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不同处理土壤微生物量对氮素的固持及其调控研究

作　者: 艾娜
导　师: 周建斌
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业环境保护与食品安全
关键词: 长期施肥撂荒土壤肥力土壤微生物量氮氮素固持外源NO3-, NH4+ 有机碳源
分类号: S154
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 2次
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内容摘要

土壤微生物生物量是指土壤中体积小于5000μm3不包括植物体的生物总量,其主要生物类群为细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等,是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分,与土壤C、N、P、S等养分循环密切相关;其含量大小与土壤类型、植被、气候和耕作栽培措施等因素有关,可反映土壤肥力的变化。土壤微生物与氮素的矿化与固持关系密切。从植物营养角度出发,需要土壤中的氮素不断矿化以保证植物的生长发育;从提高土壤肥力和生态环境保护方面看,有必要增加土壤对氮的固持。近年来,不少研究者对不同土壤、不同利用方式及不同肥料对土壤微生物量影响开展了一些研究,但这些研究更多的集中在不同类型土壤微生物量碳或土壤微生物量氮含量,以及氮肥施用后作物吸收及氮肥的损失方面,关于不同处理土壤对施入的不同形态外源氮素固持、转化的研究相对较少。化肥与有机肥配合施用是提高作物产量和培肥土壤的有效措施。撂荒或自然休闲是恢复地力的传统方式,也是目前我国西部生态环境脆弱区进行生态环境建设采用的主要手段之一。这些措施无疑会影响土壤肥力状况以及微生物的数量和活性,其对土壤固持氮素特性有何影响,是值得研究的问题。因此,本文以我们在黄土高原南部进行的长期定位试验不同处理土壤为主要研究对象,研究了不同肥料处理及撂荒土壤对施入不同形态氮素（铵态氮及硝态氮）转化的影响,获得以下主要结论:1、氮磷钾和有机肥长期配施施用（MNPK）及长期撂荒处理显著地提高了土壤有机质和全氮含量以及土壤氮素矿化量和矿化率;长期施用化肥处理（NPK）虽然提高了土壤无机氮含量,但对土壤有机质、全氮和土壤氮素矿化量和矿化率的影响相对较小。2、高温高压灭菌对不同处理土壤硝态氮含量无明显影响,但显著增加了土壤铵态氮含量,增加幅度在9.14-19.36 mg·kg^-1之间;不同处理相比,MNPK处理的增加量最大,其次为NPK处理,其与相应未灭菌土壤的差异均达极显著水平;不施肥对照和撂荒处理与相应未灭菌土壤的差异达显著水平。灭菌土壤培养过程中土壤铵态氮含量也呈显著的增加趋势,铵态氮的增加与土壤有机质含量的相关性达显著水平,说明灭菌条件下增加的铵态氮与土壤有机质的含量关系密切。3、由于长期施肥或撂荒处理,供试土壤的有机质及可溶性有机碳含量存在明显的差别,但培养期间不同处理土壤对施入的外源硝态氮在土壤中的生物及非生物固持及转化过程无明显影响。同一处理土壤,不论灭菌与否,培养过程中施入土壤的硝态氮含量保持相对稳定,说明在本研究的培养条件下,生物因素和非生物因素对硝态氮在土壤中的转化无明显影响。4、当施入铵态氮后,不同处理土壤在培养第3天起微生物对外源铵态氮的固持已相当明显,培养结束后平均约有41%的铵态氮被土壤微生物固持,23%的铵态氮被非生物因素固持或发生挥发损失。长期不同施肥处理或撂荒土壤对外源铵态氮的非生物固持能力的影响无显著差异,但有机质含量较高的撂荒和化肥与有机肥配合施用处理土壤对施入的铵态氮生物固持能力高于不施肥对照和单施化肥处理。5、以难分解的小麦秸秆为碳源时,培养期间（168 h）土壤微生物对施入的不同形态外源氮的固持率较低,且微生物对铵态氮的固持率高于硝态氮。而以易降解的葡萄糖为氮源,土壤微生物对施入的不同形态外源氮的固持率较高,且对这两种形态氮素的固定能力几乎相当。如何采用施入不同性质的有机碳源来调节土壤氮素的固持与释放,以达到协调氮素供应,减少氮素损失,是值得研究的问题。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章文献综述  12-22
