土壤不同初始pH条件下外源植物物料碳氮矿化与碱度释放特征研究

发布时间：2021-05-13 10:16

　　土壤酸化是土壤退化的表现形式之一。当前,我国农田土壤酸化现象普遍,且有进一步扩大的趋势。土壤发生酸化后,会导致生物活性降低,作物生产力下降,严重危及我国农业的可持续发展。有关土壤酸化的发生机理及其阻控措施研究也是长期以来土壤学、农学与环境科学等领域的焦点,并取得了大量可喜的进展。秸秆还田是保持和提升地力的重要措施,长期以来广为提倡。为了进一步深入地认识土壤酸化与养分循环（C、N等）过程之间的相互作用效应及机理,本文选取长江中下游地区典型水稻土黄斑田和黄筋泥作为供试土壤,利用电动处理,使之分别形成一定的土壤pH梯度,然后添加不同植物物料进行室内培养,模拟研究了在土壤初始pH不同的条件下植物物料的碳氮矿化过程与碱度释放特征。主要研究结果如下：（1）电动处理对土壤基本理化性质的影响。选取黄筋泥和黄斑田作为供试土壤,对土壤施加电动处理后pH迅速发生改变,在电动反应室内,阳极区土壤pH随通电时间延长而逐渐降低,可低至2左右；阴极区土壤pH则是随通电时间延长而逐渐升高,可高达12以上。伴随土壤pH变化的同时,电动反应室内各区域土壤中的交换性阳离子也发生相应变化,如阳极区土壤,随着pH的降低,交换性... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 引论
    1.1 土壤酸化
        1.1.1 土壤酸化的现状与态势
        1.1.2 土壤酸化的主要诱因与机理
        1.1.3 土壤酸碱度变化对生态环境的影响
        1.1.4 土壤酸化阻控与酸性土壤改良
    1.2 秸秆还田
        1.2.1 秸秆还田对土壤酸碱度的影响
        1.2.2 秸秆还田对土壤固碳的影响
        1.2.3 秸秆还田对土壤温室气体排放的影响
        1.2.4 秸秆还田对可溶性铝的影响
        1.2.5 其他
    1.3 秸秆矿化及其影响因素
        1.3.1 秸秆矿化过程
        1.3.2 秸秆矿化的影响因素
            1.3.2.1 秸秆组成
            1.3.2.2 土壤性质
    1.4 问题与展望
    1.5 研究目标与技术路线
        1.5.1 研究目标
        1.5.2 技术路线
第二章 施加直流电场对土壤理化性质的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 供试土壤
        2.2.2 电动处理与土样采集
        2.2.3 土壤理化性质分析
        2.2.4 数据分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 电动处理对土壤pH的影响
        2.3.2 电动处理对土壤交换性阳离子的影响
        2.3.3 电动处理对土壤碳氮与颗粒组成的影响
        2.3.4 土壤缓冲容量
    2.4 讨论
    2.5 小结
第三章 土壤不同初始pH条件下外源植物物料的碳矿化特征
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 供试土壤
        3.2.2 供试植物物料
        3.2.3 土壤呼吸
        3.2.4 可溶性有机碳(DOC)
        3.2.5 数据处理与分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 土壤呼吸速率
        3.3.2 总CO_2释放量
        3.3.3 可溶性有机碳(DOC)的变化
        3.3.4 矿化比率
    3.4 讨论
        3.4.1 土壤本底有机质对土壤CO_2释放的影响
        3.4.2 外源有机物质对土壤CO_2释放的影响
        3.4.3 土壤pH对CO_2释放的影响
    3.5 小结
第四章 土壤不同初始pH条件下外源植物物料的氮矿化过程及其对pH的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 供试土壤
        4.2.2 供试植物物料
        4.2.3 矿化培养试验
        4.2.4 化学分析
        4.2.5 植物残体氮素转化的计算
        4.2.6 数据处理与分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 土壤DON的变化
        4.3.2 土壤NH_4~+和NO_3~-变化
        4.3.3 土壤pH变化
        4.3.4 土壤N的净矿化与硝化作用
    4.4 讨论
        4.4.1 添加植物物料对土壤pH的影响
        4.4.2 不同植物物料对氮矿化的影响
        4.4.3 土壤pH变化与N素转化的关系
    4.5 小结
第五章 不同初始pH条件下添加不同量紫云英对氮矿化与碱度释放的影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 供试土壤
        5.2.2 供试植物物料
        5.2.3 培养试验
        5.2.4 产碱量计算
        5.2.5 数据处理与分析
    5.3 结果与分析
        5.3.1 未添加紫云英土壤的pH,NH4~+和NO_3~-变化
        5.3.2 添加不同量紫云英对土壤NH4~+和NO_3~-的影响
        5.3.3 添加不同量紫云英对土壤pH的影响
        5.3.4 土壤氮的净矿化速率
    5.4 讨论
        5.4.1 添加不同量豆科植物残体对氮矿化以及碱量释放的影响
        5.4.2 土壤初始pH对氮矿化与碱度释放的影响
    5.5 小结
第六章 施用植物物料对酸性土壤交换性铝与盐基离子的影响
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 供试土壤
        6.2.2 供试植物物料
        6.2.3 培养试验
        6.2.4 数据处理与分析
    6.3 结果与分析
        6.3.1 添加植物物料对土壤交换性盐基离子的影响
        6.3.2 添加植物物料对土壤交换性铝的影响
    6.4 讨论
    6.5 小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
        7.1.1 电动处理对土壤基本理化性质的影响
        7.1.2 土壤不同初始pH条件下外源植物物料碳矿化特征
        7.1.3 土壤不同初始pH条件下外源植物物料氮矿化过程及其对土壤pH的影响
        7.1.4 土壤不同初始pH条件下添加不同量紫云英对氮矿化和土壤pH的影响
        7.1.5 添加植物物料对酸性土壤交换性铝与盐基离子的影响
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的论文及所获荣誉


