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不同施肥模式对柑橘果园土壤有机碳稳定性的影响

作　者: 王峰
导　师: 翁伯琦
学　校: 福建农林大学
专　业: 植物营养学
关键词: 柑橘土壤团聚体土壤有机碳活性有机碳土壤呼吸施肥
分类号: S666
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

土壤碳库为地球表层系统中最大的碳库,土壤有机碳的增加不仅有助于农业可持续的发展,而且对缓解温室气体增加和全球气候变化等也具有重要意义。施肥对土壤有机碳的积累和分解影响深刻,然而,肥料施用下的土壤有机碳特征还不完全清楚。为此,本研究通过野外施肥小区、盆栽实验以及室内培养实验,研究了施肥对柑橘果园土壤团聚体组成、土壤有机碳及其活性有机碳含量的影响,探讨了不同施肥模式下土壤有机碳矿化特征,主要结果如下:(1)施肥在一定程度上提高了大团聚体的含量,其中施有机肥和有机无机肥配施处理效果最好。不同施肥处理柑橘园0~20cm土层水稳性团聚体含量所占比例在80.68%~91.49%之间,25%复合肥+75%菌渣有机肥(T5)处理含量最高,单施复合肥(T2)与施菌渣有机肥处理的水稳性团聚体含量差异不显著; 20~40cm土层水稳性团聚体含量所占比例在70.39%~79.91%之间,T6(单施菌渣有机肥)水稳性团聚体含量最高,其它施肥处理间差异不显著。(2)不同施肥模式下0~20cm土层土壤团聚体平均质量直径(MMD)介于2.03~3.15之间,其中以单施菌渣有机肥处理最大;在20-40cm土层中,各施肥处理平均重量直径(WMD)显著高于未施肥处理,但施肥处理间差异不显著。不同施肥处理0~20cm土层土壤团聚体平均质量直径(MMD)均大于20~40cm土层。土壤团聚体平均重量直径与>0.25mm水稳性团聚体含量之间呈极显著正相关系(R2=0.8039,P<0.01)。(3)施肥前后土壤总有机碳含量变化的结果表明,单施化肥和未施肥处理一年后土壤有机碳含量均出现一定程度的下降,施有机肥处理土壤有机碳含量则有所增加。田间条件下施用菌渣有机肥处理一年后土壤有机碳含量增加幅度在1.53%~15.7%之间,而单施化肥和未施肥处理土壤有机碳含量下降了7.14%、20.19%;盆栽条件下施有机肥处理一年后土壤有机碳含量增加14.18%~245.69%,而单施化肥和未施肥处理分别下降了1.81%和11.78%。但相对未施肥处理而言,施菌渣肥处理的0~20cm土层土壤有机碳增长率介于23.8%~43.6%之间,20~40cm土层亦有19.8%~41.9%的增幅;盆栽条件下单施有机肥、有机肥化肥配施处理土壤有机碳增长率介于29.42%~156.47%之间,说明施有机肥有利于促进土壤有机碳含量的积累。(4)不同施肥模式下土壤团聚体基本呈现粒径增大,有机碳含量增加的规律,且有机碳主要分配在5~0.25mm的大团聚体上。与不施肥处理比较,在同一粒径中,各处理中单施有机肥处理的团聚体有机碳含量最高,各粒径团聚体有机碳含量都表现出施肥处理显著高于未施肥处理,说明无论单施复合肥还是有机肥可使各粒级团聚体中有机碳含量增加。在0~20cm土层,>5mm和2~5.0mm粒径团聚体中有机碳增加对土壤总有机碳累积的贡献最大;表层土壤总有机碳的累积受到各个粒径团聚体有机碳累积的影响,而下层土层受其影响不明显。(5)施肥有利于提高土壤活性有机碳含量及其比率,其中单施有机肥和有机无机配施处理的提高幅度高于单施复合肥处理。田间试验条件下,柑橘园0-20cm土层中,各施肥处理土壤微生物量碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、轻组有机物、轻组有机碳含量均显著高于不施肥的对照处理,增幅分别为48.20%~95.35%、28.05%~91.63%、52.86%~100.87%、30.78%~50.06%、27.51%~85.74%,其中单施有机肥效果最好;在20~40cm土层中各施肥处理土壤活性有机碳含量差异不显著。盆栽试验所得出的结果与田间试验基本一致。(6)土壤总有机碳与表层有机碳活性组分的相关分析表明,土壤总有机碳与有机碳活性组分之间以及有机碳活性组分之间的相关性均达到极显著水平,说明各活性有机碳可以作为反映土壤有机碳稳定性的较好指标。(7)土壤有机碳矿化培养试验结果表明:与对照处理相比,施肥均在短时间内促进了土壤呼吸速率,其中单施有机肥效果最显著。不同施肥模式下土壤呼吸速率总趋势基本相似,CO2的产生速率在前期保持较高水平,之后迅速下降并趋于平稳,其速率变化符合对数函数。不同施肥处理中,单施有机肥以及高比例的有机肥配施处理土壤CO2累积释放量显著高于其它处理。(8)经过施肥处理后,土壤呼吸对温度敏感性也不同。不同施肥处理土壤的Q10值在1.49~2.08之间,CK处理的Q10值最小,单施菌渣有机肥处理的Q10值最大,有机肥处理的土壤Q10值要显著高于单施化肥及其CK处理;添加草粉有机肥的处理间土壤温度系数Q10值在1.49~2.64之间,25%氮肥处理+75%草粉有机肥(C4)土壤Q10值最大,施肥处理间差异显著。

