【摘要】：為了探討棉花、高粱、玉米和大豆對土壤-作物系統(tǒng)中土壤養(yǎng)分、酶活性、腐殖質(zhì)及光學(xué)性質(zhì)影響,本研究采用了盆栽實驗法和根際袋法,分析根際環(huán)境的差異性及機理。得出了以下幾種結(jié)論:(1)根系在作物在生長的過程中分泌大量的低分子有機酸,有機酸釋放進根際土壤環(huán)境Qg,能夠增強土壤酸性,降低pH。高氮作物根際pH比低氮根際低,棉花根際QgpH與其余作物相比最低,數(shù)值為:5.30。作物生長能夠有效增加根際土壤有機質(zhì)的含量。在高氮下,根際有機質(zhì)的富集效應(yīng)更顯著,棉花、高粱、玉米和大豆的根際富集率分別是:3.9%、8.4%、17.7%和6.2%。其中,玉米根際內(nèi)的有機質(zhì)較其余三種作物的最高。(2)低氮處理水平更適宜作物根際對土壤銨態(tài)氮和堿解氮的聚集,高氮作物會造成銨態(tài)氮的根際缺失。低氮玉米、大豆的根際銨態(tài)氮比裸土分別高了8.31mg kg~(-1)和7.6mg kg~(-1),低氮高粱的銨態(tài)氮根際比非根際高了40.9%。作物生長對土壤硝態(tài)氮也有一定的富集作用,低氮處理的玉米和大豆根際比非根際高了114%和27.7%。高氮棉花和玉米的根際富集率有56.5%、16.1%。低氮棉花、玉米和高粱的根際堿解氮比非根際分別高了51.6%、68.3%、60.9%。高氮高粱的存在增強效應(yīng)(根際比非根際高了45.5%),其余三種作物的高氮堿解氮根際差異不顯著。作物生長對速效磷的根際富集作用不顯著,而根際缺失現(xiàn)象顯著。(3)作物生長抑制了土壤過氧化氫酶活性,高氮處理的抑制作用較低氮處理更顯著。不同的作物和不同的加氮水平,對根際土壤脲酶活性、硝酸還原酶活性和亞硝酸還原酶活性的影響也各不一樣。土壤加低氮更利于根際脲酶活性的增強,低氮處理水平下的脲酶活性要高于高氮處理水平,根際效應(yīng)的顯著性水平也比高氮高。低氮高粱和大豆的根際脲酶活性比非根際高了52.8%和72.1%。高氮玉米和大豆的根際比非根際高了98.2%和40.6%。(4)作物生長能夠增強土壤硝酸還原酶活性。低氮棉花、高粱和玉米的根際土壤硝酸還原酶活性比非根際高了18.0%、31.4%、8.7%。高氮高粱和玉米的根際土壤硝酸還原酶活性比非根際高了30.7%和16.2%。除了棉花外,三種作物生長都能提高根際Qg土壤亞硝酸還原酶的活性,低氮高粱、玉米和大豆的根際亞硝酸還原酶活性比非根際分別高了12.8%、7.4%和4.1%。高氮高粱、大豆的根際亞硝酸還原酶活性比非根際分別高了7.5%、4.5%。作物根系能夠直接釋放淀粉酶,來提高根際土壤淀粉酶活性。本研究的作物盆栽土內(nèi)的淀粉酶活性都顯著較裸土高。(5)作物在低氮處理下對根際腐殖質(zhì)的富集作用顯著,而高氮處理的根際腐殖質(zhì)虧缺現(xiàn)象顯著。低氮棉花、高粱和玉米的根際聚集率為28.6%、30.4%和3.7%。高氮棉花、高粱、玉米和大豆的根際虧缺率為:5.7%、16.7%、12.3%和9.8%。作物生長降低了根際土壤HA/FA的比值,說明根際內(nèi)腐殖化程度較非根際低。(6)作物的腐殖質(zhì)光學(xué)性質(zhì)E465/E665和ΔlgK的根際值顯著大于非根際值。但是E265/E325的根際規(guī)律各自不同,低氮棉花、玉米和大豆根際比非根際分別高了1.6%、0.5%和2.6%,高粱的根際和非根際之差不顯著。高氮棉花、玉米和高粱的根際E265/E325比非根際高了3.1%、3.2%、0.5%,大豆的根際比非根際低0.5%。同樣表明,根際內(nèi)腐殖質(zhì)化程度較非根際低。(7)不同的植物生長對土壤環(huán)境的影響也不一樣。高濃度的氮肥施加雖然提高了作物產(chǎn)量,但并不一定有利于土壤環(huán)境的改善。本研究結(jié)果表明:在更多情況下,植物在低氮水平下對土壤理化性質(zhì)、酶活性等肥力因素的改善作用較高氮水平強。
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S154.4
【圖文】：

作物對土壤 pH 的影響 和圖 3-2 反映了四種作物根際對土壤 pH 的影響。讀圖可知，無，棉花、高粱、玉米和大豆的土壤都存在明顯的根際效應(yīng)，即根根際（P＜0.05)。低氮棉花根際 pH 比非根際低了 2.8％，高氮棉的 2.8％。低氮高粱根際 pH 比非根際低了 1.1％, 高氮高粱的根低氮玉米根際比非根際pH低了2.0％，高氮玉米根際pH比非根際比非根際 pH 低 0.9％，高氮大豆根際 pH 比非根際低了 2.5％水平下四種作物生長的根際 pH 差異比較如圖 3-3 所示，讀圖可整體低于低氮。低氮的根際 pH 數(shù)值大小順序為： 高粱＞裸土＞氮的根際 pH 數(shù)值大小順序為：裸土＞玉米＞高粱＞大豆＞棉花 數(shù)值最低，低氮為 5.30、高氮為 5.30。

高氮根際對土壤pH影響

16圖 3-3 低氮和高氮的根際土壤 pH 比較物對土壤有機質(zhì)的影響圖 3-5 反映了四種作物根際對土壤有機質(zhì)的影響。讀圖可知，從平下對有機質(zhì)的根系富集作用不太顯著，只有玉米的根際對有含量＞非根際含量)，富集率為 4.6％。低氮高粱和棉花的根際著性水平，但是與裸土相比較，根系聚集的作用明顯，根際和

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本文編號：2758022