  1.1 引言  12
  1.2 土壤肥力与土壤微生物量氮  12-13
    1.2.1 长期施肥对土壤肥力的影响  13
    1.2.2 土壤微生物体氮与土壤肥力的关系  13
  1.3 不同土壤微生物量碳、氮的含量  13-15
    1.3.1 不同生态系统土壤微生物量碳、氮的含量不同  14
    1.3.2 土壤剖面不同深度微生物量碳、氮的含量  14-15
  1.4 外界条件对土壤微生物量氮含量的影响  15-18
    1.4.1 土壤温度、水分的影响  15-16
    1.4.2 有机物料的影响  16
    1.4.3 化学肥料的影响  16-17
    1.4.4 植物根系的影响  17
    1.4.5 耕作和土地利用方式的影响  17
    1.4.6 污水灌溉对土壤微生物的影响  17-18
  1.5 土壤微生物量与可矿化氮的关系  18
  1.6 土壤微生物量的测定方法  18-20
    1.6.1 直接镜检法  19
    1.6.2 氯仿熏蒸法  19
    1.6.3 基质诱导方法  19-20
  1.7 结语  20-22
第二章长期施肥及撂荒对土壤氮素矿化特性及外源硝态氮转化的影响  22-29
  2.1 材料与方法  23-24
    2.1.1 供试土壤  23
    2.1.2 试验方案及测定方法  23-24
  2.2 结果与分析  24-28
    2.2.1 长期施肥对土壤肥力的影响  24-25
    2.2.2 长期施肥及撂荒对氮素矿化特性的影响  25
    2.2.3 灭菌及培养对不同处理土壤不同形态氮含量的影响  25-27
    2.2.4 不同处理土壤灭菌与否对施入硝态氮转化的影响  27-28
  2.3 结论  28-29
第三章长期施肥及撂荒土壤对不同氮素固持及转化的影响  29-38
  3.1 材料与方法  30-31
    3.1.1 供试土壤  30-31
    3.1.2 试验方案及测定方法  31
  3.2 结果与分析  31-37
    3.2.1 灭菌对不同土壤中无机氮含量的影响  31-32
    3.2.2 不施肥土壤好气培养过程中各土壤不同形态氮素含量的变化  32
    3.2.3 施入硝态氮肥后土壤培养过程中微生物体氮及不同形态氮素含量变化  32-34
    3.2.4 施入铵态氮肥后土壤培养过程不同形态氮素含量的变化  34-37
  3.3 结论  37-38
第四章不同有机碳源对施入土壤中不同形态氮素转化的影响  38-43
  4.1 材料与方法  38-39
    4.1.1 供试土壤  38-39
    4.1.2 试验方案及测定方法  39
  4.2 结果与分析  39-42
    4.2.1 施入不同碳源对土壤矿质氮含量的影响  39-40
    4.2.2 施入硝态氮源及不同碳源对矿质态氮在土壤转化的影响  40
    4.2.3 施入铵态氮源及不同碳源对矿质态氮在土壤转化的影响  40-41
    4.2.4 施入不同碳源对培养过程不同形态氮素固持的影响  41-42
  4.3 结论  42-43
第五章讨论与结论  43-47
  5.1 讨论  43-46
    5.1.1 长期施肥及撂荒处理对土壤肥力的影响  43
    5.1.2 高温高压灭菌处理对不同处理土壤不同形态氮含量的影响  43-44
    5.1.3 长期施肥及撂荒土壤对外源硝态氮固持的影响  44
    5.1.4 长期施肥及撂荒土壤对外源铵态氮固持的影响  44-45
    5.1.5 不同有机碳源对不同形态氮素转化的影响  45-46
  5.2 结论  46-47
参考文献  47-55
致谢  55-56
作者简介  56

不同处理土壤微生物量对氮素的固持及其调控研究

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