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亚热带地区长期施肥措施下稻田土壤有机质稳定性研究

作　者: 罗璐
导　师: 石辉
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 稻田土壤 施肥措施 成土母质 土壤剖面 有机质
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


稻田土壤作为我国特色的耕作土壤，具有固碳潜力大，固碳效应明显的特征，研究不同施肥管理模式下的稻田土壤有机质（SOM）的稳定性，对于认识土壤碳库具有重要的作用。本研究以湖南省典型稻田生态系统长期定位试验的稻田土壤为对象，采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）技术，研究了土壤有机质结构及其组分含量及其土壤剖面分布，这对于认识不同施肥处理等人为因素、成土母质和土壤剖面等自然因素对稻田土壤有机质固定机制的影响具有重要作用，进而揭示稻田土壤SOM稳定性的保护机制，为研究稻田土壤固碳措施和固碳潜力提供理论依据。其主要结果如下：（1）长期不同施肥措施下稻田表层土壤有机质具有基本一致的官能团结构，但各官能团的吸收强度差异较大。与对照（CK）相比，施肥处理均增加了土壤中脂肪族化合物、芳香族化合物、碳水化合物以及有机态硅化合物官能团的数量，其中以高量有机肥（HOM）、低量有机肥（LOM）和秸秆还田（STW）处理最为明显。以烷基为例，HOM、LOM和STW处理下其吸收强度为0.30、0.25和0.29，较CK分别增加了87%、56%和81%。结果揭示了秸秆还田以及有机-无机肥配施能够显著增加土壤中脂肪族、芳香族、碳水化合物和有机硅化合物的含量，贡献于其较高的有机质含量，从而增加土壤的化学稳定性。（2）不同母质发育的土壤在长期施肥措施下，其有机质官能团结构基本一致，但组分含量差异较大。在板页岩发育的土壤中脂肪族、芳香族、碳水化合物和有机态硅化合物含量皆显著高于河流冲积物发育土壤中的含量。板页岩的土壤在HOM处理下，羟基和烷基的吸收强度是0.75和0.34，比同等施肥处理下河流冲积物的土壤吸收强度（0.49和0.22）增加了53%和55%。揭示出板页岩发育的稻田土壤固碳能力较好，而河流冲积物发育的稻田土则较弱。（3）SOM含量普遍随着土壤深度的增加而减少，且在0-20cm深度处急剧下降，20cm以下下降趋势逐渐变缓，至90-100cm处减至最低；但土壤有机质官能团在不同土层深度结构基本一致。土壤中的烷基碳，表层土壤（0-10cm）在HOM和CK处理下的吸收强度比深层土壤（90-100cm）分别增加了120%和78%。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 研究目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-15
    1.2.1 碳循环研究现状  10
    1.2.2 施肥对生态系统碳积累的影响  10-11
    1.2.3 成土母质对土壤碳积累的影响  11-12
    1.2.4 土壤剖面层次对碳积累的影响  12-13
    1.2.5 有机质结构特征的研究及其技术  13-15
  1.3 研究内容  15-16
2 不同施肥措施下土壤有机质稳定性差异  16-25
  2.1 材料与方法  16-18
    2.1.1 供试土壤  16-17
    2.1.2 样品采集  17
    2.1.3 分析方法  17-18
  2.2 结果与讨论  18-23
    2.2.1 不同施肥处理下稻田土壤有机碳含量的差异  18
    2.2.2 红外光谱谱带的归属  18-22
    2.2.3 不同施肥措施下表层土壤有机质化学结构的差异  22-23
  2.3 小结  23-25
3 不同成土母质的土壤有机质稳定性差异  25-35
  3.1 材料与方法  25-26
    3.1.1 供试土壤  25-26
    3.1.2 样品采集  26
    3.1.3 分析方法  26
  3.2 结果与讨论  26-34
    3.2.1 不同母质的稻田土壤有机碳含量的差异  26-27
    3.2.2 不同母质的稻田土壤有机质化学结构的差异  27-34
  3.3 小结  34-35
4 不同剖面有机质稳定性差异  35-43
  4.1 材料与方法  35-37
    4.1.1 供试土壤  35
    4.1.2 样品采集  35-36
    4.1.3 分析方法  36-37
  4.2 结果与讨论  37-42
    4.2.1 不同剖面有机碳含量差异  37-38
    4.2.2 不同剖面的稻田土壤有机质化学结构的差异  38-42
  4.3 小结  42-43
5 结论与展望  43-45
  5.1 主要结论  43-44
  5.2 研究展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-54
附录  54

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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