發(fā)布時(shí)間：2018-01-06 02:29

  本文關(guān)鍵詞：長(zhǎng)期保護(hù)性耕作對(duì)土體及團(tuán)聚體中微生物特征和有機(jī)質(zhì)的影響及機(jī)理　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：保護(hù)性耕作對(duì)土壤質(zhì)量以及土壤有機(jī)碳(SOC)活性和周轉(zhuǎn)的影響受微生物活動(dòng)和過(guò)程的控制,但其機(jī)理仍然不清楚。本研究基于華北平原保護(hù)性耕作長(zhǎng)期定位試驗(yàn),探討耕作和秸稈管理措施對(duì)土體和團(tuán)聚體各粒級(jí)組分中活性微生物生物量、非活性殘?bào)w、群落組成、碳水化合物和SOC活性的影響及機(jī)理。長(zhǎng)期定位試驗(yàn)位于中國(guó)科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站,種植制度為冬小麥—夏玉米兩熟。試驗(yàn)開(kāi)始于2001年,設(shè)置三個(gè)處理：翻耕+秸稈不還田(CK)、翻耕+秸稈粉碎還田(CT)和免耕+秸稈直立還田(NT),每個(gè)處理三個(gè)重復(fù)。2011年6月冬小麥?zhǔn)斋@后采集0-5 cm、5-10 cm和10-20 cm土層土樣,測(cè)定土壤容重,并將0-5 cm土層的樣品進(jìn)行物理分組,獲得粗顆粒有機(jī)質(zhì)(0.25 mm)、微團(tuán)聚體(0.053-0.25 mm)和粘粉粒級(jí)組分(0.053mm),分析土體和0-5 cm土層各粒級(jí)組分中的SOC與全氮濃度、磷脂脂肪酸、氨基糖和中性糖濃度和微生物群落組成,并用熱分析技術(shù)測(cè)定了土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)的熱穩(wěn)定性。主要結(jié)果如下：長(zhǎng)期保護(hù)性耕作導(dǎo)致土體SOC、微生物活性生物量、非活性殘?bào)w和碳水化合物顯著層化。以干土重為基礎(chǔ)計(jì)算時(shí),NT處理0-5 cm土層的微生物生物量和殘?bào)w比CK處理分別提高了48%和53%,比CT處理分別提高了8%和47%。以SOC為基礎(chǔ)計(jì)算時(shí),NT處理的微生物生物量比傳統(tǒng)翻耕降低了27%,微生物殘?bào)w量則比CT提高了11%。基于微生物活性生物量和非活性殘?bào)w周轉(zhuǎn)速率的差異性,綜合分析耕作措施對(duì)土壤微生物碳的影響機(jī)理,本研究明確了NT通過(guò)降低微生物殘?bào)w碳的礦化速率提高SOC固持的機(jī)理。NT系統(tǒng)中六碳糖／五碳糖在土壤剖面的分布表現(xiàn)出明顯的層化,說(shuō)明與表層土壤相比,5-20cm土層中以來(lái)自微生物的土壤碳水化合物為主導(dǎo)。真菌源細(xì)胞壁占總殘?bào)w庫(kù)的52-61%,說(shuō)明真菌對(duì)微生物來(lái)源的有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)高于細(xì)菌。CT向NT轉(zhuǎn)變促進(jìn)了表層(0-5 cm)土壤微生物向以真菌為主導(dǎo)的群落結(jié)構(gòu)發(fā)展,但0-20 cm土層中微生物群落組成沒(méi)有顯著變化。真菌氨基糖/8菌氨基糖與SOC含量存在顯著正相關(guān)。保護(hù)性耕作可能通過(guò)改變微生物生物量、提高微生物來(lái)源的有機(jī)質(zhì)和真菌為主的微生物群落結(jié)構(gòu),最終提高了SOC的活性。本研究結(jié)合有機(jī)質(zhì)物理分組的概念和分析手段,對(duì)不同粒級(jí)組分中微生物特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,微團(tuán)聚體的SOC、微生物生物量、殘?bào)w和碳水化合物濃度高于粘粉粒；微團(tuán)聚體中以真菌來(lái)源的氨基糖為主,微團(tuán)聚體是真菌分布的主要微域。另外,植物來(lái)源的碳水化合物相對(duì)集中在微團(tuán)聚體中,而微生物來(lái)源的碳水化合物在粘粉粒中相對(duì)富集。CT向NT轉(zhuǎn)變顯著提高了0-5 cm土層所有粒級(jí)組分中SOC濃度以及微團(tuán)聚體和粘粉粒組分中微生物生物量、殘?bào)w和碳水化合物的濃度,促進(jìn)了土壤有機(jī)碳、微生物生物量、殘?bào)w和碳水化合物在微團(tuán)聚體中的富集。與細(xì)菌相比,真菌源有機(jī)質(zhì)更容易在NT系統(tǒng)中積累。利用熱分析技術(shù)對(duì)長(zhǎng)期保護(hù)性耕作下SOM穩(wěn)定性的分析表明,NT處理并未改變SOM的類(lèi)型,但降低了其熱穩(wěn)定性；粘粉粒中SOM的穩(wěn)定性高于粗顆粒有機(jī)質(zhì)和微團(tuán)聚體。另外,熱分析法和元素分析儀測(cè)定的SOM含量間存在顯著的線性相關(guān)關(guān)系。綜上,保護(hù)性耕作通過(guò)提高微生物量、改變種群結(jié)構(gòu),促進(jìn)了SOC的活性和積累,并進(jìn)一步改善了土壤質(zhì)量,可以減少溫室效應(yīng),促進(jìn)土壤可持續(xù)利用。
[Abstract]:The effects of tillage and straw management on soil microbial biomass , non - active residue , community composition , carbohydrate and SOC were studied . The results showed that the microbial biomass , residual body and carbohydrate concentration in the microaggregates were higher than those in the microaggregates . The results showed that the microbial biomass , the microbial biomass , the residual body and the carbohydrate concentration in the microaggregates were higher than those in the microaggregates .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S345
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本文編號(hào)：1385947