复种与施氮对黄土高原农田土壤有机碳变化特征的影响
发布时间：2021-04-19 20:58
本研究以我国黄土高原半干旱偏润区不同复种模式的农田耕层土壤（010cm、1020cm、2030cm）、农作物（大豆、马铃薯、玉米）为研究对象,通过田间试验和室内测定,分析颗粒有机碳、易氧化有机碳、土壤腐殖质碳（胡敏酸碳、富里酸碳）的动态变化,并结合不同作物植株碳代谢产物叶绿素、蔗糖及其代谢酶—蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）等活性的动态变化,研究有机碳组分、植株碳代谢产物与产量的相关性,为当地农业生态系统产量效益和生态效益均衡发展提供理论依据。主要研究结果如下:1复种与施氮对土壤颗粒有机碳（POC）的影响冬油菜茬和冬小麦茬土壤POC在作物生长季内有明显的波动性,因作物不同呈现出不同的变化趋势,大豆、马铃薯、玉米的农田POC积累量分别为1.832.16g/kg、1.312.80g/kg、1.472.23g/kg,大豆、马铃薯呈先降后升的变化趋势,玉米呈先升后降再升的变化趋势,3中作物农田POC的含量在整个生育期内整体都呈增加的趋势。冬小麦茬有利于...
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Summary
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 选题依据
1.2.1 理论依据
1.2.2 旱地复种实证依据
1.3 国内外研究概况
1.3.1 国外种植制度及多熟种植的研究与发展
1.3.2 国内种植制度及多熟种植的研究与发展
1.3.3 土壤有机碳组分研究
1.3.3.1 土壤有机碳组分研究进展
1.3.3.2 土壤活性有机碳研究进展
1.3.3.3 土壤腐殖质碳
1.3.3.4 土壤有机碳组分的影响因素
1.3.4 植株碳代谢影响因素
1.3.4.1 叶绿素
1.3.4.2 蔗糖
1.3.4.3 蔗糖合成酶（SS）
1.3.4.4 蔗糖磷酸合成酶（SPS）
第二章 研究内容、材料与方法
2.1 研究内容
2.1.1 复种与施氮对黄土高原农田土壤有机碳组分的影响
2.1.2 复种与施氮对黄土高原农作物植株碳代谢的影响
2.1.3 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
2.2 研究技术路线
2.3 材料与方法
2.3.1 研究区域概况
2.3.2 试验设计
2.3.3 田间取样
2.3.4 测定项目和方法
2.3.4.1 土壤化学因子测定
2.3.4.2 土壤有机碳组分的测定
2.3.4.3 植株碳代谢关键因子测定
2.3.4.4 作物产量指标及测定方法
2.3.4.5 数据统计与分析
第三章 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
3.1 复种土壤颗粒有机碳的动态变化
3.1.1 同一前茬不同作物土壤颗粒有机碳的动态变化
3.1.2 同一作物在不同前茬下土壤颗粒有机碳的动态变化
3.2 施氮对土壤颗粒有机碳动态变化的影响
3.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤颗粒有机碳的影响
3.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤颗粒有机碳的影响
3.3 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的交互作用
3.4 不同土层土壤颗粒有机碳动态变化
3.5 土壤碳素有效率（POC/TOC）
本章小结
第四章 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
4.1 复种土壤易氧化有机碳的动态变化
4.1.1 同一前茬不同作物土壤易氧化有机碳的动态变化
4.1.2 同一作物在不同前茬下土壤易氧化有机碳的动态变化
4.2 施氮对土壤易氧化有机碳动态变化的影响
4.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤易氧化有机碳的影响
4.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤易氧化有机碳的影响
4.3 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的交互作用
4.4 不同土层土壤易氧化有机碳动态变化
4.5 土壤碳素有效率（EOOC/TOC）
本章小结
第五章 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
5.1 复种土壤腐殖质碳的动态变化
5.1.1 同一前茬作物土壤腐殖质碳的动态变化
5.1.2 同一作物在不同前茬下土壤腐殖质碳的动态变化
5.2 施氮对土壤腐殖质碳动态变化的影响
5.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤腐殖质碳的影响
5.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤腐殖质碳的影响
5.3 不同土层土壤腐殖质碳动态变化
本章小结
第六章 复种与施氮对植株碳代谢的影响
6.1 同一前茬作物植株叶绿素的动态变化
6.1.1 冬油菜茬作物叶绿素的动态变化
