渭北旱塬绿肥定位试验土壤生物学特征研究

发布时间：2020-03-15 02:27

【摘要】：渭北旱塬地区水土流失严重、土壤贫瘠、降水量少,亟需培肥土壤、改善生态环境。绿肥作为优质生物肥源,能有效固持水土、改善生态环境,有利于提高资源利用率、改善土壤肥力和确保粮食产量。因此,本论文基于持续6年的田间定位试验,探究渭北旱塬地区夏闲期种植并翻压豆科绿肥(绿豆、大豆和怀豆)后土壤养分、生态化学计量学特征及土壤酶的变化规律,筛选并确定本地区培肥效果最好的绿肥品种,为渭北旱塬区土壤有效利用及培肥提供理论指导。研究得到了以下结论:1、与休闲处理相比,长期种植并翻压豆科绿肥能显著提高土壤有机碳、全氮和碱解氮含量,分别提高了4.47%~15.35%、5.21%~6.25%和11.00%~14.35%,且均以怀豆处理提升效果最佳。翻压绿肥短期内,土壤全氮含量的提升幅度大于有机碳和碱解氮。怀豆处理的有机碳、全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量在短期和长期内均显著升高。在翻压绿肥后的短期内,土壤C:N降低,但从长期效应来看,翻压绿肥提高了土壤C:N,有利于土壤有机质的积累,能有效改善土壤养分平衡状态。2、连续6年种植并翻压绿肥后,绿肥处理土壤酶活性显著高于休闲处理,其中怀豆和大豆的效果好于绿豆。对于脲酶和碱性磷酸酶指标来说,小麦收获后,施用氮肥处理的酶活性显著高于不施氮肥处理。而对于其他土壤酶来说,N1处理(施氮量为108 kg hm-2)的酶活性高于N0处理(不施氮肥),且与其他施氮处理差别不大。与小麦收获后相比,翻压绿肥短期内,碱性磷酸酶和脱氢酶活性呈现增大的趋势,总体酶活性变化不大,蔗糖酶、脲酶和芳基硫酸酯酶活性呈现降低的趋势。主成分分析结果显示,大豆和怀豆处理的综合得分高于休闲和绿豆处理,培肥效果较好。3、与休闲处理相比,绿肥处理碱性磷酸酶的Km值、Vmax值和Vmax/Km值均显著升高。N1处理的Vmax/Km值显著高于其他施氮处理,表明减氮处理能够提高碱性磷酸酶的催化效率。与小麦收获后时期相比,绿肥翻压后,各处理的温度系数Q10、活化能Ea、指前因子A、活化焓ΔH*、活化熵ΔS*值均呈现下降的趋势,只有吉布斯自由能ΔG*值变化很小。从酶热力学角度分析,碱性磷酸酶活性的变化由活化焓主导,属于焓控反应。综上所述,夏闲期种植并翻压绿肥同时配合氮肥施用,明显改善了土壤碳、氮养分状况,是渭北旱塬地区一种有效的土壤培肥措施。其中怀豆的培肥效果最为明显,可以在当地常规施氮量的标准下减施20%的氮肥。
【图文】：

图 2-1 不同绿肥及施氮水平下土壤碳氮磷比Figure 2-1 Ratios of soil C, N and P as affected by green manure crop cultivated and incorporatedand nitrogen application rate注：图中 A、C、E 为小麦收获后碳氮磷比值，B、D、F 为绿肥翻压后碳氮磷比值。N0、N1、N2、N3分别代表施氮水平为 0 kg hm-2、108 kg hm-2、135 kg hm-2、162 kg hm-2的处理。不同小写字母表示同一绿肥处理不同施氮量处理之间差异显著（p＜0.05）Note: A, C and E stands for ratio of C, N and P, respectively, after wheat was harvest; B, D and F for ratio of C, N and P,respectively, after green manure crops were incorporated; and N0, N1, N2and N3for treatment 0 kg hm-2, 108 kg hm-2, 135 kghm-2and 162 kg hm-2, respectively, in nitrogen fertilizer application rate. The different lowercase letters indicate significantdifference at p＜0.05 level between treatments the same in green manure treatment2.4 讨论2.4.1 夏闲期种植并翻压豆科绿肥对土壤养分特征的影响本研究发现，绿肥处理的土壤养分含量显著高于休闲处理（p＜0.05），，这说明绿肥翻
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S142;S151.9

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本文编号：2587096