本文選題：長期肥效試驗　切入點：土壤微生物　出處：《西北大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：土壤有機質(zhì)(SOM)庫對于維持農(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)有機質(zhì)庫變化研究不僅關系到我國糧食安全保障和農(nóng)業(yè)體系發(fā)展的可持續(xù)性,而且對我國農(nóng)業(yè)應對氣候變化的政策和措施的制定與實施具有科學的指導意義。在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,土壤微生物是土壤環(huán)境中非常關鍵的生命有機體,參與了包括土壤碳、氮轉(zhuǎn)化和循環(huán)在內(nèi)的多個重要的生態(tài)系統(tǒng)功能過程。研究長期施肥對微生物功能多樣性變化等微生物指標,對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年的長期定位試驗為依托,對土壤不同功能有機質(zhì)組分的研究采用物理聯(lián)合分組方法,分出游離未保護有機質(zhì)庫、純物理保護有機質(zhì)庫、物理-化學保護有機質(zhì)庫、物理-生物化學有機質(zhì)庫、化學保護有機質(zhì)庫和生物化學保護有機質(zhì)庫6類,分析探討了長期施肥對水稻土不同功能土壤SOM庫含量、SOM庫碳氮含量變化和分配比例的影響,探索不同功能有機質(zhì)庫對長期施肥的響應;結合BIOLOG微孔板法來分析土壤微生物群落功能多樣性特征;運用多元統(tǒng)計分析,通過研究長期不同施肥土壤有機質(zhì)-土壤微生物的功能多樣性特征來探索微生物群落功能多樣性對不同功能土壤有機質(zhì)庫的響應機制。研究結果表明:(1)長期施肥尤其是有機無機配施(NPKM)處理顯著增加了游離未保護SOM庫(cPOM和fPOM)和純物理保護SOM庫(iPOM)在土壤中含量以及它們的SOC和TN含量。游離未保護SOM庫SOC和TN含量占土壤總SOC和TN比例在有機無機配施處理下最高,達35.9%和33%。這說明該庫是土壤SOC和TN主要儲存庫,并且有機無機配施能顯著提高該庫在土壤SOM中的分配比例。與CK相比,長期施肥尤其是有機無機配施使生物化學保護庫NH-dSlit和NH-dClay含量分別顯著降低了 15%和9.5%。本研究中物理-化學保護SOM庫、物理-生物化學保護SOM庫以及化學保護SOM庫含量受長期施肥影響不顯著,表明目前三類功能SOM庫比較穩(wěn)定,并且對SOC和TN的容量可能已接近飽和。(2)長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)增長的趨勢,說明土壤微生物利用碳源的能力隨時間的延長而增強,但在不同時間段內(nèi)其增長的速度不同。與其他處理相比,在培養(yǎng)過程中的快速利用段(12-60 H),有機無機肥配施(NPKM)處理的AWCD顯著高于其他處理。對BIOLOG ECO微平板上60H試驗用數(shù)據(jù)進行分析:不同處理的土壤微生物都對糖類碳源的代謝活性最高,其次是對氨基酸類和羧酸類碳源利用,對胺類、聚合物類和其他混合物的代謝活性較低。有機無機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)的結果同樣的表明有機無機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有顯著差異;有機無機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,說明不同施肥處理對微生物對碳源的利用模式產(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質(zhì)庫含量及其SOC含量和TN含量的影響:不同功能土壤有機質(zhì)庫組分含量及其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。其中未保護游離態(tài)粗顆粒有機質(zhì)庫組分含量解釋了 25.7%,物理保護有機質(zhì)庫組分含量解釋了 21.3%;未保護游離態(tài)顆粒有機質(zhì)庫SOC含量解釋了 29.1%的微生物代謝變異,物理保護有機質(zhì)庫SOC含量解釋了 15.7%的變異;未保護游離態(tài)顆粒有機質(zhì)庫的TN含量解釋了 28.6%,物理保護有機質(zhì)庫的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游離態(tài)粗顆粒有機質(zhì)庫和物理保護有機質(zhì)庫組分含量及其SOC含量和TN含量相關性最大。土壤大團聚體和微團聚體有機質(zhì)組分可能會對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,有機無機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,并以游離未保護和純物理保護SOM庫提升幅度最大。同時,有機無機肥料配施措施維持土壤微生物群落功能多樣性有著促進作用。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S153.621;S154.3

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本文編號：1628493