6.1.2 冬小麦茬作物叶绿素的动态变化
6.2 同一作物在不同前茬下叶绿素的动态变化
6.3 不同前茬下施氮对作物叶绿素含量的影响
6.4 复种与施氮对植株蔗糖含量的影响
6.4.1 同一前茬不同作物蔗糖含量的动态变化
6.4.2 同一作物在不同前茬下蔗糖含量的动态变化
6.4.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖含量的影响
6.5 复种与施氮对植株蔗糖合成酶活性（SS）的影响
6.5.1 同一前茬作物蔗糖合成酶活性（SS）的动态变化
6.5.2 同一作物在不同前茬下蔗糖合成酶活性（SS）的动态变化
6.5.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖合成酶活性（SS）的影响
6.6 复种与施氮对植株蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的影响
6.6.1 同一前茬作物蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的动态变化
6.6.2 同一作物不同前茬下蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的动态变化
6.6.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的影响
本章小结
第七章 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
7.1 不同作物全生育期农田土壤有机碳各组分相关性分析
7.2 不同作物全生育期植株碳代谢关键因子相关性分析
7.3 不同前茬与施氮量下作物产量分析
7.3.1 不同前茬与施氮量对大豆农艺性状及产量的影响
7.3.2 不同前茬与施氮量对马铃薯农艺性状及产量的影响
7.3.3 不同前茬与施氮量对玉米农艺性状及产量的影响
本章小结
第八章 结论与讨论
8.1 结论
8.1.1 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
8.1.2 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
8.1.3 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
8.1.4 复种与施氮对植株碳代谢的影响
8.1.5 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
8.2 讨论
8.2.1 复种与施氮对土壤总有机碳的影响
8.2.2 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
8.2.3 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
8.2.4 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
8.2.5 复种与施氮对植株碳代谢的影响
8.2.6 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
参考文献
致谢
作者简介
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]渭北旱塬小麦产量和土壤水分对保护性耕作的响应模拟[J]. 张玉娇,李军,郭正,岳志芳. 应用生态学报. 2015(03)
[2]秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响[J]. 刘军,景峰,李同花,黄金花,谈建鑫,曹晶晶,刘建国. 中国农业科学. 2015(02)
[3]1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响[J]. 刘洛,徐新良,刘纪远,陈曦,宁佳. 地理学报. 2014(12)
[4]草地土壤有机碳研究进展[J]. 霍艳双,杨波,杨雪栋,宝音陶格涛. 中国草地学报. 2014(06)
[5]草地土壤有机碳储量模拟技术研究[J]. 任继周,林慧龙. 草业学报. 2013(06)
[6]土壤有机碳库与其影响因素研究进展[J]. 王芸,赵中秋,王怀泉,于艳蕊,曹春旭. 山西农业大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响[J]. 李娟,廖洪凯,龙健,陈彩云. 生态学报. 2013(07)
[8]施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响[J]. 李廷亮,谢英荷,洪坚平,冯倩,孙丞鸿,王志伟. 作物学报. 2013(04)
[9]青藏高原草地生态系统碳循环研究进展[J]. 秦彧,宜树华,李乃杰,任世龙,王晓云,陈建军. 草业学报. 2012(06)
[10]植被恢复的生态效应研究进展[J]. 胡婵娟,郭雷. 生态环境学报. 2012(09)
博士论文
[1]黄土高原粮食生产与粮食安全[D]. 李文军.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[2]长期不同施肥处理及地膜覆盖对棕壤有机碳组分及微生物多样性的影响[D]. 于树.沈阳农业大学 2009
