模拟氮沉降对温带半干旱草原土壤磷硫组分的影响

发布时间：2017-10-28 03:25

  本文关键词：模拟氮沉降对温带半干旱草原土壤磷硫组分的影响

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【摘要】：工业革命以来,氮沉降量逐年增加,氮素输入的增加改变了生态系统的结构和功能,改变了土壤中碳、氮、磷、硫等营养元素的循环。本文依托内蒙古典型草地,设置不同氮添加处理实验,研究了连续6年不同施氮梯度(0、1、2、3、5、10、15、20、50 g N m-2a-1),2个氮添加频次(一年两次和每月一次)及2种管理方式(围栏封育或刈割)等4种模式对土壤磷硫组分及土壤基本理化性质的影响。研究测定了土壤基本理化性质(土壤pH和电导率),土壤磷组分(全磷、Al-P、Fe-P、O-P、Ca2-P、Ca8-P、Ca10-P),土壤硫组分(水溶性硫、吸附性硫、难溶性硫、全硫)。主要研究结果如下:(1)高氮添加(20、50 g N m-2a-1)时土壤pH显著降低,平均降低了1.1~1.9个单位。土壤电导率随模拟氮沉降量的增加显著升高。在试验期间内,土壤中全硫含量无显著变化;高量氮添加显著增加了土壤Al-P、Fe-P、Ca2-P含量,而显著降低了土壤Ca8-P、Ca10-P含量。高量氮添加增加了土壤中吸附性硫和有效硫的含量;土壤难溶性硫含量随氮添加量的增加而降低。(2)不同施氮频次对土壤全磷、全硫和Ca10-P含量无显著差异。一年两次施氮处理下,土壤Al-P、Fe-P、O-P的含量显著高于每月一次施氮处理;土壤水溶性硫含量每月一次施氮显著高于一年两次施氮;在封育低氮添加处理下,吸附性硫含量每月一次显著高于一年两次,而封育高氮添加处理(N15、N20、N50)下,吸附性硫含量一年两次显著高于每月一次;难溶性硫在封育处理下,一年两次施氮显著高于每月一次施氮。(3)围栏封育处理下,土壤Al-P、Fe-P、Ca8-P和O-P含量显著高于刈割处理,土壤吸附性硫含量亦显著高于刈割处理,难溶性硫含量显著低于刈割处理;封育和刈割对土壤全磷、全硫、Ca2-P、Ca10-P和水溶性硫含量无显著差异。(4)模拟氮沉降处理下,土壤磷和硫组分与土壤其他理化性质间存在相关关系:土壤Al-P、Fe-P和Ca2-P含量与土壤pH呈显著负相关,土壤Ca10-P与pH呈显著正相关;吸附性硫和有效硫与土壤pH显著负相关;土壤Al-P、Fe-P、Ca2-P、土壤水溶性硫和有效硫等均与土壤电导率显著正相关;土壤Ca8-P、Ca10-P和难溶性硫与电导率显著负相关。土壤Al-P、Fe-P、Ca2-P、O-P、Ca8-P含量均与土壤阳离子交换量(CEC)呈显著负相关;而土壤Ca10-P与CEC呈显著正相关。土壤Al-P、Fe-P、Ca2-P均与土壤微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn)间呈显著正相关关系,而Ca8-P和Ca10-P均与Cu呈显著负相关。土壤吸附性硫和有效硫含量与土壤中Ca2+、Na+和CEC呈显著负相关,与土壤中K+呈显著正相关关系。本研究为大气氮沉降逐年增加的情况下,不同氮沉降量、不同草地管理方式以及不同氮沉降频率对草地生态系统土壤营养元素的迁移转化提供科学依据,为中国北方典型草地施肥及管理方式提供理论支撑。
【关键词】：温带草原 模拟氮沉降 土壤磷组分 土壤硫组分 土壤pH 土壤电导率
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 温带半干旱草原土壤管理研究现状12
• 1.2 陆地生态系统氮素输入与循环12-14
• 1.3 大气氮沉降对草地生态系统生产力和生物多样性的影响14-15
• 1.4 大气氮沉降对土壤pH和电导率的影响15-16
• 1.5 大气氮沉降对土壤磷硫组分的影响16-19
• 1.5.1 氮沉降对土壤磷组分的影响16-18
• 1.5.2 氮沉降对土壤硫组分的影响18-19
• 1.6 研究目的意义19-21
• 1.7 技术路线21-22
• 第2章 材料与方法22-28
• 2.1 研究地概况22
• 2.2 试验设计与样品采集22-23
• 2.3 研究方法23-28
• 2.3.1 测定方法23-26
• 2.3.2 数据分析26-28
• 第3章 模拟氮沉降对土壤磷组分的影响28-42
• 3.1 模拟氮沉降对土壤Al-P的影响28-30
• 3.2 模拟氮沉降对土壤Fe-P的影响30-31
• 3.3 模拟氮沉降对土壤O-P的影响31-33
• 3.4 模拟氮沉降对土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Ca_(10)-P的影响33-37
• 3.4.1 模拟氮沉降对土壤Ca_2-P的影响33-34
• 3.4.2 模拟氮沉降对土壤Ca_8-P的影响34-36
• 3.4.3 模拟氮沉降对土壤Ca_(10)-P的影响36-37
• 3.5 模拟氮沉降对土壤无机磷组成与分布的影响37-39
• 3.6 小结39-42
• 第4章 模拟氮沉降对土壤硫组分的影响42-52
• 4.1 模拟氮沉降对土壤水溶性硫的影响42-44
• 4.2 模拟氮沉降对土壤吸附性硫的影响44-45
• 4.3 模拟氮沉降对土壤有效硫的影响45-46
• 4.4 模拟氮沉降对土壤难溶性硫的影响46-48
• 4.5 模拟氮沉降对土壤总无机硫和全硫的影响48-49
• 4.6 小结49-52
• 第5章 土壤磷硫组分与其他化学性质间的关系52-62
• 5.1 土壤磷硫组分与土壤pH的关系52-54
• 5.1.1 土壤磷组分与土壤pH的关系52-53
• 5.1.2 土壤硫组分与土壤pH的关系53-54
• 5.2 土壤磷硫组分与土壤电导率间的关系54-56
• 5.2.1 土壤磷组分与土壤电导率间的关系54-55
• 5.2.2 土壤硫组分与土壤电导率间的关系55-56
• 5.3 土壤磷硫组分与土壤交换性离子之间的关系56-58
• 5.3.1 磷组分与交换性离子之间的关系56-57
• 5.3.2 硫组分与交换性离子之间的关系57-58
• 5.4 土壤磷硫组分与微量元素间的关系58-60
• 5.4.1 土壤磷组分与微量元素间的关系59
• 5.4.2 土壤硫组分与微量元间的关系59-60
• 5.5 小结60-62
• 第6章 结论62-64
• 参考文献64-69
• 在学期间研究成果69-70
• 致谢70-72

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本文编号：1106469