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模拟氮沉降对温郁金生态系统的影响

作　者: 荣海
导　师: 洪伟
学　校: 福建农林大学
专　业: 生态学
关键词: 氮沉降温郁金杂草大型土壤动物农田生态系统
分类号: S567.239
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

采用喷施NH4NO3模拟氮沉降的方法,分对照(CK,0kg N﹒hm-2a-1)、低氮(T50,50 kg N﹒hm-2a-1)、中氮(T100,100 kg N﹒hm-2a-1)、高氮(T150,150 kg N﹒hm-2a-1)四个梯度对温郁金农田生态系统进行氮沉降处理,调查研究了氮沉降对温郁金生理生态特性、土壤理化性质、田间杂草和大型土壤动物的影响,具体内容和结果如下:1模拟氮沉降对温郁金生理生态的影响1)氮沉降对温郁金植株的基茎和株高均有促进作用,同时能够增加叶片的长度、宽度和单叶面积,但对叶片数目和叶片的长宽比没有影响;氮沉降能够促进温郁金植株根部的生长,增加单株毛根的数量,但对根冠比影响不大。2)氮沉降对温郁金的叶、茎秆、主根茎、侧根茎、块根和毛根各部位的生物量均有促进作用,地上部分、地下部分以及全株的生物量都有增加;但从生物量的分配比例来看,氮沉降对其影响甚微。3)氮沉降对叶绿素a、叶绿素b、a+b及类胡萝卜素和叶绿素ab的比值影响不大,但其促进了温郁金叶面积的生长从而增加了光合面积;同时,氮沉降能够提高温郁金的净光合速率和气孔导度,增强温郁金的光合能力。4)氮沉降对温郁金植株各部位的氮磷钾含量影响甚微,对于磷、钾和氮的比例也没有明显影响,即使在高浓度处理下氮沉降也没有导致温郁金的养分失衡。5)氮沉降导致温郁金叶片可溶性糖含量的减少,但增加了可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量;而通过综合评价温郁金的CAT活性、POD活性以及游离脯氨酸含量这几个抗性指标,结果表明氮沉降对温郁金的抗性没有影响。6)氮沉降对温莪术、姜黄、温郁金三种药材的的产量均有促进作用,但对温莪术和姜黄中挥发油和姜黄素的含量影响不大。7)在高浓度处理下氮沉降对温郁金的生长仍然表现为促进作用,并没有产生负作用。2模拟氮沉降对土壤理化性质的影响1)氮沉降能够降低非根际土壤和根际土壤的pH值;2)氮沉降对非根际土壤的全氮含量影响不大,但却明显的促进了根际土壤的氮含量;氮沉降对非根际土壤和根际土壤的有效磷的含量都影响不大;氮沉降对非根际土壤速效钾含量不大,但对根际土壤速效钾含量有促进作用。3)四种土壤酶对氮沉降的反应存在差异。蔗糖酶受到氮沉降的影响最为明显,氮沉降对蔗糖酶活性有明显的促进作用;在低浓度处理下氮沉降促进过氧化氢酶活性而在高浓度处理下氮沉降会起抑制作用;氮沉降对土壤磷酸酶和脲酶活性影响不大。4)非根际土壤和根际土壤对氮沉降的响应存在差异。3模拟氮沉降对田间杂草的影响1)此次调查共发现杂草18种,隶属于10科16个属,双子叶植物8科13属14种,而单子叶植物有2科3属4种。其中,菊科(Compositae)杂草种类最多,共有5属6种。2)低浓度的氮沉降可以增加单位面积的杂草种类,而高浓度氮沉降则有相反的作用;杂草总密度也有相似规律,其随着氮沉降量的增加先增加而后降低;不同种类的杂草其密度对氮沉降的响应存在差异。3)低浓度的氮沉降能够促进杂草的生物量,而高浓度时会起到负作用,而且杂草的生物量与温郁金地上部分生物量关系密切。4)氮沉降改变了杂草的优势度从而影响到杂草群落的组成和结构,而且不同种类的杂草其相对优势度对氮沉降的响应也不相同。5)物种丰富度、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度四个生物多样性指数表明低浓度的氮沉降能够增加杂草的生物多样性,而高浓度氮沉降却导致生物多样性的降低。4模拟氮沉降对大型土壤动物的影响1)此次调查共获得大型土壤动物19类485只,隶属于2门7纲18目;优势类群为膜翅目Hymenoptera和蚯蚓类Oligochaeta;样地中大型土壤动物的类群数和个体数都是0-5cm层最高。