發(fā)布時間：2020-10-24 13:19

　　 黃土區(qū)耕地面積占全國耕地面積的15%以上,該區(qū)域降水資源貧乏,是我國土壤生產(chǎn)力和土壤有機碳儲量最低的區(qū)域之一。營養(yǎng)的大量投入及土壤酸化可以改變土壤環(huán)境,這些因素通過改變土壤微生物呼吸及根系呼吸,改變土壤呼吸速率及溫度敏感性,從而影響氣候變化及土壤碳平衡。雖然目前對黃土區(qū)土壤呼吸的研究較多,但營養(yǎng)添加及酸化條件下土壤CO2排放及溫度敏感性有何變化以及是如何改變黃土區(qū)土壤性質(zhì)還尚不清楚。本文以長武實驗田的黑壚土作為研究對象,分別對土樣設(shè)置添加 CK、N120、N240、P150、P300、C、5%酸化、10%酸化、NP、NC、CP、NCP(共計12個處理),比較分析在15℃和25℃培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化,以及培養(yǎng)周期內(nèi)土壤溫度敏感性Q10值的變化趨勢。通過對呼吸前后土壤pH值、全碳全磷全氮、有機碳速效磷、硝態(tài)氮銨態(tài)氮以及微生物生物量碳氮磷的測定,探討其改變。對土壤呼吸速率、Q10值、土壤性質(zhì)進行相關(guān)性分析及路徑分析,分析其主要影響因素。以下為本文的主要研究結(jié)論:(1)碳氮源的添加提高了土壤呼吸速率,其中碳源的加入可以大大提升土壤呼吸,碳氮源、碳磷源添加后的土壤呼吸速率要高于碳源單一添加的土壤,其峰值分別為2.1 mg·g-1·d-1、1.6mg·g-1·d-1,碳氮磷源同時添加的土壤呼吸峰值為2.47 mg·g-1·d-1。這是因為碳源的加入使得土壤中可溶性碳含量增加,它可以提升土壤中微生物的活性,從而加快微生物的呼吸作用,土壤中碳素的分解能力大大提升,最終導(dǎo)致CO2排放量增加。隨著碳源的不斷降解,土壤呼吸速率呈逐漸下降的趨勢。磷源的添加對土壤呼吸基本沒有影響。酸化后的土壤呼吸速率也有明顯的提升。(2)碳氮源添加后,土壤Q10值均略有提升。單一氮源添加后,土壤溫度敏感性在0.7～6.9之間;單一磷源的添加使得土壤Q10值在0.58～19.9之間,且在呼吸19d后有大幅度的提升;碳源添加及酸化后的土壤在呼吸19d內(nèi)Q10值沒有太大改變,在19d后略有提升;碳氮、碳磷、氮磷混合添加的土壤相較于單一添加的土壤比較穩(wěn)定。碳氮磷源添加后,增加了土壤中有機物質(zhì)的含量,豐富了土壤的底物質(zhì)量,而底物的有效分解是土壤呼吸過程中產(chǎn)生CO2的主要來源,豐富的土壤底物有助于土壤呼吸的過程,從而可以大大提高土壤呼吸溫度敏感性。(3)碳氮磷源添加后土壤各性質(zhì)在呼吸前后有一定的改變。氮源的添加,增加了土壤中的全氮以及硝態(tài)氮的含量,顯著的增加了土壤中銨態(tài)氮的含量,呼吸后土壤銨態(tài)氮大量下降而硝態(tài)氮卻有一定的提升,這是因為與銨態(tài)氮相比,硝態(tài)氮不易被土壤顆粒和土壤膠體吸附,所以提升較慢,然而微生物生長過程會優(yōu)先消耗銨態(tài)氮,硝化過程較快,因而表現(xiàn)出硝態(tài)氮含量增加;磷源的添加顯著的增加了土壤中全磷、速效磷的含量,呼吸后全磷速效磷明顯改變;碳源的添加使得全氮、全碳、有機碳含量略有提升,速效磷以及硝態(tài)氮含量大幅度下降,呼吸后土壤全碳有機碳含量降低、速效磷含量增加,硝態(tài)氮含量沒有太大變化,這是由于碳源的加入提高了土壤中有機質(zhì)的含量,他們可以固定土壤中的磷素,使得速效磷含量降低,而葡萄糖的加入為土壤中的微生物提供營養(yǎng)物質(zhì),從而促進氮素的聚集以及土壤固持效率,使得全碳含量增加。碳源添加后,土壤微生物量有明顯的提升,且氮磷源的添加相應(yīng)的增加了 MBP、MBN的含量,這是由于氮磷的加入提升了微生物的同化固定能力,碳源的加入使得分解有機碳源速度加快,土壤的代謝活性加強,提高了土壤養(yǎng)分,保證較高的微生物生物量。酸化顯著降低了土壤pH值,速效磷含量增加,呼吸后土壤全碳含量有所降低,酸化增加了土壤銨態(tài)氮含量,降低了土壤硝態(tài)氮的含量。這是由于適宜的pH值促進速效磷在不同粒徑土壤團聚體中的富集,從而增加了土壤中速效磷的含量;氮素的遷移和轉(zhuǎn)化受到土壤酸堿性的影響和調(diào)控,土壤pH值的降低,促進了氨化作用的進行,從而提高了土壤銨態(tài)氮含量。土壤酸化后降低了微生物生物量的含量,但MBP在5%酸化后大幅度的提升。(4)氮磷添加的土壤,呼吸速率與有機碳呈顯著相關(guān)關(guān)系,與MBC、MBP呈極顯著相關(guān)關(guān)系,Q10值與土壤全碳呈相關(guān)關(guān)系;碳源添加后土壤呼吸速率與MBC呈顯著相關(guān)關(guān)系,與銨態(tài)氮、MBP呈極顯著相關(guān)關(guān)系,Q10與土壤全氮、MBP呈顯著相關(guān)關(guān)系;土壤酸化后,土壤pH值與很多土壤性質(zhì)呈現(xiàn)相關(guān)性,土壤Q10值與硝態(tài)氮含量呈顯著相關(guān)關(guān)系。氮磷添加后,pH值對有機碳有負影響,速效磷有正影響;有機碳對硝態(tài)氮、呼吸速率、全碳均有影響;MBP、MBC均會對土壤呼吸速率產(chǎn)生正影響,全碳會對Q10產(chǎn)生負影響。碳源添加后,銨態(tài)氮對MBP、土壤呼吸速率均產(chǎn)生正影響;MBP、MBC對土壤呼吸速率產(chǎn)生正影響;全氮對Q10產(chǎn)生負影響。土壤酸化后,pH值對硝態(tài)氮和有機碳均有正影響;硝態(tài)氮對Q10及MBC均有正影響。
【學位單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X144
【部分圖文】：

