含量均高于南方土壤有機質(zhì)含量(如北方黑土與南方紅壤),由于氣候因素,北方土壤受到風化、淋溶作用較弱,土壤中蒙脫石含量較高,南方紅壤受到風化、淋溶作用較強,土壤中幾乎不含蒙脫石,所以,蒙脫石可能是造成我國南北肥力差距較大的主控因素。(6)實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)均證明了Six等提出的“大團聚體周轉(zhuǎn)”概念模型這一猜想:礦物、有機物和微生物之間的反應(yīng)形成微團聚體和有機-礦物復(fù)合體,小分子有機化合物可以促進微團聚體的形成,也可以穩(wěn)定微團聚體;而在大的距離或分開的顆粒之間需要根系和真菌菌絲作為相應(yīng)的膠結(jié)劑,從而形成大團聚體。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S152
【圖文】：

圖 1 Emerson（1959）土壤團粒結(jié)構(gòu)模型Fig. 1 Emerson（1959）Soil aggregate structure model構(gòu)概念方面，學術(shù)界有兩個基本等價的名詞術(shù)語，即結(jié)構(gòu)體其形狀和性狀，即反映狀態(tài)特征更為明顯；而團聚體不僅強性，也強調(diào)它的發(fā)生學機理，即多級團聚理論和粘團理論等。概念并沒有實質(zhì)性的差異。充分認識土壤團聚體及其性質(zhì)是表，也是科學的進行改土培肥提高農(nóng)林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。性質(zhì)是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴的財富源泉，又是人類最早土壤結(jié)構(gòu)包括“團粒結(jié)構(gòu)”即土壤團聚體，是土壤的基本物理能夠提高土壤肥力、調(diào)節(jié)養(yǎng)分的生物有效性，而且能夠提高土

圖 2 土壤團聚體周轉(zhuǎn)的概念模型（Six et al., 2000）Fig. 2 Conceptual model of soil aggregate turnover（Six et al., 2000）) 團聚體的粒級劃分及篩分方法土壤團聚體概念模型的發(fā)展和完善使科研工作者對土壤團聚體粒級劃分的依成較為統(tǒng)一的認識：膠結(jié)物質(zhì)的膠結(jié)作用決定了土壤團聚體的形成。故而，科研

圖 3 Johannes Lehmann 等（2007）土壤團聚體形成過程Fig. 3（Johannes Lehmann et al., 2007）The formation of soil aggregates1.2.2 膠結(jié)物質(zhì)對土壤團聚體形成及穩(wěn)定的影響土壤團聚體的膠結(jié)物質(zhì)分為有機膠結(jié)劑和無機膠結(jié)劑。章明奎等（1997）對南方紅壤的土壤團聚體組成進行研究發(fā)現(xiàn)：弱水穩(wěn)性團聚體（粒徑大小為 250-500μm）的主要膠結(jié)物質(zhì)是鐵、鋁氧化物，而大團聚體（粒徑大小為>500 μm）的主要膠結(jié)物質(zhì)則是有機質(zhì)（OM）。有機膠結(jié)劑按照作用時間可分為瞬變性、臨時性和持久性三大類。瞬時性膠結(jié)劑是指容易被土壤微生物快速降解的有機質(zhì)（OM），最常見的是多糖，它主要與暫時穩(wěn)定的團聚體有關(guān)。Tisdall 等（1997）研究表明臨時性有機膠結(jié)劑（如真菌分泌物等）將礦物和有機物質(zhì)粘結(jié)起來形成 72μm 較穩(wěn)定的土壤團聚體。Chenu（1989）研究發(fā)

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3 吳s

本文編號：2778468