耕作方式與秸稈還田對土壤活性有機碳特性的影響

【摘要】：本試驗2011年在湖北省隨州市均川鎮(zhèn)進行,2012年在湖北省隨州市均川鎮(zhèn)和武穴市花橋鎮(zhèn)進行,以稻麥復種系統(tǒng)為對象,設置了免耕(NT)和翻耕(PT)兩種耕作方式以及0kg/hm2(SRo),1750kg/hm2(SR1),3500kg/hm2(SR2),5250kg/hm2(SR3)四種還田量,研究短期耕作和秸稈還田對稻田表層(0-20cm)土壤活性有機碳(LOC)、微生物多樣性和作物產(chǎn)量的影響,結(jié)果如下： 1.對粘壤土和砂壤土兩種土壤質(zhì)地中團聚體組分含量分析結(jié)果表明,2-0.25mm粒級的大團聚體所占比重最大,為優(yōu)勢粒級。相比較翻耕,免耕降低粘壤土0-5cm土層2-1mm粒級團聚體7%-11%的含量,增加0.25-0.053mm粒級團聚體14%-23%的含量,并且免耕提高砂壤土5-10cm土層1-0.25mm粒級團聚體2%-13%的含量,降低0.25-0.053mm粒級團聚體25%-48%的含量。表明免耕促進粘壤土中微團聚體的形成,但是能促進大團聚體在砂壤土中的積累。秸稈還田對粘壤土和砂壤土兩種土壤質(zhì)地中團聚體組分含量沒有顯著影響。 2.相比較翻耕,免耕降低粘壤土0-5cm土層2-1mm粒級團聚體8%-14%的有機碳含量,提高0.053mm粒級團聚體6%-18%的有機碳含量,表明免耕能促進粘壤土中有機碳在粉黏團聚體中富集。秸稈還田提高粘壤土0-5cm土層2-1mm粒級團聚體0.2%-16%的有機碳含量。免耕與秸稈還田對砂壤土土壤團聚體中有機碳的分配沒有顯著影響。粘壤土中有機碳主要富集在1-0.053mm粒級團聚體中。砂壤土中有機碳主要富集在0.25-0.053mm和2-1mm粒級團聚體中。 3.免耕較翻耕降低砂壤土10-20cm土層5%-21%的TOC含量,7%-43%的EOC含量和10%-46%的MBC含量以及5-10cm土層23%-36%的DOC含量,增加粘壤土0-5cm土層2%-37%的MBC含量以及5-10cm土層11%-32%的TOC含量,并且降低粘壤土5-20cm土層33%-67%的DOC含量。秸稈還田對土壤TOC、EOC和MBC含量無顯著影響,但分別增加粘壤土5-20cm以及砂壤土5-10cm土層17%-59%和29%-42%的DOC含量。粘壤土易氧化態(tài)碳組分含量為中活性組分低活性組分高活性組分。5250kg/hm2還田量增加其0-5cm土層14%-18%的高活性組分含量,免耕降低5-10cm土層15%-19%的高活性組分含量。砂壤土易氧化態(tài)碳組分含量為低活性組分中活性組分高活性組分,免耕降低10-20cm土層23%-43%的中活性組分含量。微生物生物量碳可以作為表征土壤碳庫質(zhì)量和土壤生物學肥力的理想指標。 4.相比較翻耕,免耕降低粘壤土5-10cm土層0.7%-22%的碳庫活度,但能提高砂壤土5-10cm土層5%-9%的碳庫活度,降低砂壤土10-20cm土層6%-44%的碳庫管理指數(shù),表明短期免耕降低砂壤土的土壤質(zhì)量。粘壤土0-5cm表層土壤的碳庫管理指數(shù)顯著高于砂壤土,10-20cm土層土壤碳庫管理指數(shù)則顯著低于砂壤土。 5.秸稈還田顯著提高粘壤土表層細菌數(shù)量以及微生物多樣性,第一主成分和第二主成分可以解釋55.95%的變異。免耕顯著提高砂壤土土壤表層細菌數(shù)量以及微生物多樣性,第一主成分和第二主成分可以解釋64.23%的變異。第一主成分主要反映微生物多樣性的指標,第二主成分主要反映土壤質(zhì)量。免耕處理下,粘壤土秸稈還田與不還田的土壤微生物多樣性的差異較大。砂壤土5250kg/hm2秸稈還田量與不還田的土壤微生物多樣性的差異較大。翻耕條件下,各處理差異不顯著。 6.