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有机和常规种植模式下土壤腐殖质特性研究

作　者: 褚慧
导　师: 宗良纲
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 有机种植土壤有机碳腐殖质胡敏酸富里酸动态变化
分类号: S153.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前,全球变暖是环境热点问题之一,低碳经济成为社会的发展趋势,有机种植模式是实现农业低碳经济的可持续发展模式。不同种植模式下土壤固碳的特性和潜力不一样,具体表现在土壤有机碳和腐殖质特性存在差异。本文基于有机农场的定位研究,比较常规和有机种植模式下土壤特性和腐殖质特性动态变化的差异,并进一步从团聚体的角度来观测有机碳和腐殖质在土壤各粒级间的分布情况,在此基础上探讨有机种植模式下不同的投入品对土壤腐殖质特性的影响,为我国有机农业的发展提供一些依据。通过9年的定位试验来研究土壤理化和腐殖质特性,结果表明有机种植模式下土壤有机碳、全氮、有效磷、有效钾、土壤微生物量碳及酶活性显著升高；上述指标在常规种植模式下均呈现下降趋势或者变化不大。有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00g·kg-1提高至15.35、20.90、10.00g·kg"1；胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14g·kg-1提高至2.11、3.11、1.31g·kg-1；富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73g·kg-1提高至2.44、2.68、1.91g·kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(△logK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳构化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。不同的种植模式对于土壤团聚体的有机碳和腐殖质特征也有所不同,有机种植模式下的土壤大团聚体(>2mm和2～0.25mm)含量高于常规种植模式；对于各粒级团聚体中的有机碳、全氮含量在有机种植模式中更高,>2mm和2～0.25mm粒级团聚体的碳和氮储量也高。同时,各种植模式下团聚体中腐殖质组分CHA、CFA含量随粒级的减小而降低,2～0.25mm粒级团聚体的胡富比、PQ值都大于<0.25mm粒级的团聚体,相较于常规种植模式,上述指标的含量在有机种植模式的土壤中更高。另外,分析不同种植模式下不同粒级团聚体中HA的光学性质,其中光密度值△logK值和E4/E6值在2～0.25mm粒级团聚体中更高,并且有机种植模式下的HA的△logK值和E4/E6值相对较高,即其HA分子结构较简单。通过室内模拟试验,从动态角度来研究不同有机肥料投入对有机种植土壤有机碳、胡敏酸、富里酸含量和腐殖质组成变化的影响。结果表明,土壤中添加有机肥料后,各处理的SOC均增加,可提高可提取腐殖质、HA、FA的含量。随着培养时间的延长,SOC含量有所下降,配施在一定程度上更利于土壤碳积累；有机肥料的施入提高了土壤的胡富比和PQ值,配施处理下土壤PQ值增加较多；有机肥料处理同时提高了土壤HA的色调系数和E4/E6值,即HA分子结构结构呈现简单化。

全文目录

目录  4-6
图目录  6-7
表目录  7-8
摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-14
第二章文献综述  14-24
  2.1 常规和有机农业生产方式研究进展  14-17
    2.1.1 有机农业概述  14-16
    2.1.2 农业生产方式对农田土壤理化特性的影响  16
    2.1.3 改变农业生产方式对农业系统固碳减排的重要性  16-17
  2.2 农田土壤有机碳固定机制  17-21
    2.2.1 土壤有机碳的概念及功能  17-18
    2.2.2 土壤有机碳的分组及固碳研究  18-21
  2.3 土壤有机碳对农业措施的响应变化  21
  2.4 本研究的主要内容和技术路线  21-24
    2.4.1 研究内容  21-22
    2.4.2 技术路线  22-24
第三章不同种植模式下菜地土壤腐殖质特性动态变化的定位研究  24-36
  3.1 材料与方法  24-27
    3.1.1 研究基地概况  24-25
    3.1.2 试验设置与样品采集  25-26
    3.1.3 测定项目及方法  26-27
    3.1.4 数据处理  27
  3.2 结果与分析  27-35
    3.2.1 长期不同种植模式下土壤基本理化性质的变化  27-28
    3.2.2 长期不同种植模式下土壤微生物量碳与土壤酶活的变化  28-29
    3.2.3 长期不同种植模式下土壤有机碳密度的变化  29-30
    3.2.4 不同种植模式下土壤腐殖质组分及特性的动态变化  30-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章不同种植模式对土壤团聚体中腐殖质特征的影响  36-46
  4.1 材料与方法  36-38
    4.1.1 供试土壤  36-37
    4.1.2 测定方法  37
    4.1.3 数据处理  37-38
  4.2 结果与分析  38-43
    4.2.1 不同种植模式对土壤团聚体组成的影响  38-39
    4.2.2 不同种植模式下土壤团聚体中有机碳、全氮的分布  39-41
    4.2.3 不同种植模式对土壤团聚体中腐殖质组成的影响  41-42
    4.2.4 不同种植模式对各级土壤团聚体中HA光学性质的影响  42-43
  4.3 本章小结  43-46
第五章不同肥料对土壤腐殖质特性动态变化的影响  46-58
  5.1 材料与方法  46-48
    5.1.1 供试材料  46-47
    5.1.2 培养试验设计  47-48
    5.1.3 试验方法  48
    5.1.4 数据处理  48
  5.2 结果与分析  48-56
    5.2.1 不同肥料分解期间土壤有机碳含量的变化  48-49
    5.2.2 不同肥料处理对土壤腐殖质组分碳含量及其性质的影响  49-54
    5.2.3 不同肥料处理对土壤腐殖质可见光谱特征的影响  54-56
  5.3 本章小结  56-58
第六章全文结论与展望  58-60
  6.1 全文结论  58-59
  6.2 本研究的创新点与不足  59
  6.3 研究展望  59-60
参考文献  60-68
致谢  68-70
作者简介  70

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