干旱区农田添加有机质对土壤特性及棉花氮素利用根际过程的影响
发布时间：2021-01-13 04:50
新疆是我国最大干旱区,也是我国最重要的棉花产区,保障新疆植棉业的可持续发展对我国棉花产业具有重要意义。干旱绿洲农田土壤有机碳和总氮含量历来偏低,培肥地力,提高土壤有机碳含量、改善土壤质量是实现棉花可持续增产增效的重要基础。本文针对干旱绿洲棉田土壤有机碳含量偏低,多年来氮素化肥投入量大、肥料利用率低等问题,结合新疆主要农田管理措施,在田间设置秸秆管理和施肥处理,秸秆管理有秸秆还田与秸秆不还田;施肥处理分别是不施肥、单施氮磷钾化肥、单施有机肥和有机无机肥混施;采用裂区试验设计,主区为秸秆还田,副区为施肥处理;采用定位试验方法,研究不同农田管理措施下棉田土壤特性、土壤氮素转化和氮素高效利用的棉花根际过程、氮素吸收和土壤有机碳库等变化规律,明确添加有机物料对土壤特性及棉花氮素利用根际过程的影响。取得的主要研究结果如下:1.研究了秸秆还田和施肥对土壤特性和棉花根际效应的影响。结果表明,实施秸秆还田并结合有机无机肥配施能显著增加干旱区土壤有机碳及其活性组分含量,改善土壤质量。秸秆还田下土壤pH和全氮表现出负根际效应,土壤有机碳和微生物量碳表现出较明显的正根际效应;有机无机肥配施使棉田土壤pH和有机...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
土壤N素转化过程(引自Gao et al,2015)
试验表明,除净硝化速率受施肥措施的影响较小以外(P=0.168),秸秆还田和施肥对土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率均有显著影响,秸秆还田显著增加了净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率(图3-1)。施肥增加了土壤氮素转化速率,但3个施肥处理之间的差异随取样时期的不同变化不一致。同一时期相同秸秆管理下,化肥和有机肥混施处理与单施化肥的转化率差异不大。在秸秆还田条件下,单施有机肥盛花期净硝化速率最高,收获期硝化速率和反硝化速率最高。氮转化速率受季节变化的影响显著,整体表现为盛花期转化率最大,而收获期最小。2.2 秸秆还田和施肥对根际土和非根际土壤氮含量的影响
蔗糖酶用来表征土壤肥力水平和熟化程度,能促进土壤中的蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤脲酶活性用来表征土壤氮素的供应强度,是唯一可以催化尿素水解的酶,在土壤氮素循环过程中至关重要。土壤磷酸酶可以反映土壤供应速效磷的状况。蛋白酶参与土壤中氨基酸和氮有机化合物的转化。如图4-1所示,秸秆还田显著增加了土壤脲酶和蛋白酶活性(P<0.05),而对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的影响不显著(P>0.05)。施肥对土壤酶活性有显著影响(P<0.05)。与S1F0相比,土壤脲酶和蛋白酶活性均表现为S1F3>S1F2>S1F1处理,差异达到显著水平(P<0.05)。与S0F0相比,S1F3、S1F2和S1F1处理下土壤蛋白酶活性分别增加了约15.3%、17.6%、28.0%。S1F3处理下土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著大于S1F0处理,且有最大值。秸秆还田和施肥共同作用下,土壤酶活性的变化趋势与秸秆还田和施肥处理相似,土壤酶活性增加。棉田土壤0-20cm土层的土壤酶活性的变化趋势与20-40cm土层土壤酶活性的变化趋势一致。2.2 土壤微生物AWCD变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Responses of Soil Microbial Community Structure and Activity to Incorporation of Straws and Straw Biochars and Their Effects on Soil Respiration and Soil Organic Carbon Turnover[J]. TIAN Xiaoping,WANG Lei,HOU Yahong,WANG Han,TSANG Yiu Fai,WU Jihua. Pedosphere. 2019(04)
[2]Soil microbial activity and community structure as affected by exposure to chloride and chloride-sulfate salts[J]. ZHANG Qianqian,Steven A WAKELIN,LIANG Yongchao,CHU Guixin. Journal of Arid Land. 2018(05)
[3]干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响[J]. 张国娟,濮晓珍,张鹏鹏,张旺锋. 中国农业科学. 2017(13)
[4]秸秆管理和施肥方式对绿洲棉田土壤有机碳库的影响[J]. 张鹏鹏,刘彦杰,濮晓珍,张国娟,王进,张旺锋. 应用生态学报. 2016(11)
[5]Soil Microbiological Activity and Carbon Dynamics in the Current Climate Change Scenarios: A Review[J]. Javid A.SOFI,Aabid H.LONE,Mumtaz A.GANIE,Naseer A.DAR,Sajad A.BHAT,Malik MUKHTAR,Mohd Ashraf DAR,Shazia RAMZAN. Pedosphere. 2016(05)
[6]几种不同方法估算农田表层土壤固碳潜力:以甘肃庄浪县为例[J]. 师晨迪,许明祥,邱宇洁. 环境科学. 2016(03)
[7]有机肥对土壤肥力和土壤环境质量的影响研究进展[J]. 宁川川,王建武,蔡昆争. 生态环境学报. 2016(01)
[8]长期保护性耕作对麦-玉两熟农田土壤碳氮储量及固碳固氮潜力的影响[J]. 许菁,李晓莎,许姣姣,刘玲,韩惠芳,宁堂原,李增嘉. 水土保持学报. 2015(06)
[9]长期不同施肥模式下华北旱作潮土有机碳的平衡特征[J]. 高伟,杨军,任顺荣. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
[10]不同施肥模式对南方黄泥田耕层有机碳固存及生产力的影响[J]. 王飞,李清华,林诚,钟少杰,何春梅,刘玉洁. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
