發(fā)布時(shí)間：2018-10-17 10:02

【摘要】：稻田系統(tǒng)產(chǎn)生的溫室氣體(Greenhouse gases,GHGs)N_2O、CO_2和CH_4對(duì)全球氣候變化具有較大程度的貢獻(xiàn),人工管理稻田系統(tǒng)的碳、氮元素流動(dòng)能夠影響這些溫室氣體的釋放。本研究在水稻種植季節(jié)添加叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza fungi,AMF),分別通過源匯理論和通徑分析法探討其在稻田系統(tǒng)碳、氮元素分配及溫室氣體釋放中的效應(yīng),為減緩稻田溫室氣體的釋放提供潛在的管理措施�；贏MF與化學(xué)肥料的交互效應(yīng)分析,發(fā)現(xiàn)兩種AMF即摩西球囊霉(Funnelliformis mosseae)和根內(nèi)球囊霉(Rhizophagus intraradices)與化肥存在協(xié)同效應(yīng),尤其是R.intraradices與基肥交互作用顯著,可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)化肥的削減,為優(yōu)選菌種。在R.intraradices施加量為27.4 kg·hm~(-2)時(shí),可減少基肥施加量190 kg、追肥169 kg,同時(shí)水稻產(chǎn)量可達(dá)到9824.9±159.1 kg·hm~(-2),顯著高于傳統(tǒng)化肥方式9416.5±119.0 kg·hm~(-2)。對(duì)比傳統(tǒng)施肥(對(duì)照)與優(yōu)選菌種和化肥搭配施用(接菌處理)條件下水稻不同功能器官對(duì)氮元素的利用和分配規(guī)律,結(jié)果表明,接菌處理通過擴(kuò)張根系的吸收域及促進(jìn)深層根系和須根系的生長,提高了水稻對(duì)氮素的吸收和利用效率;同時(shí)接菌促進(jìn)了生長期內(nèi)水稻根系的氮濃度和積累量,以及灌漿期前營養(yǎng)器官(葉片、葉鞘和莖)的氮濃度和氮積累量,使葉片、葉鞘和莖向穗的氮轉(zhuǎn)運(yùn)量分別提高33.0%、33.7%和107.8%,相應(yīng)的氮轉(zhuǎn)運(yùn)率也得到顯著提高,使成熟期穗部氮濃度和積累量分別提高18.8%和39.0%。接菌處理能夠提高水稻的光合同化能力,尤其是在營養(yǎng)生長時(shí)期其凈光合速率比對(duì)照顯著提高13.6~25.5%,從而顯著提高了灌漿期前葉片,葉鞘和莖的碳積累量;營養(yǎng)器官對(duì)籽實(shí)的碳貢獻(xiàn)大小為葉鞘葉片莖,接菌處理顯著促進(jìn)了葉片和莖向穗的碳轉(zhuǎn)運(yùn)量,分別提高61.4%和58.6%,同時(shí)莖對(duì)碳的轉(zhuǎn)運(yùn)率得到顯著提高;成熟時(shí)期接菌水稻籽實(shí)的碳濃度和積累量分別顯著提高2.5%和19.9%(p0.05),然而其C/N降低13.7%,說明接菌更大程度地促進(jìn)了籽實(shí)對(duì)氮的分配;根系的碳積累量在水稻生長期內(nèi)呈增長趨勢,菌根作為重要的碳匯,成熟期其碳積累量比對(duì)照根系提高52.3%。菌根共生系統(tǒng)對(duì)水稻種植期內(nèi)土壤碳氮元素含量具有重要的調(diào)節(jié)作用,與對(duì)照相比,接菌處理提高了深層土壤(20~30 cm)的總氮含量,以及0~10 cm和20~30 cm土層的總碳含量及C/N。這對(duì)稻田溫室氣體的釋放具有重要影響,通過復(fù)雜因子通徑分析法研究AMF對(duì)GHGs釋放的影響途徑,結(jié)果表明菌根真菌通過對(duì)根系形態(tài)和水稻生理功能的改變影響著植物與土壤的碳氮分配,從而形成兩條主要通徑,即根系長度-土壤總碳-GHGs和根系長度-N吸收-土壤總氮-GHGs,從而通過兩條通徑的權(quán)衡降低了稻田溫室氣體的釋放量。N_2O的排放峰值分別出現(xiàn)在季中和季末排干階段,接菌處理分別比對(duì)照降低58.8%和10.9%;CO_2和CH_4的排放峰值出現(xiàn)在稻田淹水與季中、季末排干的交替時(shí)期,接菌處理分別比對(duì)照降低55.4%和66.4%的CO_2排放量,52.5%和29.4%的CH_4排放量。叢枝菌根真菌能夠減少水稻生產(chǎn)中氮肥的施用量,促進(jìn)水稻對(duì)氮素的吸收以及向籽實(shí)庫的分配,同時(shí)提高碳的同化能力以及光合產(chǎn)物向根系的分配,這種對(duì)稻田系統(tǒng)碳氮平衡的調(diào)節(jié)抑制了溫室氣體的釋放量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S511

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本文編號(hào)：2276306