阴山北麓土壤有机碳对不同农作措施的响应机制

发布时间：2018-07-23 12:51

【摘要】：阴山北麓地区由于长期传统耕翻,土地裸露、土壤风蚀现象严重,造成土壤碳库的降低,影响当地气候环境和农业可持续的发展。本文主要研究阴山北麓不同施肥处理和保护性耕作措施(免耕秸秆覆盖和耕作方式)下,土壤中有机碳及其组分的变化情况,探讨不同措施下土壤有机碳和土壤酶活性、土壤养分的关系,筛选适合当地的的农作措施。研究结果如下:(1)不同施肥处理均可提高耕层土壤有机碳含量和活性有机碳含量,其中以氮磷钾配施处理较好,各指标分别较不施肥提高15.75%、27.24%、28.05%、2.71%;免耕留茬覆盖处理下,秸秆全量覆盖下的土壤有机碳、微生物量碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳均较其它处理高,其次是秸秆半量覆盖和传统耕翻;不同耕作方式处理的土壤有机碳和活性有机碳含量均以深松处理较高,且分别提高了 41.56%、20.34%、1.50%、5.22%。(2)不同农作措施下土壤活性有机碳占总有机碳的百分比差异较大。在施肥处理下,氮磷钾配施处理ROC/SOC的值较不施肥低,而DOC/SOC、MBC/SOC的值较不施肥高;免耕留茬覆盖下,留高茬全覆盖处理的ROC/SOC值较传统耕翻低,DOC/SOC、MBC/SOC的比值均与传统耕翻的比值差异不显著;不同耕作方式处理下的下的ROC/SOC、DOC/SOC、MBC/SOC值显著低与传统耕翻。(3)不同农作措施均能不同程度地提高土壤酶活性。施肥处理下,NPK配施下的土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性均显著高于不施肥,而脲酶活性以氮磷配施较好;免耕留茬覆盖处理下,各处理对土壤酶活性的影响均不显著,以留高茬全覆盖处理较好;耕作方式处理显著提高了土壤中蔗糖酶活性,而对过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的影响不显著,但深松处理表现最好。(4)不同农作措施处理的土壤养分均有所提高。施肥条件下,NP、NPK配施显著提高了土壤有机质含量,施氮肥处理显著提高了碱解氮含量,而对全氮的影响不显著,单施磷肥处理显著提高了速效磷和全磷含量,单施钾肥处理下的土壤速效钾和全钾含量最高;不同耕作方式处理均能显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,且深松对全氮、全磷、全钾的影响也比较显著;免耕留茬覆盖处理下,秸秆全量覆盖较传统耕翻显著提高了土壤有机质含量,而秸秆覆盖量、留茬高度间的差异不显著,免耕秸秆覆盖均显著提高可土壤碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全钾含量,而对全磷的影响不显著。(5)不同农作措施均能提高作物产量,且其中表现较好的措施分别是NPK配施、深松和留高茬全覆盖,分别较对照提高了45.16%、75.32%、56.89%,且均与其它处理间的差异显著。(6)土壤有机碳和活性有机碳组分间的相关性分析发现,在这3种农作措施下,土壤有机碳与易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳均呈显著正相关关系:与土壤酶活性的相关性分析发现,施肥和免耕秸秆覆盖下,土壤有机碳和过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性问均呈显著正相关关系,而耕作方式处理下的土壤有机碳与过氧化氢酶活性不相关,但与蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性相关;与土壤养分的相关性分析表明,施肥处理的土壤有机碳和土壤碱解氮、速效钾、全氮和全钾显著相关,而与速效磷、全磷不相关;保护性耕作措施的土壤有机碳与土壤中全效养分和速效养分间均呈显著正相关关系;与产量的相关性分析发现,土壤有机碳均与产量呈现正相关关系。(7)对3种农作措施的土壤指标进行主成分分析发现,3种农作措施下的主成分累积贡献率分别为100%、99.9999%、99.9999%,对土壤指标影响较大的均为前三个主成分,以第一主成分的影响较大,且保护性耕作措施下的贡献率要高于施肥处理。总之,对土壤有机碳组分、酶活性和养分及产量的分析得出,3种措施均能提高各指标含量,但对指标间的相关分析和主成分分析表明,不同施肥方式下以NPK配施的表现最佳;而多年的保护性耕作措施更有利于土壤的可持续发展,以留高茬全量覆盖和深松秸秆还田处理表现最佳。
[Abstract]:The results were as follows : ( 1 ) The soil organic carbon , microbial biomass carbon , soluble organic carbon and easy - to - oxidized organic carbon in soil were higher than those of conventional tillage . ( 3 ) The soil enzyme activity can be improved to some extent by different farming methods . The soil sucrose enzyme , catalase and alkaline phosphatase activity are significantly higher than those of non - tillage . ( 6 ) The correlation between soil organic carbon and organic carbon , soluble organic carbon and microbial biomass showed positive correlation with soil organic carbon and catalase activity . ( 7 ) The main component analysis of the soil indexes of three kinds of farming measures showed that the cumulative contribution rate of the main components under the three kinds of farming measures was 100 % , 99.9999 % and 99.9999 % respectively .
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S153.6

【参考文献】