砂壤土和粘壤土兩種土壤質(zhì)地的試驗結(jié)果均表明,3500kg/hm2和1750kg/hm2秸稈還田量提高水稻15%-35%和2%-28%的產(chǎn)量。免耕沒有明顯的增產(chǎn)效果。相關性分析結(jié)果表明,產(chǎn)量與易氧化態(tài)碳成極顯著正相關,與水溶性碳則成顯著負相關。易氧化態(tài)碳、水溶性碳為活性碳,對于短期內(nèi)稻田耕作方式與秸稈還田量的改變響應最為敏感,與作物生長密切相關。 【關鍵詞】：秸稈還田 免耕 活性有機碳 微生物多樣性 產(chǎn)量
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S153.6
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 縮略語表11-12
• 1 前言12-19
• 1.1 研究目的及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進展13-16
• 1.2.1 土壤活性有機碳的研究13
• 1.2.2 土壤活性有機碳組分的研究13-14
• 1.2.3 土壤微生物多樣性的研究14-15
• 1.2.4 土壤團聚體的研究15-16
• 1.2.5 免耕和秸稈還田對作物產(chǎn)量的影響16
• 1.3 研究思路16-19
• 2 材料與方法19-23
• 2.1 實驗地點及供試材料19
• 2.2 實驗處理及田間設計19-20
• 2.3 田間取樣方法20
• 2.4 室內(nèi)測定項目與方法20-22
• 2.4.1 土壤總有機碳的測定20
• 2.4.2 土壤水溶性有機碳的測定20
• 2.4.3 土壤微生物生物量碳的測定20-21
• 2.4.4 土壤易氧化態(tài)碳的測定21
• 2.4.5 土壤團聚體的測定21
• 2.4.6 微生物多樣性的測定21-22
• 2.5 數(shù)據(jù)分析22-23
• 3 結(jié)果與分析23-47
• 3.1 不同處理間土壤活性有機碳含量的差異23-30
• 3.1.1 不同處理對土壤有機質(zhì)的影響23-24
• 3.1.2 不同處理對土壤易氧化態(tài)碳的影響24-25
• 3.1.3 不同處理對土壤易氧化態(tài)碳組分的影響25-27
• 3.1.4 不同處理對土壤微生物生物量碳的影響27-29
• 3.1.5 不同處理對土壤水溶性有機碳的影響29-30
• 3.2 不同處理間土壤有機碳庫的差異30-33
• 3.2.1 不同處理對土壤碳氮比的影響30-31
• 3.2.2 不同處理對碳庫管理指數(shù)的影響31-33
• 3.3 不同處理間土壤微生物多樣性的差異33-35
• 3.4 不同處理間土壤團聚體的差異35-42
• 3.4.1 不同處理對土壤團聚體組分的影響35-38
• 3.4.2 不同處理對土壤團聚體有機碳分配的影響38-42
• 3.5 不同處理間作物產(chǎn)量的差異42
• 3.6 不同耕作方式和秸稈還田土壤活性有機碳組分與微生物多樣性指標的主成分分析42-45
• 3.7 有機碳成分與作物產(chǎn)量的關系45-47
• 4 結(jié)論與討論47-54
• 4.1 討論47-52
• 4.1.1 耕作方式與秸稈還田對土壤活性有機碳庫的影響47-49
• 4.1.2 耕作方式與秸稈還田對土壤微生物多樣性的影響49-50
• 4.1.3 耕作方式與秸稈還田對土壤團聚體的影響50-52
• 4.1.4 耕作方式與秸稈還田對作物產(chǎn)量的影響52
• 4.2 結(jié)論52-54
• 參考文獻54-65
• 研究生期間發(fā)表論文情況65-66
• 致謝66

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