圖３－２氮源添加后１５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．３－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??從圖３－３中可以看出，磷源添加后，土壤呼吸溫度敏感性（以下簡稱ＱＩ（））在??前１３ｄ內(nèi)０．５？１．６內(nèi)浮動，培養(yǎng)１３ｄ后，單一磷源添加的兩種圖樣Ｑ１（）值有大幅度??的上升，在１９ｄ的時候均升至１４左右，１９ｄ后，Ｐ１５０?土樣Ｑｋｊ值繼續(xù)上升，２６ｄ時??達到１９．８９，而Ｐ３００?土樣１９ｄ后Ｑ１Ｇ值開始下降，相比于單一磷源添加，氮磷、碳??磷、碳氮磷復(fù)合添加的土壤Ｑ１（）值相對穩(wěn)定，氮磷添加的土樣Ｑ１Ｇ值在１３ｄ后開始??上升，并在２６ｄ達到峰值３．７６，碳磷土樣則是在１９ｄ后開始顯著上升，相比于其??他土樣

?ＣＫ?—Ｎ１２０?—Ｎ２４０?—�！危�?Ｎ／Ｃ?—Ｎ／Ｐ／Ｃ??圖３－２氮源添加后１５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．３－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??從圖３－３中可以看出，磷源添加后，土壤呼吸溫度敏感性（以下簡稱ＱＩ（））在??前１３ｄ內(nèi)０．５？１．６內(nèi)浮動，培養(yǎng)１３ｄ后，單一磷源添加的兩種圖樣Ｑ１（）值有大幅度??的上升，在１９ｄ的時候均升至１４左右，１９ｄ后，Ｐ１５０?土樣Ｑｋｊ值繼續(xù)上升，２６ｄ時??達到１９．８９，而Ｐ３００?土樣１９ｄ后Ｑ１Ｇ值開始下降，相比于單一磷源添加，氮磷、碳??磷、碳氮磷復(fù)合添加的土壤Ｑ１（）值相對穩(wěn)定，氮磷添加的土樣Ｑ１Ｇ值在１３ｄ后開始??上升，并在２６ｄ達到峰值３．７６，碳磷土樣則是在１９ｄ后開始顯著上升，相比于其??他土樣，碳氮憐復(fù)合添加的土壤Ｑｉｏ值穩(wěn)定在０．２？１．６之間。??２２??