2)氮沉降改变了土壤动物的表聚特征,在高浓度氮处理下土壤动物向深层趋避。氮沉降降低了大型土壤动物的个体数;氮沉降对土壤动物类群数的垂直分布没有明显的影响,但同样减少了土壤动物的类群数,0-5cm层受到氮沉降的作用最为直接。3)各处理下的大型土壤动物的Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀性指数和Sinpson优势度指数均表明,在低浓度时氮沉降对大型土壤动物多样性有促进作用,而在高浓度时则表现为抑制,存在阈值作用。4)土壤动物对氮沉降的响应受到杂草和农作物的影响。综上所述,氮沉降对温郁金生态系统产生了重要影响。生态系统的不同组分对氮沉降响应存在差异,而且这些组分在生态系统中息息相关,对氮沉降的响应也紧密联系,相互影响和作用。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
1 前言  11-18
  1.1 氮沉降现状  11-12
  1.2 氮沉降研究进展  12-13
  1.3 氮沉降的主要生态效应  13-16
    1.3.1 氮沉降对植物的影响  13-15
    1.3.2 氮沉降对土壤理化性质的影响  15-16
    1.3.3 氮沉降对土壤动物的影响  16
  1.4 温郁金及其研究进展  16-18
2 实验设计及研究方法  18-22
  2.1 样地概况  18
  2.2 试验设计  18-19
  2.3 取样及测定方法  19-21
    2.3.1 植物取样及测定方法  19-20
    2.3.2 土壤取样及测定方法  20
    2.3.3 杂草取样及计算方法  20-21
    2.3.4 土壤动物取样及计算方法  21
  2.4 数据分析  21-22
3 结果与分析  22-59
  3.1 模拟氮沉降对温郁金生理生态的影响  22-39
    3.1.1 对温郁金形态的影响  22-25
    3.1.2 对温郁金生物量的影响  25-28
    3.1.3 对温郁金光合作用的影响  28-32
    3.1.4 对温郁金养分元素的影响  32-35
    3.1.5 对温郁金生理指标的影响  35-37
    3.1.6 对药材产量和药用成分含量的影响  37-39
  3.2 模拟氮沉降对土壤理化性质的影响  39-49
    3.2.1 对土壤pH 值的影响  39-41
    3.2.2 对土壤主要养分元素的影响  41-46
    3.2.3 对土壤酶活性的影响  46-49
  3.3 模拟氮沉降对田间杂草的影响  49-54
    3.3.1 杂草种类  49-50
    3.3.2 对杂草种类和密度的影响  50-51
    3.3.3 对杂草生物量的影响  51
    3.3.4 对杂草群落结构组成的影响  51-52
    3.3.5 对杂草群落生物多样性的影响  52-54
  3.4 模拟氮沉降对土壤动物的影响  54-59
    3.4.1 土壤动物群落组成特征  54-56
    3.4.2 对土壤动物个体数和类群数的影响  56-57
    3.4.3 对土壤动物多样性的影响  57-59
4 结论与讨论  59-64
  4.1 模拟氮沉降对温郁金生态系统的影响  59-62
    4.1.1 模拟氮沉降对温郁金生理生态的影响  59-60
    4.1.2 模拟氮沉降对土壤理化性质的影响  60
    4.1.3 模拟氮沉降对田间杂草的影响  60-61
    4.1.4 模拟氮沉降对大型土壤动物的影响  61
    4.1.5 总论  61-62
  4.2 讨论  62-64
参考文献  64-71
致谢  71

模拟氮沉降对温郁金生态系统的影响

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