[3]长期施肥下我国典型农田土壤有机碳库变化特征[D]. 佟小刚.中国农业科学院 2008
[4]不同有机肥管理下水稻土生物学性质和有机碳物理保护机制研究[D]. 刘满强.南京农业大学 2005
[5]紫色水稻土有机碳固定及碳汇效应[D]. 黄雪夏.西南农业大学 2005
硕士论文
[1]不同水稻品种的碳代谢特性及相关性状的关联分析[D]. 王伟博.浙江大学 2013
[2]碳、氮、核酸代谢在甘蓝绿体春化中的变化[D]. 赵荣秋.东北农业大学 2009
[3]N素水平对超级稻甬优6号生长生理及SPS活性的影响[D]. 刘彩霞.浙江大学 2007
[4]黄土高原地区土地资源可持续利用研究[D]. 高增刚.西北农林科技大学 2005
[5]西北麦后油菜生长动态模拟[D]. 马利.华中农业大学 2004
本文编号：3148297
【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Summary
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 选题依据
1.2.1 理论依据
1.2.2 旱地复种实证依据
1.3 国内外研究概况
1.3.1 国外种植制度及多熟种植的研究与发展
1.3.2 国内种植制度及多熟种植的研究与发展
1.3.3 土壤有机碳组分研究
1.3.3.1 土壤有机碳组分研究进展
1.3.3.2 土壤活性有机碳研究进展
1.3.3.3 土壤腐殖质碳
1.3.3.4 土壤有机碳组分的影响因素
1.3.4 植株碳代谢影响因素
1.3.4.1 叶绿素
1.3.4.2 蔗糖
1.3.4.3 蔗糖合成酶（SS）
1.3.4.4 蔗糖磷酸合成酶（SPS）
第二章 研究内容、材料与方法
2.1 研究内容
2.1.1 复种与施氮对黄土高原农田土壤有机碳组分的影响
2.1.2 复种与施氮对黄土高原农作物植株碳代谢的影响
2.1.3 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
2.2 研究技术路线
2.3 材料与方法
2.3.1 研究区域概况
2.3.2 试验设计
2.3.3 田间取样
2.3.4 测定项目和方法
2.3.4.1 土壤化学因子测定
2.3.4.2 土壤有机碳组分的测定
2.3.4.3 植株碳代谢关键因子测定
2.3.4.4 作物产量指标及测定方法
2.3.4.5 数据统计与分析
第三章 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
3.1 复种土壤颗粒有机碳的动态变化
3.1.1 同一前茬不同作物土壤颗粒有机碳的动态变化
3.1.2 同一作物在不同前茬下土壤颗粒有机碳的动态变化
3.2 施氮对土壤颗粒有机碳动态变化的影响
3.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤颗粒有机碳的影响
3.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤颗粒有机碳的影响
3.3 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的交互作用
3.4 不同土层土壤颗粒有机碳动态变化
3.5 土壤碳素有效率（POC/TOC）
本章小结
第四章 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
4.1 复种土壤易氧化有机碳的动态变化
4.1.1 同一前茬不同作物土壤易氧化有机碳的动态变化
4.1.2 同一作物在不同前茬下土壤易氧化有机碳的动态变化
4.2 施氮对土壤易氧化有机碳动态变化的影响
4.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤易氧化有机碳的影响
4.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤易氧化有机碳的影响
4.3 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的交互作用
4.4 不同土层土壤易氧化有机碳动态变化
4.5 土壤碳素有效率（EOOC/TOC）
本章小结
第五章 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
5.1 复种土壤腐殖质碳的动态变化
5.1.1 同一前茬作物土壤腐殖质碳的动态变化
5.1.2 同一作物在不同前茬下土壤腐殖质碳的动态变化
5.2 施氮对土壤腐殖质碳动态变化的影响
5.2.1 前茬与施氮对同一作物农田土壤腐殖质碳的影响
5.2.2 同一前茬下施氮对不同作物农田土壤腐殖质碳的影响
5.3 不同土层土壤腐殖质碳动态变化
本章小结
第六章 复种与施氮对植株碳代谢的影响
6.1 同一前茬作物植株叶绿素的动态变化
6.1.1 冬油菜茬作物叶绿素的动态变化
6.1.2 冬小麦茬作物叶绿素的动态变化
6.2 同一作物在不同前茬下叶绿素的动态变化
6.3 不同前茬下施氮对作物叶绿素含量的影响
6.4 复种与施氮对植株蔗糖含量的影响
6.4.1 同一前茬不同作物蔗糖含量的动态变化
6.4.2 同一作物在不同前茬下蔗糖含量的动态变化
6.4.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖含量的影响
6.5 复种与施氮对植株蔗糖合成酶活性（SS）的影响
6.5.1 同一前茬作物蔗糖合成酶活性（SS）的动态变化
