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秸秆腐解对土壤供锌能力的影响

作　者: 杨芳
导　师: 田霄鸿
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物营养学
关键词: 土壤微生物量锌锌形态土壤供锌能力秸秆腐解
分类号: S153
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

Zn作为动植物所必需的微量元素,通过植物进入食物链后,直接或间接的通过动物进入人类的膳食中,从而影响人体的营养平衡及身体健康。陕西关中地区土壤属于潜在性缺Zn土壤,该土壤中Zn供给不足、土壤的供Zn能力低下,农作物和畜产品的产量和品质都受到较大的影响。解决潜在性缺Zn土壤供Zn不足问题最有效的途径即提高土壤有效Zn含量,提高土壤的供Zn能力,进而提高农作物籽粒Zn含量,保障人体健康。陕西关中地区以小麦-玉米一年两熟轮作制度为主要的种植模式。该种植模式下每年产生大量的小麦和玉米秸秆,这些秸秆大部分没有被有效利用,造成大量的资源浪费。目前,有机肥的投入在逐渐减少,秸秆还田日益受到重视,秸秆可能代替有机肥成为进入土壤的主要有机物料。秸秆还田不仅解决资源浪费问题,同时对于保护生态环境也具有重要意义。众所周知,秸秆中富含微量元素,Zn就是其中之一,Zn和其他微量元素可随秸秆还田而归还到土壤中,增加土壤中的Zn和其他微量元素含量。本研究采用两个室内模拟秸秆（小麦秸秆和玉米秸秆）还田培养实验,通过测定土壤全Zn、有效Zn、微生物量Zn、各形态Zn含量等指标,研究了秸秆还田降解对本身所含Zn的释放、对土壤原有Zn和外源施入Zn形态转化以及对土壤微生物量Zn含量的影响,为大田推广提供理论依据。本研究得到以下主要结果:（1）为探讨秸秆在土壤中腐解对其本身所含Zn的释放及其对土壤原有Zn、外源施入Zn形态转化以及对微生物量Zn（Mic-Zn）含量的影响,进行了为期42 d的小麦秸秆腐解室内培养试验。结果表明,秸秆在土壤中腐解时CO₂-C累积释放量和土壤微生物量碳（Mic-C）随着秸秆添加量的增加而显著增加,而秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn对其均无明显影响。土壤中无论是否添加秸秆,施入外源Zn均明显增加了土壤Mic-Zn和土壤有效Zn（DTPA-Zn）含量,土壤交换态Zn（Ex-Zn）和松结有机态Zn（Wbo-Zn）含量也明显增加;与低Zn秸秆相比,高Zn秸秆在土壤中腐解可明显增加土壤Mic-Zn和DTPA-Zn含量,提高土壤Ex-Zn和Wbo-Zn比例。而且,秸秆腐解本身释放的Zn主要转化为有效性较高的Ex-Zn。（2）通过室内模拟培养实验,探讨了玉米秸秆腐解对自身Zn释放、土壤原有Zn和外源施入Zn形态转化及其对土壤Mic-Zn含量的影响。结果表明,为期42 d的室内培养,秸秆在土壤中腐解时,CO₂-C累积释放量随着秸秆添加量的增加平均增加了38.69%,而秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn对其无明显影响;土壤Mic-C含量随秸秆添加量的增加而增加,与秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn与否无关。土壤中无论是否添加秸秆,施入外源Zn时,土壤Mic-Zn和土壤DTPA-Zn含量分别较对照增加228.42%和131.51%,土壤Ex-Zn和Wbo-Zn含量也明显增加;与低Zn秸秆相比,高Zn秸秆在土壤中腐解时,土壤DTPA-Zn含量增加了25.06%,土壤Ex-Zn和Wbo-Zn含量也有所增加。而且,秸秆在石英砂中腐解,即秸秆腐解本身释放的Zn主要转化为有效性较高的Ex-Zn。（3）为探讨秸秆腐解对土壤供Zn能力的影响,将小麦和玉米秸秆添加到土壤中,在相同的条件下分别进行了为期42 d天的室内培养。结果表明,小麦和玉米秸秆在土壤中腐解,其CO₂-C累积释放量和土壤Mic-C、N均随着秸秆添加量的增加而增加,秸秆自身Zn含量高低和外源施Zn对其无明显影响。相同培养条件下,土壤环境加速了小麦秸秆的腐解,培养介质对玉米秸秆腐解无明显影响。土壤施Zn时土壤Mic-Zn和DTPA-Zn含量均明显增加,高Zn含量的小麦和玉米秸秆在土壤中腐解也较为明显增加了二者的含量,土壤中添加秸秆并配施Zn肥较仅添加秸秆明显提高土壤Mic-Zn和DTPA-Zn的含量。