全球變化影響人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展,土壤是地球上最大的陸地碳匯,增加碳在土壤中的固存量有助于減緩氣候變化。土地利用和管理變化是影響土壤碳蓄積或釋放的重要因素,作物和牧草輪作是全球溫帶地區(qū)可持續(xù)農(nóng)業(yè)主要的土地利用策略。作物-牧草輪作系統(tǒng)中,草地階段可有效緩解由于前期耕作造成的土壤質(zhì)量下降,改善土壤物理化學(xué)和生物學(xué)性狀,提高土壤碳蓄積。深入解析草地輪作階段土壤碳庫(kù)變化動(dòng)態(tài)及其機(jī)制,是全面理解和調(diào)控可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對(duì)全球變化的關(guān)鍵。以美國(guó)中東部地區(qū)有機(jī)農(nóng)牧場(chǎng)3年低投入蔬菜生產(chǎn)后的5年放牧草地輪作土壤為研究對(duì)象,分析1⁵年輪作草地土壤不同組分有機(jī)碳、氮含量、碳礦化、微生物群落結(jié)構(gòu)與功能、基本理化性狀變化及其季節(jié)動(dòng)態(tài),探究土壤碳固存的主要影響因素及微生物作用機(jī)制。取得了以下主要研究結(jié)果:1、顆粒有機(jī)質(zhì)敏感指示土壤有機(jī)質(zhì)變化動(dòng)態(tài),隨著草地生長(zhǎng)年限的增加,土壤有機(jī)質(zhì)逐漸積累,且主要由顆粒有機(jī)質(zhì)占比的提高引起;輪作草地土壤各組分有機(jī)碳逐漸增加,輪作5年土壤有機(jī)碳（SOC）含量增加了20.6%,且接近永久性草地,顆粒有機(jī)碳（POC）和非顆粒有機(jī)碳（n-POC）含量分別增加了5... 

【文章來(lái)源】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

不同輪作年限草地和永久性草地土壤質(zhì)地分類Fig.1Soiltextureclassesoffiveyearsrotationandpermanentpasture(分類方法引自Citedfrom:Soilsurveymanual,USDAHandbookNo.18,2017)

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2019屆博士學(xué)位論文27占土壤總量的2.7%。但草地生長(zhǎng)年限對(duì)n-POM含量的占比仍有顯著影響（P＝0.0231），季節(jié)對(duì)n-POM含量有極顯著影響（P＜0.0001），且存在顯著的草地年限×季節(jié)交互作用（P＝0.0095）。春季草地n-POM平均占比為3.1%，顯著高于夏、秋、冬季；秋季草地土壤n-POM含量占比亦顯著高于夏季。3.2.2不同年限草地SOC儲(chǔ)量變化輪作草地生長(zhǎng)年限對(duì)土壤有機(jī)碳（SOC）含量變化具有極顯著影響（圖3a）。隨著草地生長(zhǎng)年限的增加，SOC含量逐漸增加，從建植第1年的17.31g·kg-1增加到第5的20.88g·kg-1，增加了20.6%。草地SOC含量第5年顯著高于第1年和第3年，與永久性草地（24.40g·kg-1）無(wú)顯著差異。但生長(zhǎng)2年的草地SOC含量顯著高于生長(zhǎng)1、3、4和5年的草地，且與永久性草地?zé)o顯著差異。在5年草地輪作過(guò)程中，表層（15cm）土壤有機(jī)碳含量平均增加1.36t·ha-1·yr-1。草地輪作過(guò)程中，SOC含量除第2年顯著升高外，其他年份以季節(jié)（t）為單位隨輪作時(shí)間的推移可用三次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合（圖3b）。從整體變化趨勢(shì)來(lái)看，隨草地輪作年限的延長(zhǎng)，SOC含量逐漸增加，且趨近于永久性草地SOC含量。草地年限PastureyearY1Y2Y3Y4Y5P土壤有機(jī)碳含量SOC/g·kg-1soil0102030P<0.0001DADCDBCAB(a)圖3輪作草地和永久性草地土壤有機(jī)碳含量變化Fig.3ChangeofSOCduring5pasturerotationalyearsandpermanentpasture（a）不同年限輪作草地和永久性草地土壤有機(jī)碳含量，（b）輪作草地土壤有機(jī)碳含量變化趨勢(shì)擬合。(a)SOCindifferentrotationalyearsandpermanentpasture;(b)changetrendofSOCduringpasturerotation.草地SOC含量在春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)間無(wú)顯著差異（P＝0.6027），春季草地SOC含量（21.48g·kg-1）略高于其他季節(jié)（2

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)2019屆博士學(xué)位論文35比（n-POC/n-PON，P＝0.0003），變化趨勢(shì)與TOC/TON相似，但整體低于TOC/TON，研究區(qū)草地土壤n-POC/n-PON平均8.52。草地輪作年限亦顯著影響顆粒有機(jī)質(zhì)碳氮比（POC/PON，P＜0.0001），但POC/PON變化趨勢(shì)與TOC/TON和n-POC/n-PON相反，呈先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，Y2最低為12.08，Y4最高為13.34，平均12.69，且整體高于TOC/TON和n-POC/n-PON，是其1.5倍。輪作草地第5年不同組分土壤碳氮比，均與永久性草地土壤C/N無(wú)顯著差異。圖8不同輪作年限草地和永久性草地土壤碳氮比Fig.8SoilC/NratiointhedifferentpasturerotationyearsandpermanentpastureTOC/TON：總碳氮比，POC/PON：顆粒有機(jī)質(zhì)碳氮比，n-POC/n-PON：非顆粒有機(jī)質(zhì)碳氮比。TOC/TON:ratiooftotalorganiccarbontototalnitrogen,POC/PON:ratioofparticulateorganicmattercarbontonitrogen;n-POC/n-PON:ratioofnon-particulateorganicmattercarbontonitrogen.季節(jié)顯著影響研究區(qū)草地土壤不同組分碳氮比動(dòng)態(tài)（表7），TOC/TON夏季高于春、秋、冬3個(gè)季節(jié)平均值（8.65），POC/PON亦夏季高于其他季節(jié)（平均12.53）。春季n-POC/n-PON比夏、秋、冬季（平均8.35）高8%，且夏季高于冬季。同時(shí)，草地輪作年限和季節(jié)對(duì)n-POC/n-PON變化的交互效應(yīng)顯著（P＝0.0013）。n-POC/n-PON在春季Y3草地土壤中最高（9.22），Y4次之（9.18），冬季Y4最低（8.04）。表7不同季節(jié)輪作草地和永久性草地土壤碳氮比Table7SoilC/Nratioindifferentseasons季節(jié)Season總碳氮比TOC/TON顆粒有機(jī)質(zhì)碳氮比POC/PON非顆粒有機(jī)質(zhì)碳氮比n-POC/n-PON春季Spring8.64±0.04(b)12.49±0.13(b)9.02±0.04(a)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3276902