全文目录

中文摘要  7-9
Abstract  9-12
引言  12-13
第一章文献综述  13-25
  1 土壤有机碳研究进展  13-18
    1.1 土壤有机碳储量及其演变动态  13-14
    1.2 土壤有机碳组分  14-15
    1.3 森林（经济林）土壤有机碳的主要影响因素  15-18
      1.3.1 森林开垦  15-16
      1.3.2 森林砍伐  16-17
      1.3.3 火干扰  17
      1.3.4 施肥  17-18
  2 土壤呼吸研究进展  18-25
    2.1 土壤呼吸概念及意义  18-19
    2.2 土壤呼吸的主要影响因素  19-25
      2.2.1 施肥  19-20
      2.2.2 温度  20-21
      2.2.3 水分  21-22
      2.2.4 耕作和套种  22
      2.2.5 土地利用方式和覆盖变化  22-25
第二章不同施肥模式对柑橘园土壤团聚体及稳定性的影响  25-35
  1 试验地概况  25-26
  2 试验方法  26-27
    2.1 试验设计  26
    2.2 土壤样品采集及处理  26-27
    2.3 分析方法  27
    2.4 数据计算与统计  27
  3 结果与分析  27-33
    3.1 不同施肥模式对水稳性团聚体的组成和质量的影响  27-29
    3.2 不同施肥模式对土壤团聚平均重量直径(WMD)的影响  29-31
    3.3 不同施肥模式对不同大小团聚体中有机碳含量的影响  31-32
    3.4 土壤总有机碳与土壤团聚体有机碳的关系  32-33
  4 讨论  33-35
第三章不同施肥模式对柑橘园土壤有机碳及组分的影响  35-53
  1 材料与方法  35-38
    1.1 试验方法  35-36
      1.1.1 盆栽试验  35-36
      1.1.2 田间试验  36
    1.2 测定内容与方法  36-38
    1.3 数据计算与统计  38
  2 结果与分析  38-51
    2.1 不同施肥模式对土壤总有机碳含量的影响  38-39
    2.2 不同施肥模式对土壤活性有机碳的影响  39-51
      2.2.1 不同施肥模式对土壤微生物量碳的影响  39-41
      2.2.2 不同施肥模式对土壤可溶性有机碳的影响  41-43
      2.2.3 不同施肥模式对土壤易氧化有机碳的影响  43-44
      2.2.4 不同施肥模式对土壤轻组有机碳的影响  44-48
        2.1.4.1 不同施肥模式对土壤轻组有机物的影响  44-46
        2.1.4.2 不同施肥模式对土壤轻组有机碳的影响  46-48
      2.2.5 土壤总有机碳及其各组分间的相关分析  48-51
  3 讨论  51-53
    3.1 不同施肥模式对土壤总有机碳含量的影响  51
    3.2 不同施肥模式对土壤活性有机碳含量的影响  51-53
第四章不同施肥模式对柑橘果园土壤呼吸的影响  53-65
  1 材料与方法  53-55
    1.1 供试材料  53
    1.2 试验设计  53-54
    1.3 测定方法  54
    1.4 数据计算与统计  54-55
  2 结果与分析  55-62
    2.1 菌渣施用对柑橘果园土壤呼吸的影响  55-58
      2.1.1 不同施肥处理下土壤CO_2 释放的动态变化  55-58
      2.1.2 不同施肥处理下土壤CO_2 的累积释放动态及其温度敏感性  58
    2.2 施用草粉有机肥对柑橘园土壤呼吸的影响  58-62
      2.2.1 不同施肥处理下土壤CO_2 释放的动态变化  58-62
      2.2.2 不同施肥处理下土壤CO_2 的累积释放动态及其温度敏感性  62
  3 讨论  62-65
    3.1 施肥对土壤CO_2 释放速率的影响  62-63
    3.2 土壤呼吸对温度升高的响应  63-65
第五章主要结论  65-68
  1 主要结论  65-66
  2 存在问题及建议  66-68
参考文献  68-77
致谢  77

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