博士论文
[1]干旱区不同管理措施下绿洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D]. 张前兵.石河子大学 2013
硕士论文
[1]秸秆管理和施肥措施对绿洲农田土壤碳库及碳循环影响的研究[D]. 张鹏鹏.石河子大学 2017
[2]农业技术措施对绿洲农田土壤有机碳组分及其稳定性影响的研究[D]. 杨玲.石河子大学 2013
本文编号：2974249
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
土壤N素转化过程(引自Gao et al,2015)
试验表明,除净硝化速率受施肥措施的影响较小以外(P=0.168),秸秆还田和施肥对土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率均有显著影响,秸秆还田显著增加了净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率(图3-1)。施肥增加了土壤氮素转化速率,但3个施肥处理之间的差异随取样时期的不同变化不一致。同一时期相同秸秆管理下,化肥和有机肥混施处理与单施化肥的转化率差异不大。在秸秆还田条件下,单施有机肥盛花期净硝化速率最高,收获期硝化速率和反硝化速率最高。氮转化速率受季节变化的影响显著,整体表现为盛花期转化率最大,而收获期最小。2.2 秸秆还田和施肥对根际土和非根际土壤氮含量的影响
蔗糖酶用来表征土壤肥力水平和熟化程度,能促进土壤中的蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤脲酶活性用来表征土壤氮素的供应强度,是唯一可以催化尿素水解的酶,在土壤氮素循环过程中至关重要。土壤磷酸酶可以反映土壤供应速效磷的状况。蛋白酶参与土壤中氨基酸和氮有机化合物的转化。如图4-1所示,秸秆还田显著增加了土壤脲酶和蛋白酶活性(P<0.05),而对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的影响不显著(P>0.05)。施肥对土壤酶活性有显著影响(P<0.05)。与S1F0相比,土壤脲酶和蛋白酶活性均表现为S1F3>S1F2>S1F1处理,差异达到显著水平(P<0.05)。与S0F0相比,S1F3、S1F2和S1F1处理下土壤蛋白酶活性分别增加了约15.3%、17.6%、28.0%。S1F3处理下土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著大于S1F0处理,且有最大值。秸秆还田和施肥共同作用下,土壤酶活性的变化趋势与秸秆还田和施肥处理相似,土壤酶活性增加。棉田土壤0-20cm土层的土壤酶活性的变化趋势与20-40cm土层土壤酶活性的变化趋势一致。2.2 土壤微生物AWCD变化特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Responses of Soil Microbial Community Structure and Activity to Incorporation of Straws and Straw Biochars and Their Effects on Soil Respiration and Soil Organic Carbon Turnover[J]. TIAN Xiaoping,WANG Lei,HOU Yahong,WANG Han,TSANG Yiu Fai,WU Jihua. Pedosphere. 2019(04)
[2]Soil microbial activity and community structure as affected by exposure to chloride and chloride-sulfate salts[J]. ZHANG Qianqian,Steven A WAKELIN,LIANG Yongchao,CHU Guixin. Journal of Arid Land. 2018(05)
[3]干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响[J]. 张国娟,濮晓珍,张鹏鹏,张旺锋. 中国农业科学. 2017(13)
[4]秸秆管理和施肥方式对绿洲棉田土壤有机碳库的影响[J]. 张鹏鹏,刘彦杰,濮晓珍,张国娟,王进,张旺锋. 应用生态学报. 2016(11)
[5]Soil Microbiological Activity and Carbon Dynamics in the Current Climate Change Scenarios: A Review[J]. Javid A.SOFI,Aabid H.LONE,Mumtaz A.GANIE,Naseer A.DAR,Sajad A.BHAT,Malik MUKHTAR,Mohd Ashraf DAR,Shazia RAMZAN. Pedosphere. 2016(05)
[6]几种不同方法估算农田表层土壤固碳潜力:以甘肃庄浪县为例[J]. 师晨迪,许明祥,邱宇洁. 环境科学. 2016(03)
[7]有机肥对土壤肥力和土壤环境质量的影响研究进展[J]. 宁川川,王建武,蔡昆争. 生态环境学报. 2016(01)
[8]长期保护性耕作对麦-玉两熟农田土壤碳氮储量及固碳固氮潜力的影响[J]. 许菁,李晓莎,许姣姣,刘玲,韩惠芳,宁堂原,李增嘉. 水土保持学报. 2015(06)
[9]长期不同施肥模式下华北旱作潮土有机碳的平衡特征[J]. 高伟,杨军,任顺荣. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
[10]不同施肥模式对南方黄泥田耕层有机碳固存及生产力的影响[J]. 王飞,李清华,林诚,钟少杰,何春梅,刘玉洁. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
博士论文
[1]干旱区不同管理措施下绿洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D]. 张前兵.石河子大学 2013
硕士论文
[1]秸秆管理和施肥措施对绿洲农田土壤碳库及碳循环影响的研究[D]. 张鹏鹏.石河子大学 2017
[2]农业技术措施对绿洲农田土壤有机碳组分及其稳定性影响的研究[D]. 杨玲.石河子大学 2013
本文编号：2974249
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