本文選題：長(zhǎng)期肥效試驗(yàn)　切入點(diǎn)：土壤微生物　出處：《西北大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)庫(kù)對(duì)于維持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、提高土壤質(zhì)量和增加土壤固碳水平都具有非常重要的意義。稻作農(nóng)業(yè)有機(jī)質(zhì)庫(kù)變化研究不僅關(guān)系到我國(guó)糧食安全保障和農(nóng)業(yè)體系發(fā)展的可持續(xù)性,而且對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策和措施的制定與實(shí)施具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,土壤微生物是土壤環(huán)境中非常關(guān)鍵的生命有機(jī)體,參與了包括土壤碳、氮轉(zhuǎn)化和循環(huán)在內(nèi)的多個(gè)重要的生態(tài)系統(tǒng)功能過(guò)程。研究長(zhǎng)期施肥對(duì)微生物功能多樣性變化等微生物指標(biāo),對(duì)土壤肥力的改善和生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控有著重要意義。本文以紅壤水稻土 35年的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)為依托,對(duì)土壤不同功能有機(jī)質(zhì)組分的研究采用物理聯(lián)合分組方法,分出游離未保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)、純物理保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)、物理-化學(xué)保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)、物理-生物化學(xué)有機(jī)質(zhì)庫(kù)、化學(xué)保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)和生物化學(xué)保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)6類,分析探討了長(zhǎng)期施肥對(duì)水稻土不同功能土壤SOM庫(kù)含量、SOM庫(kù)碳氮含量變化和分配比例的影響,探索不同功能有機(jī)質(zhì)庫(kù)對(duì)長(zhǎng)期施肥的響應(yīng);結(jié)合BIOLOG微孔板法來(lái)分析土壤微生物群落功能多樣性特征;運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析,通過(guò)研究長(zhǎng)期不同施肥土壤有機(jī)質(zhì)-土壤微生物的功能多樣性特征來(lái)探索微生物群落功能多樣性對(duì)不同功能土壤有機(jī)質(zhì)庫(kù)的響應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果表明:(1)長(zhǎng)期施肥尤其是有機(jī)無(wú)機(jī)配施(NPKM)處理顯著增加了游離未保護(hù)SOM庫(kù)(cPOM和fPOM)和純物理保護(hù)SOM庫(kù)(iPOM)在土壤中含量以及它們的SOC和TN含量。游離未保護(hù)SOM庫(kù)SOC和TN含量占土壤總SOC和TN比例在有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理下最高,達(dá)35.9%和33%。這說(shuō)明該庫(kù)是土壤SOC和TN主要儲(chǔ)存庫(kù),并且有機(jī)無(wú)機(jī)配施能顯著提高該庫(kù)在土壤SOM中的分配比例。與CK相比,長(zhǎng)期施肥尤其是有機(jī)無(wú)機(jī)配施使生物化學(xué)保護(hù)庫(kù)NH-dSlit和NH-dClay含量分別顯著降低了 15%和9.5%。本研究中物理-化學(xué)保護(hù)SOM庫(kù)、物理-生物化學(xué)保護(hù)SOM庫(kù)以及化學(xué)保護(hù)SOM庫(kù)含量受長(zhǎng)期施肥影響不顯著,表明目前三類功能SOM庫(kù)比較穩(wěn)定,并且對(duì)SOC和TN的容量可能已接近飽和。(2)長(zhǎng)期施肥影響了土壤微生物代謝功能活性,不同施肥處理土壤微生物AWCD值均呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),說(shuō)明土壤微生物利用碳源的能力隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng),但在不同時(shí)間段內(nèi)其增長(zhǎng)的速度不同。與其他處理相比,在培養(yǎng)過(guò)程中的快速利用段(12-60 H),有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施(NPKM)處理的AWCD顯著高于其他處理。對(duì)BIOLOG ECO微平板上60H試驗(yàn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析:不同處理的土壤微生物都對(duì)糖類碳源的代謝活性最高,其次是對(duì)氨基酸類和羧酸類碳源利用,對(duì)胺類、聚合物類和其他混合物的代謝活性較低。有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理的土壤微生物群落豐富度高于其他處理,依次是單施氮肥、氮磷鉀配施,不施肥處理的豐富度最低;均勻度指數(shù)的結(jié)果同樣的表明有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理的物種均勻度最高,其次為單施氮肥,但兩種處理差異并不顯著,與氮磷鉀配施和不施肥處理差異顯著,氮磷鉀配施和不施肥處理均勻度沒(méi)有顯著差異;有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理碳源利用豐富度指數(shù)顯著高于單施氮肥,而且稍高于其他處理但差異并不顯著。不同處理土壤微生物碳源利用主成分分析顯示,第1主成分(PC1)可以解釋所有變量方差的36.6%,第2主成分(PC2)可以解釋所有變量方差的21.9%。不同處理分區(qū)明顯,說(shuō)明不同施肥處理對(duì)微生物對(duì)碳源的利用模式產(chǎn)生了顯著影響。主成分載荷因子顯示糖類、羧酸類、氨基酸、和聚合物是微生物利用的主要碳源。(3)土壤中的微生物代謝變化受不同功能有機(jī)質(zhì)庫(kù)含量及其SOC含量和TN含量的影響:不同功能土壤有機(jī)質(zhì)庫(kù)組分含量及其SOC含量和TN含量分別解釋了微生物代謝61.8%、73.4%、67.0%的變異。其中未保護(hù)游離態(tài)粗顆粒有機(jī)質(zhì)庫(kù)組分含量解釋了 25.7%,物理保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)組分含量解釋了 21.3%;未保護(hù)游離態(tài)顆粒有機(jī)質(zhì)庫(kù)SOC含量解釋了 29.1%的微生物代謝變異,物理保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)SOC含量解釋了 15.7%的變異;未保護(hù)游離態(tài)顆粒有機(jī)質(zhì)庫(kù)的TN含量解釋了 28.6%,物理保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)的TN含量解釋了 27.9%的變異。NPKM處理微生物代謝功能與未保護(hù)游離態(tài)粗顆粒有機(jī)質(zhì)庫(kù)和物理保護(hù)有機(jī)質(zhì)庫(kù)組分含量及其SOC含量和TN含量相關(guān)性最大。土壤大團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)組分可能會(huì)對(duì)土壤微生物的代謝功能多樣性產(chǎn)生很大的影響。綜合以上,有機(jī)無(wú)機(jī)配施是提升紅壤水稻土 SOM數(shù)量和質(zhì)量的最佳培肥措施,并以游離未保護(hù)和純物理保護(hù)SOM庫(kù)提升幅度最大。同時(shí),有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配施措施維持土壤微生物群落功能多樣性有著促進(jìn)作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S153.621;S154.3

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