针阔叶混交林球囊霉素相关土壤蛋白对增氮和减水的响应

发布时间：2020-04-16 08:50

【摘要】：球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)的变化情况是评价和指示土壤碳(C)库动态变化和土壤稳定性的重要指标。先前的研究证实了氮沉降和降水格局变化可在不同的方面对GRSP产生直接或间接的影响。基于GRSP在土壤C库中的重要地位,了解大气氮(N)沉降增加和降水格局变化背景下GRSP的变化机制对于阐明土壤C循环的驱动因素具有重要意义。此外,我们对当前大气N沉降增加和降水格局变化背景下GRSP的季节性变化趋势的认知不是很清楚。因此我们在长白山针阔混交林建立了一个增N减水实验,通过分析GRSP在不同处理不同月份含量的变化,探究驱动GRSP变化的具体机制。结果表明,所有GRSP在不同土层对实验处理的响应存在差异。对于易提取球囊霉素(EE-GRSP),在0-10 cm土层,和CK相比TR显著降低了EE-GRSP的含量(P0.05),并且在不同月份表现出同样的结果;在N50条件下表现出与TR相反的结果,和CK相比EE-GRSP在不同月份都表现出上升的趋势;TR-N50处理在植物生长旺盛的7、8月表现出促进作用,其余月份表现出抑制作用。此外,在0-10 cm土层中所有处理的EE-GESP有着相同的时间变化趋势。即,6月含量较低,7月、8月随着温度的升高,植物生长旺盛等因素使其含量达到峰值。9月、10月生长季尾期,植物的一些列生长活动减缓,植物减少向根系输送养分,从而减少了AMF对EE-GRSP的产生,使其在土壤中的含量降低;在10-20 cm土层,TR促进了EE-GRSP的含量;N50在7月、8月表显现为促进其余月份表现为抑制;TR-N50在不同月份没有表现出明显的规律性变化趋势。所有处理的季节性变化趋势与0-10cm土层相同,但是升至峰值和下降的幅度要明显的大于0-10 cm土层。T-GRSP在0-10cm土层,和CK相比,6-9月TR处理降低了T-GRSP的含量,但是下降幅度逐渐减小,10月份减水已经不是T-GRSP积累的限制因素,反过来表现出显著地促进的作用(P0.05);N50在6月和10月显著提高了T-GRSP含量(P0.05),其余月份没有明显差异;TR-N50对T-GRSP的影响同N50相似,但是T-GRSP含量要小于N50处理。所有处理下T-GRSP含量季节动态整体表现为6月7月8月9月10月,且幅度逐渐减小最后趋于平缓。10-20 cm土层,T-GRSP在不同月份对不同处理的响应表现出一致性,10-20 cm土层所有处理都对T-GRSP表现出抑制作用,即TRTR-N50N50CK。全处理具有相似的季节性变化趋势,即6月、7月为上升阶段,8月达到峰值,9月、10月为下降阶段。不同处理下全土中GRSP与土壤有机质及EE-GRSP与T-GRSP间呈现显著线性相关性(P0.05),并且,同EE-GRSP相比,T-GRSP与SOM之间有着更强的相关性。以上研究结果说明,GRSP对不同处理表现出不同的响应程度,且水分状况,气候条件和植物的不同生长阶段是影响GRSP含量的关键因素。特别是EE-GRSP对不同处理和季节动态的响应极为明显。同时证明GRSP与土壤C库动态有着显著的一致性,说明GRSP的动态变化对土壤C循环有着重要的指示作用。
【图文】：

图 3-1 不同处理和不同月份 NH4+-N、NO3--N。小写字母表示相同月份不同处理间显著差异性，大写字母表示相同处理不同年月间差异性 (p<0.05) 。图中 TR、N50-TR、N50 和 CK 分别代表减水、增 N 减水交互、增 N 和对照处理(n=3)Fig 3-1 The concentration of NH4+-N, NO3--N in different nitrogen treatment and different Years.Different letters (a, b, c) indicate significant that differences among nitrogen fertilization treatmentat the same stage. (A, B, C) indicate significant that the same among nitrogen fertilization treatmen

cm具有相同的变化趋势。10-20 cm土层T-GRSP同样表现出强烈的季节动态响应，，呈先上升然后下降的趋势，峰值出现在8月。图3-2 不同处理和不同月份土壤有机质含量。小写字母表示相同月份不同处理间显著差异性，大写字母表示相同处理不同年月间差异性 (p < 0.05) 。图中TR、N50-TR、N50和CK分别代表减水、增N减水交互、增N和对照处理(n=3).Fig. 3-2 The concentration of soil organic matter in different nitrogen treatment and differentYears. Different letters (a, b, c) indicate significant that differences among nitrogen fertilizationtreatments at the same stage. (A, B, C) indicate significant that the same among nitrogen fertilizationtreatments at different stage (p < 0.05) . TR, N50-TR, N50 and CK in the figure represent thethroughfall reduction, throughfall reduction plus N addition, N addition and control, respectively(n=3).3.4 T-GRSP对增氮减水及其交互作用的响应图3-3可以看出，0-10 cm土层，同对照组相比TR显著处理降低了土壤中T-GRSP的含量，N50-TR和N50处理除8月外，其余月份T-GRSP含量明显低于对照组。T-GRSP在不同季节中的含量具有显著差异（P<0.05）。TR和N50-TR处理T-GRSP在0-10 cm土层中的含量随着季节动态变化表现出先升高最后趋于稳定的趋势，N50和CK处理T-GRSP随季节变化呈逐渐升高的趋势。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714

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本文编号：2629601