培養(yǎng)時間（ｄ）???ＣＫ?—Ｃ?—ｘ—Ｎ／Ｃ?－＾－Ｐ／Ｃ?—Ｎ／Ｐ／Ｃ??圖４－１碳源添加后］５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．４－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??３６??
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳書濤;鄒建文;胡正華;;陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的觀測與模擬[J];生態(tài)環(huán)境學報;2017年11期

2 楊青霄;田大栓;曾輝;牛書麗;;降水格局改變背景下土壤呼吸變化的主要影響因素及其調(diào)控過程[J];植物生態(tài)學報;2017年12期

3 翟智峰;趙文凱;王耀慶;趙志敏;;南陽盆地農(nóng)田裸地土壤呼吸溫度敏感性變化特征分析[J];南陽師范學院學報;2017年09期

4 陳瑤;李云紅;邵英男;;森林土壤呼吸影響因素研究進展[J];花卉;2017年06期

5 施基展;;不同營林措施對馬尾松林土壤呼吸影響的對比研究[J];花卉;2017年14期

6 王西洋;馬履一;賈忠奎;劉杰;游偉斌;張?zhí)锾?;森林經(jīng)營措施對土壤呼吸的影響機理[J];世界林業(yè)研究;2012年01期

7 林偉盛;;森林土壤呼吸對皆伐與火燒的響應(yīng)情況[J];安徽農(nóng)學通報(下半月刊);2012年20期

8 王義東;王輝民;馬澤清;李慶康;施蕾蕾;徐飛;;土壤呼吸對降雨響應(yīng)的研究進展[J];植物生態(tài)學報;2010年05期

9 方精云;王娓;;作為地下過程的土壤呼吸:我們理解了多少?[J];植物生態(tài)學報;2007年03期

10 欒軍偉;向成華;駱宗詩;宮淵波;;森林土壤呼吸研究進展[J];應(yīng)用生態(tài)學報;2006年12期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 王蕊;渭北旱塬農(nóng)田土壤呼吸溫度敏感性變化特征[D];西北農(nóng)林科技大學;2018年

2 謝錦升;植被恢復(fù)對退化紅壤易變碳及土壤呼吸的影響[D];北京林業(yè)大學;2005年

3 常建國;北亞熱帶—暖溫帶過渡區(qū)典型森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸特征研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2007年

4 陳書濤;管理措施對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸、N_2O和CH_4排放的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2007年

5 王國兵;北亞熱帶次生櫟林與火炬松人工林土壤碳動態(tài)研究[D];南京林業(yè)大學;2008年

6 王洋;德國北部溫帶海洋性氣候區(qū)農(nóng)用地土壤呼吸動態(tài)變化及其驅(qū)動機理[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

7 胡宗達;亞高山灌叢和草甸土壤呼吸動態(tài)特征及其影響因素[D];中國林業(yè)科學研究院;2013年

8 欒軍偉;暖溫帶銳齒櫟林土壤呼吸時空變異及其調(diào)控機理[D];中國林業(yè)科學研究院;2010年

9 陳全勝;內(nèi)蒙古錫林河流域草原群落土壤呼吸的時空變異及其影響固子研究[D];中國科學院研究生院（植物研究所）;2002年

10 秦安振;綠洲典型間作模式的土壤呼吸特征及其成因[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張艷如;黃土丘陵區(qū)5種植被土壤呼吸動態(tài)及其對環(huán)境因子的響應(yīng)[D];西北農(nóng)林科技大學;2018年

2 劉琦;黃土丘陵區(qū)不同土地利用土壤呼吸及其碳來源研究[D];西安理工大學;2018年

3 薛美瑛;碳氮磷添加和酸化對黃土旱塬區(qū)農(nóng)田土壤呼吸及溫度敏感性的影響[D];陜西師范大學;2018年

4 李賢紅;濱海鹽堿地墾殖土壤呼吸特征及其影響因子研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2018年

5 趙倩;1982-2013年歐亞大陸土壤呼吸時空變化特征[D];蘭州大學;2018年

6 關(guān)事成;覆膜和施肥對黃土高原半干旱區(qū)玉米產(chǎn)量及農(nóng)田土壤呼吸的影響[D];蘭州大學;2018年

7 伏星舟;不同耕作方式對民勤夏玉米農(nóng)田土壤呼吸及酶活性的影響[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2018年

8 封曉然;長汀馬尾松林下經(jīng)濟模式對土壤活性碳及土壤呼吸的影響[D];福建農(nóng)林大學;2017年

9 孫平生;黃土丘陵溝壑區(qū)典型退耕植被土壤呼吸特征及其影響因子研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2017年

10 申宵瀟;杉木人工林土壤呼吸對干旱及氮沉降的響應(yīng)研究[D];中南林業(yè)科技大學;2017年

本文編號：2854516