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黄土区几种土壤中活性有机碳、氮含量及其与土壤氮素矿化的关系

作　者: 严德翼
导　师: 周建斌
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物营养学
关键词: 土壤类型植被类型土壤可溶性有机碳(SOC) 土壤可溶性有机氮(SON)微生物量碳(BC) 微生物量氮(BN) 氮素矿化
分类号: S153
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

土壤微生物量碳、氮(BC,BN)和土壤可溶性有机碳、氮(Soluble organic carbon or nitrogen, SOC, SON )是土壤有机质中最为活跃的组分,属土壤中活性有机碳、氮。其中土壤微生物量碳、氮是土壤微生物躯体所固持的养分,与土壤养分供应和储备有密切关系;土壤可溶性有机碳、氮指能溶解于水、酸或碱溶液且通过0.45μm筛孔不同大小和结构的有机组分,在陆地和水生生态系统物质转化及能量代谢中具有重要作用。由于土壤中的氮大部分以有机态形式存在,因此,土壤氮素矿化是反映土壤供氮能力的重要因素之一,也是目前国内外土壤生态学研究的热点之一。长期以来,研究者多把目光主要集中于对两者单独进行研究方面,而在很大程度上忽视了对土壤活性有机碳、氮特别是土壤微生物量氮与土壤氮素矿化间关系的研究。本研究以黄土高原南部地区不同类型土壤为研究对象,采用化学及生物化学测定与室内培养试验相结合的研究方法,测定了不同土壤微生物碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮的含量,评价了不同土壤的氮素矿化特性,分析了土壤微生物量碳、氮(BC,BN)和土壤可溶性有机碳、氮含量与氮素矿化特性的关系,获得了以下主要结论:1.黄土高原黑垆土区林地土壤可溶性有机碳、氮和微生物量碳、氮含量分别在41.64 mg/kg～74.72 mg/kg(平均59.30 mg/kg),2.55 mg/kg～7.55 mg/kg(平均4.97 mg/kg),168.72 mg/kg～364.26 mg/kg(平均239.1mg/kg)和31.89mg/kg～92.01 mg/kg(平均54.94mg/kg)之间,林地土壤可溶性有机碳、氮和微生物量碳、氮含量均高于农田土壤。土壤可溶性有机碳、氮含量随树龄增长有增加的趋势,而土壤微生物量碳、氮的量随树龄增长而变化的规律不明显。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。2.好气培养0-14天、15-28天以及0-28天,黄土高原黑垆土不同树龄林地土壤氮素矿化量分别为6.78～15.69 mg/kg,3.11～5.29 mg/kg和9.89～20.98mg/kg,平均值分别为8.72 mg/kg,4.22 mg/kg和12.94 mg/kg。淹水培养条件下,不同树龄林地土壤氮素矿化量在1.01～5.46 mg/kg之间,平均为2.97 mg/kg。两种培养条件下,土壤矿化氮量随树龄增长而变化的规律均不明显。3.淋溶褐土、红油土、黑垆土好气培养0～14 d的平均矿化氮量分别为24.44,16.83和14.31 mg/kg;15～28 d培养过程的依次为12.91,11.65和10.92 mg/kg;在0～28 d的依次为37.35,28.48和25.23 mg/kg。每一阶段,土壤平均矿化氮量均为淋溶褐土>红油土>黑垆土。淹水培养条件下,红油土、淋溶褐土、黑垆土的矿化氮量分别为:5.37、3.18和2.34 mg/kg,不同农田土壤矿化氮量大小均为:红油土>淋溶褐土>黑垆土。好气培养0～14、15～28和0～28 d黑垆土林地表层土壤氮素矿化量高于农田土壤。其中林地表层土壤0～14 d的平均氮素矿化量是农田土壤的2.3倍,15～28 d的平均氮素矿化量是农田土壤的1.8倍,0～28 d的平均氮素矿化量是农田土壤的2倍。在0～28d好气培养过程中林地和农田植被覆盖下黑垆土土壤的矿化氮量和矿化速率的差异均达极显著水平;淹水培养7 d,林地表层土壤的矿化氮量平均为11.16 mg/kg;农田土壤矿化氮量平均为2.34 mg/kg,林地土壤大于农田土壤;两种不同植被覆盖下土壤的相应矿化氮量差异达极显著水平。