6.5.2 同一作物在不同前茬下蔗糖合成酶活性（SS）的动态变化
6.5.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖合成酶活性（SS）的影响
6.6 复种与施氮对植株蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的影响
6.6.1 同一前茬作物蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的动态变化
6.6.2 同一作物不同前茬下蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的动态变化
6.6.3 不同前茬下施氮对作物蔗糖磷酸合成酶活性（SPS）的影响
本章小结
第七章 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
7.1 不同作物全生育期农田土壤有机碳各组分相关性分析
7.2 不同作物全生育期植株碳代谢关键因子相关性分析
7.3 不同前茬与施氮量下作物产量分析
7.3.1 不同前茬与施氮量对大豆农艺性状及产量的影响
7.3.2 不同前茬与施氮量对马铃薯农艺性状及产量的影响
7.3.3 不同前茬与施氮量对玉米农艺性状及产量的影响
本章小结
第八章 结论与讨论
8.1 结论
8.1.1 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
8.1.2 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
8.1.3 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
8.1.4 复种与施氮对植株碳代谢的影响
8.1.5 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
8.2 讨论
8.2.1 复种与施氮对土壤总有机碳的影响
8.2.2 复种与施氮对土壤颗粒有机碳的影响
8.2.3 复种与施氮对土壤易氧化有机碳的影响
8.2.4 复种与施氮对土壤腐殖质碳的影响
8.2.5 复种与施氮对植株碳代谢的影响
8.2.6 不同组分有机碳及碳代谢关键因子与作物产量的相关性
参考文献
致谢
作者简介
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]渭北旱塬小麦产量和土壤水分对保护性耕作的响应模拟[J]. 张玉娇,李军,郭正,岳志芳. 应用生态学报. 2015(03)
[2]秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响[J]. 刘军,景峰,李同花,黄金花,谈建鑫,曹晶晶,刘建国. 中国农业科学. 2015(02)
[3]1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响[J]. 刘洛,徐新良,刘纪远,陈曦,宁佳. 地理学报. 2014(12)
[4]草地土壤有机碳研究进展[J]. 霍艳双,杨波,杨雪栋,宝音陶格涛. 中国草地学报. 2014(06)
[5]草地土壤有机碳储量模拟技术研究[J]. 任继周,林慧龙. 草业学报. 2013(06)
[6]土壤有机碳库与其影响因素研究进展[J]. 王芸,赵中秋,王怀泉,于艳蕊,曹春旭. 山西农业大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响[J]. 李娟,廖洪凯,龙健,陈彩云. 生态学报. 2013(07)
[8]施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响[J]. 李廷亮,谢英荷,洪坚平,冯倩,孙丞鸿,王志伟. 作物学报. 2013(04)
[9]青藏高原草地生态系统碳循环研究进展[J]. 秦彧,宜树华,李乃杰,任世龙,王晓云,陈建军. 草业学报. 2012(06)
[10]植被恢复的生态效应研究进展[J]. 胡婵娟,郭雷. 生态环境学报. 2012(09)
博士论文
[1]黄土高原粮食生产与粮食安全[D]. 李文军.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[2]长期不同施肥处理及地膜覆盖对棕壤有机碳组分及微生物多样性的影响[D]. 于树.沈阳农业大学 2009
[3]长期施肥下我国典型农田土壤有机碳库变化特征[D]. 佟小刚.中国农业科学院 2008
[4]不同有机肥管理下水稻土生物学性质和有机碳物理保护机制研究[D]. 刘满强.南京农业大学 2005
[5]紫色水稻土有机碳固定及碳汇效应[D]. 黄雪夏.西南农业大学 2005
硕士论文
[1]不同水稻品种的碳代谢特性及相关性状的关联分析[D]. 王伟博.浙江大学 2013
[2]碳、氮、核酸代谢在甘蓝绿体春化中的变化[D]. 赵荣秋.东北农业大学 2009
[3]N素水平对超级稻甬优6号生长生理及SPS活性的影响[D]. 刘彩霞.浙江大学 2007
[4]黄土高原地区土地资源可持续利用研究[D]. 高增刚.西北农林科技大学 2005
[5]西北麦后油菜生长动态模拟[D]. 马利.华中农业大学 2004
本文编号：3148297
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