小麦和玉米秸秆添加到土壤或石英砂中均明显增加了Ex-Zn的含量,两种秸秆在土壤中腐解,土壤全Zn和各形态Zn含量均不同程度增加,Wbo-Zn则明显增加。总之,秸秆腐解过程中,CO₂-C累积释放量和土壤Mic-C、N含量随着秸秆添加量的增加而增加,秸秆Zn含量和外源施Zn对其无明显影响;土壤施Zn和高Zn秸秆腐解明显增加土壤Mic-Zn、全Zn、DTPA-Zn以及各形态Zn的含量,秸秆腐解明显提高土壤有效Zn含量,提高对有效Zn贡献较大的有机态Zn的含量,因此提高了土壤的供Zn能力。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章前言  11-19
  1.1 研究目的和立题意义  11-12
  1.2 文献综述  12-19
    1.2.1 土壤中的锌  12-15
    1.2.2 秸秆还田现状  15-16
    1.2.3 秸秆还田与土壤供锌能力  16-19
第二章小麦秸秆腐解对自身锌释放及土壤供锌能力的影响  19-28
  2.1 材料与方法  20-21
    2.1.1 试验设计与试验材料  20
    2.1.2 试验过程  20
    2.1.3 测定项目与方法  20-21
  2.2 结果与分析  21-25
    2.2.1 不同处理下秸秆腐解对CO_2 释放量及微生物量碳、氮含量的影响  21-22
    2.2.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和有效Zn 的影响  22-23
    2.2.3 秸秆腐解对土壤不同形态Zn 和全Zn 的影响  23-25
    2.2.4 土壤Mic-Zn、各形态Zn 与DTPA-Zn 的相关关系  25
  2.3 讨论  25-28
    2.3.1 秸秆腐解对CO_2-C 累积释放与土壤微生物量碳氮含量的影响  25-26
    2.3.2 秸秆腐解对土壤微生物量锌的影响  26-27
    2.3.3 秸秆腐解对土壤DTPA-Zn、锌形态以及全锌含量的影响  27
    2.3.4 土壤DTPA-Zn 和各形态锌的相关关系  27-28
第三章玉米秸秆腐解对土壤锌形态和土壤供锌能力的影响  28-35
  3.1 材料与方法  29-30
    3.1.1 试验设计与试验材料  29
    3.1.2 测定项目与方法  29-30
  3.2 结果与分析  30-33
    3.2.1 秸秆腐解对CO_2-C 累积释放量以及土壤微生物量碳、氮的影响  30-31
    3.2.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和DTPA-Zn 的影响  31
    3.2.3 秸秆腐解对土壤各形态Zn 和全Zn 的影响  31-33
  3.3 结论与讨论  33-35
    3.3.1 秸秆腐解过程中CO_2 释放和土壤微生物量C、N 含量的变化  33
    3.3.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和土壤DTPA-Zn 的影响  33-34
    3.3.3 秸秆腐解过程中土壤各形态 Zn 含量变化及秸秆腐解对土壤全Zn 含量的影响  34-35
第四章秸秆腐解对土壤有效锌及土壤供锌能力的影响  35-43
  4.1 材料与方法  36
  4.2 结果与分析  36-40
    4.2.1 不同条件下秸秆腐解过程中 CO_2-C 累积释放和土壤微生物量碳氮含量的变化  36-37
    4.2.2 不同条件下秸秆腐解过程中土壤微生物量Zn和土壤DTPA-Zn含量的变化  37-38
    4.2.3 不同条件下秸秆腐解过程中土壤各锌形态和全锌含量的变化  38-40
  4.3 结论与讨论  40-43
    4.3.1 秸秆腐解过程中CO_2-C 释放量和土壤微生物量C、N 含量的变化  40-41
    4.3.2 秸秆腐解过程中土壤微生物量Zn 和DTPA-Zn 含量的变化  41
    4.3.3 秸秆腐解过程中土壤各形态Zn 和全Zn 含量的变化  41-43
第五章结论  43-45
参考文献  45-52
致谢  52-53
作者简介  53

秸秆腐解对土壤供锌能力的影响

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