增温及模拟酸雨对农田土壤呼吸及酶活性的影响

发布时间：2017-12-25 07:19

  本文关键词：增温及模拟酸雨对农田土壤呼吸及酶活性的影响　出处：《南京信息工程大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：为研究增温及模拟酸雨对农田土壤呼吸及酶活性的影响,在田间进行了随机区组试验。设置对照(CK)、增温(W)、pH 4.0模拟酸雨(CK-4.0)、增温及pH 4.0模拟酸雨(W-4.0)、pH 2.0模拟酸雨(CK-2.0)、增温及pH 2.0模拟酸雨(W-2.0)6个处理,每个处理设置4个重复。采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统观测试验田各小区土壤呼吸速率,在进行土壤呼吸速率观测的同时,还对各小区土壤温度、土壤湿度进行观测。另外,在作物的不同生育期,对不同小区的土壤酶活性(脲酶、转化酶、过氧化氢酶)进行观测。为研究秸秆添加条件下模拟酸雨对农田土壤微生物呼吸的影响,设置了室内培养试验。采用4个模拟酸雨梯度,分别为CK(去离子水)、A1(pH=4.0)、A2(pH=3.0)A3(pH=2.0),每个模拟酸雨处理下设置4个秸秆添加梯度,每个处理设置3个重复,观测了不同处理下的土壤微生物呼吸和转化酶、过氧化氢酶活性。研究结果表明,在2013～2014轮作年和2014～2015轮作年,不同处理的农田土壤呼吸速率存在相同的季节变异规律,其季节变异与土壤温度的变异具有一致性。在2013～2014冬小麦-大豆轮作生长季,CK、W、CK-4.0、W-4.0、CK-2.0、 W-2.0处理的平均土壤呼吸速率分别为3.3±0.05、3.40±0.06、3.20±0.13、 3.06±0.11、2.83±0.03、2.79±0.05μmol·(m2·s)-1。方差分析表明,W-4.0、CK-2.0和W-2.0处理土壤呼吸与对照均存在显著差异(p0.05),增温处理土壤呼吸速率高于对照处理,模拟酸雨、增温及模拟酸雨处理土壤呼吸速率均低于对照处理。2014～2015冬小麦-大豆轮作生长季,CK、W、CK-4.0、W-4.0、CK-2.0、 W-2.0处理的土壤呼吸速率分别为3.06±0.06、2.98±0.04、2.88±0.06、3.05±0.08、 2.89±0.05、2.70±0.03μmol·(m2·s)-1。CK-4.0、CK-2.0和W-2.0处理与对照之间的土壤呼吸速率均存在显著差异(p0.05)。2014～2015冬小麦-大豆轮作年不同处理下土壤呼吸速率的变异规律与2013～2014轮作年类似,即：增温促进了农·田土壤呼吸作用,而高强度模拟酸雨(pH 2.0)抑制了农田土壤呼吸作用,低强度模拟酸雨(pH 4.0)对土壤呼吸作用无显著影响。无论是在2013～2014轮作年还是2014～2015轮作年,农田土壤呼吸速率的季节变异均受土壤温度的影响,两者之间的关系可用指数回归方程描述。在2014大豆生长季,各处理脲酶和转化酶活性与对照无显著差异(p0.05)；对照与其他各处理在三叶期的过氧化氢酶活性之间存在显著差异(p0.05),在分枝期则无显著差异(p0.05),模拟酸雨抑制了脲酶和转化酶活性,并促进了过氧化氢酶活性。在2014～2015冬小麦生长季的返青期,增温处理促进了土壤脲酶活性,但在其他生育期增温对土壤脲酶活性无显著影响；模拟酸雨对土壤脲酶活性无显著影响。增温提高了越冬期和返青期的土壤转化酶活性；模拟酸雨处理抑制了越冬期和返青期的转化酶活性。模拟酸雨抑制了越冬期的土壤过氧化氢酶活性。在2015大豆生长季的三叶期,增温促进了脲酶活性；模拟酸雨对脲酶活性无显著影响。增温抑制了三叶期和分枝期的土壤转化酶活性。增温促进了三叶期的过氧化氢酶活性。在2014～2015冬小麦生长季,季节平均土壤呼吸速率与脲酶活性之间存在显著(P=0.046)的一元线性回归关系,季节平均土壤呼吸速率与转化酶活性之间存在(P=0.072)一元线性回归关系。脲酶和转化酶这两种酶活性是造成不同处理间土壤呼吸差异的重要因素。进一步研究表明,不同模拟酸雨pH水平下和不同秸秆添加量条件下的土壤微生物呼吸均存在极显著差异(P0.001),模拟酸雨pH水平与秸秆添加量对土壤微生物呼吸无交互影响(P=0.892)。模拟酸雨会抑制土壤微生物呼吸,且酸雨浓度越强抑制作用越明显。秸秆添加会促进土壤微生物呼吸作用,且高秸秆添加量的促进作用越明显。土壤微生物呼吸与转化酶活性存在显著线性相关关系(P=0.028),土壤微生物呼吸与过氧化氢酶活性存在显著线性相关关系(P0.001),说明转化酶和过氧化氢酶是衡量土壤微生物呼吸强弱的较好指标。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154
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本文编号：1331823