4.好气培养和淹水培养的氮素矿化作用进行比较发现:同种农田土壤,好气培养0～14和0～28 d矿化氮量与淹水培养7天的矿化氮量之间均有极显著正相关关系,相关系数分别为0.920**和0.930**,且土壤好气培养条件下矿化氮量高于淹水培养。5.不同树龄林地土壤SOC、BC含量与好气培养28天土壤矿化氮量间均有极显著正相关关系,BN与其呈显著正相关关系,而SON与其之间的相关性未达显著水平。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 文献综述  12-19
  1.1 引言  12-13
  1.2 土壤B_N的测定方法  13-14
  1.3 不同生态系统中B_N的含量  14
  1.4 土壤中的B_N及其在氮素循环中的作用  14-15
  1.5 影响土壤B_N的主要因素  15
    1.5.1 耕作方式  15
    1.5.2 施肥  15
  1.6 B_N与土壤肥力之间的关系  15-16
  1.7 B_N与可矿化氮、矿质氮的关系  16
  1.8 影响土壤氮素矿化的主要因素  16-17
    1.8.1 土壤微生物  16
    1.8.2 植被种类  16-17
    1.8.3 土壤质地  17
    1.8.4 土壤有机质  17
    1.8.5 施肥  17
  1.9 小结  17-19
2 材料与方法  19-22
  2.1 研究区域概况  19
  2.2 测定项目及方法  19-21
    2.2.1 不同树龄林地土壤的研究  19-20
    2.2.2 不同农田和林地土壤氮素矿化的研究  20-21
  2.3 测定及统计分析方法  21-22
3 结果与分析  22-34
  3.1 不同树龄林地土壤可溶性有机碳、氮的含量  22-23
    3.1.1 不同树龄林地土壤可溶性有机碳（SOC）含量  22
    3.1.2 不同树龄林地土壤可溶性有机氮（SON）含量  22-23
  3.2 不同树龄林地土壤微生物量碳、氮的含量  23-25
    3.2.1 不同树龄林地土壤微生物量碳（B_C）含量  23-24
    3.2.2 不同树龄林地土壤微生物量氮（B_N）含量  24-25
  3.3 不同树龄林地土壤氮素矿化特性研究  25-27
    3.3.1 好气培养下不同树龄林地土壤氮素矿化作用  25-26
    3.3.2 淹水培养下不同树龄林地土壤氮素矿化作用  26-27
  3.4 不同土壤类型土壤氮素矿化特性  27-30
    3.4.1 不同农田土壤氮素矿化作用  27-28
      3.4.1.1 好气培养下不同农田土壤氮素的矿化作用  27-28
      3.4.1.2 淹水培养下不同农田土壤氮素的矿化作用  28
    3.4.2 农田和林地土壤氮素矿化作用的比较  28-30
      3.4.2.1 好气培养下林地和农田黑垆土氮素的矿化作用  28-29
      3.4.2.2 淹水培养下林地和农田黑垆土氮素的矿化作用  29-30
  3.5 土壤中活性有机碳、氮与土壤氮素矿化及土壤其他肥力指标间的关系  30-34
    3.5.1 不同树龄林地土壤矿化氮与土壤其他肥力指标间的关系  30-31
    3.5.2 不同类型农田和林地土壤矿化氮与土壤其他肥力指标间的关系  31-32
    3.5.3 土壤活性有机碳、氮与土壤矿化氮及土壤其他肥力指标间的关系  32-34
4 讨论  34-38
  4.1 不同土壤可溶性有机碳、氮的含量  34
  4.2 不同土壤微生物量碳、氮的含量  34-36
  4.3 不同土壤氮素矿化特性  36
  4.4 好气与淹水培养结果的比较  36-37
  4.5 活性有机碳、氮与土壤氮素矿化的关系  37-38
5 结论  38-40
参考文献  40-48
致谢  48-49
作者简介  49

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