高寒草甸土壤可溶性有機(jī)氮及其季節(jié)動態(tài)研究
本文選題:高寒草甸 + 可溶性有機(jī)氮。 參考:《蘭州大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:土壤可溶性有機(jī)氮(Soluble Organic Nitrogen, SON)是陸地生態(tài)系統(tǒng)氮素的重要組成部分,因其具有較強(qiáng)的流動性與養(yǎng)分的有效性,在植物和微生物吸收利用、氮素礦化、淋溶和流失等方面都扮演著重要的角色。目前國際上對土壤SON的含量、組成及其季節(jié)動態(tài)的研究較少,而現(xiàn)有的SON研究又主要集中在溫帶森林生態(tài)系統(tǒng),對高寒草甸土壤SON的報道非常有限。本文分別以甘南瑪曲高寒草甸中以珠芽蓼(Polygonum viviparum L.)、禾葉嵩(Kobresia graminifolia C. B. Clarke)和垂穗披堿草(Elymus nutans Griseb.)為優(yōu)勢植物的土壤為研究對象,對其SON含量、組成及其季節(jié)動態(tài)進(jìn)行定性和定量研究,為高寒草甸植物利用有機(jī)氮的機(jī)制提供科學(xué)依據(jù),并為闡述SON的生態(tài)意義提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.高寒草甸三種植物土壤浸提液中的SON含量范圍在279.35-882.77 mg/kg,占土壤總可溶性氮庫中占94.1%-99.9%,占土壤總氮庫的5.2%-20.0%。三種植物土壤SON含量均高于同期無機(jī)氮含量20倍,差異極顯著(p0.01)。三種植物土壤的SON含量均表現(xiàn)為夏季秋季春季,三種植物間無顯著差異。SON的含量主要受到土壤性質(zhì)、植被類型、土壤微生物、氣候等多種因素的綜合影響。2.三種植物土壤中SON的組成不同,其中疏水、親水組分所占比例與土壤浸提方式密切相關(guān)。禾葉嵩和垂穗披堿草土壤的KCl浸提液中,SON所含的疏水物質(zhì)所占比例較大,而在蒸餾水(H20)浸提液中所得結(jié)果相反。珠芽蓼土壤兩種浸提液得到的SON中,親水、疏水組分所占比例相當(dāng)。結(jié)果表明,使用鹽溶液浸提土壤比使用水溶液浸提更有助于疏水組分的提取。3.三種植物土壤中,總氨基酸含量皆表現(xiàn)為夏季秋季春季;禾葉嵩土壤的總氨基酸含量最高,占SON的比例最大。垂穗披堿草土壤氨基酸含量與無機(jī)氮的比值最高為1:4?偘被嵩赟ON中所占比例很小,可能與其在土壤中周轉(zhuǎn)迅速、積累少有關(guān)。本項研究得到以下結(jié)論:在高寒草甸自然生態(tài)系統(tǒng)中,土壤氮儲量豐富,土壤中SON庫的大小遠(yuǎn)超過無機(jī)氮庫,并且氨基酸在SON庫中占有一定比例,意味著一些小分子的SON有可能被植物直接吸收利用,并且SON在該生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)中可能占有重要地位。SON的組成主要與其來源有關(guān);影響SON含量的因素包括生物、非生物因素,其中土壤性質(zhì)、植被類型以及真菌在土壤微生物群落中的比例對SON的影響可能在高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中占主導(dǎo)作用。
[Abstract]:Soluble organic nitrogen (Soluble Organic Nitrogen, SON) is an important component of nitrogen in terrestrial ecosystems. Because of its strong fluidity and nutrient availability, it is absorbed and utilized by plants and microbes, and nitrogen mineralization occurs in terrestrial ecosystems. Leaching and loss play an important role. At present, there are few studies on the content, composition and seasonal dynamics of soil SON in the world, while the existing studies of SON mainly focus on temperate forest ecosystems, and the reports on soil SON in alpine meadow are very limited. In this paper, Polygonum viviparum L., Kobresia graminifolia C. B. Clarke) and Elimus nutans Griseb.were used in the alpine meadow of Maqu, Gannan, respectively. The content, composition and seasonal dynamics of SON were studied qualitatively and quantitatively in order to provide scientific basis for the mechanism of utilization of organic nitrogen by alpine meadow plants, and to provide a theoretical basis for expounding the ecological significance of SON. The main results are as follows: 1. The content of SON in the extracts of three plant soils in alpine meadow ranged from 279.35-882.77 mg / kg, accounting for 94.1-99.9% of the total soluble nitrogen pool and 5.2-20.0% of the total nitrogen pool. The SON content of three plant soils was 20 times higher than that of inorganic nitrogen in the same period, and the difference was significant (p0.01). The SON contents of the three plant soils were all in summer, autumn and spring. There was no significant difference between the three plants. The content of son was mainly affected by soil properties, vegetation types, soil microbes, climate and other factors. The composition of SON in the three plant soils was different, among which the proportion of hydrophobic and hydrophilic components was closely related to the soil extraction methods. The hydrophobic substances of son in the KCl extractions of Kobresia humilis and Elaeagnus pericarpa were higher than those in the distilled water (H20). The proportion of hydrophilic and hydrophobic components of SON obtained from two kinds of soil extracts of Polygonum hydrophylla was equal. The results showed that the extraction of hydrophobic components by salt solution was more helpful than that by aqueous solution extraction. The content of total amino acids in three plant soils was summer, autumn and spring, while the content of total amino acids in Kobresia humilis soil was the highest, accounting for the largest proportion of SON. The ratio of amino acid content to inorganic nitrogen in soil was 1: 4. The small proportion of total amino acids in SON may be related to its rapid turnover and low accumulation in soil. The results of this study are as follows: in the natural ecosystem of alpine meadow, soil nitrogen reserves are abundant, the size of SON pool in soil is much larger than that of inorganic nitrogen pool, and amino acids account for a certain proportion in SON pool. This means that the SON of some small molecules may be absorbed directly by plants, and that the composition of SON may play an important role in the nitrogen cycle of the ecosystem. The composition of son is mainly related to its source; the factors affecting the content of SON include biological and abiotic factors. The effects of soil properties, vegetation types and the proportion of fungi in soil microbial communities on SON may play a dominant role in alpine meadow ecosystems.
【學(xué)位授予單位】:蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:S812.2
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