【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤有机碳和外源添加碳对水稻土土体呼吸的影响[J]. 张蕾,尹力初,易亚男,高德才,付薇薇.  生态学杂志. 2013(07)
[2]丘陵林地土壤酸化改良剂的集中施用-自然扩散修复技术研究[J]. 方熊,刘菊秀,尹光彩,赵亮,刘世忠,褚国伟,李义勇.  环境科学. 2013(01)
[3]湖南省耕地土壤的酸化问题及其改良对策[J]. 文星,李明德,涂先德,吴海勇,夏海鳌,刘琼峰.  湖南农业科学. 2013(01)
[4]不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响[J]. 袁玲,张宣,杨静,杨春蕾,曹小闯,吴良欢.  作物学报. 2013(02)
[5]有机肥的碱度及其减缓土壤酸化的机制[J]. 孟红旗,吕家珑,徐明岗,蔡泽江,王伯仁.  植物营养与肥料学报. 2012(05)
[6]不同硝/铵比值对小麦幼苗根系释放氢氧根的影响[J]. 郭都,徐仁扣.  生态与农村环境学报. 2012(04)
[7]浙江省水耕人为土主要肥力指标状况及其演变[J]. 王晓旭,黄佳鸣,章明奎.  浙江大学学报(农业与生命科学版). 2012(04)
[8]水田土壤肥力现状及变化规律分析——以湖北省为例[J]. 王伟妮,鲁剑巍,鲁明星,戴志刚,李小坤.  土壤学报. 2012(02)
[9]不同耕作措施对西北绿洲灌区冬小麦农田土壤呼吸的影响[J]. 于爱忠,黄高宝,柴强.  草业学报. 2012(01)
[10]耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究[J]. 沈月,依艳丽,张大庚,栗杰,依妍,徐龙超.  水土保持学报. 2012(01)

硕士论文
[1]酸化对黑土性质及其呼吸作用影响的模拟研究[D]. 朱锐.吉林农业大学 2012



本文编号：3183836