發(fā)布時(shí)間：2020-10-24 13:19

　　 黃土區(qū)耕地面積占全國(guó)耕地面積的15%以上,該區(qū)域降水資源貧乏,是我國(guó)土壤生產(chǎn)力和土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量最低的區(qū)域之一。營(yíng)養(yǎng)的大量投入及土壤酸化可以改變土壤環(huán)境,這些因素通過(guò)改變土壤微生物呼吸及根系呼吸,改變土壤呼吸速率及溫度敏感性,從而影響氣候變化及土壤碳平衡。雖然目前對(duì)黃土區(qū)土壤呼吸的研究較多,但營(yíng)養(yǎng)添加及酸化條件下土壤CO2排放及溫度敏感性有何變化以及是如何改變黃土區(qū)土壤性質(zhì)還尚不清楚。本文以長(zhǎng)武實(shí)驗(yàn)田的黑壚土作為研究對(duì)象,分別對(duì)土樣設(shè)置添加 CK、N120、N240、P150、P300、C、5%酸化、10%酸化、NP、NC、CP、NCP(共計(jì)12個(gè)處理),比較分析在15℃和25℃培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化,以及培養(yǎng)周期內(nèi)土壤溫度敏感性Q10值的變化趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)呼吸前后土壤pH值、全碳全磷全氮、有機(jī)碳速效磷、硝態(tài)氮銨態(tài)氮以及微生物生物量碳氮磷的測(cè)定,探討其改變。對(duì)土壤呼吸速率、Q10值、土壤性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析及路徑分析,分析其主要影響因素。以下為本文的主要研究結(jié)論:(1)碳氮源的添加提高了土壤呼吸速率,其中碳源的加入可以大大提升土壤呼吸,碳氮源、碳磷源添加后的土壤呼吸速率要高于碳源單一添加的土壤,其峰值分別為2.1 mg·g-1·d-1、1.6mg·g-1·d-1,碳氮磷源同時(shí)添加的土壤呼吸峰值為2.47 mg·g-1·d-1。這是因?yàn)樘荚吹募尤胧沟猛寥乐锌扇苄蕴己吭黾?它可以提升土壤中微生物的活性,從而加快微生物的呼吸作用,土壤中碳素的分解能力大大提升,最終導(dǎo)致CO2排放量增加。隨著碳源的不斷降解,土壤呼吸速率呈逐漸下降的趨勢(shì)。磷源的添加對(duì)土壤呼吸基本沒(méi)有影響。酸化后的土壤呼吸速率也有明顯的提升。(2)碳氮源添加后,土壤Q10值均略有提升。單一氮源添加后,土壤溫度敏感性在0.7～6.9之間;單一磷源的添加使得土壤Q10值在0.58～19.9之間,且在呼吸19d后有大幅度的提升;碳源添加及酸化后的土壤在呼吸19d內(nèi)Q10值沒(méi)有太大改變,在19d后略有提升;碳氮、碳磷、氮磷混合添加的土壤相較于單一添加的土壤比較穩(wěn)定。碳氮磷源添加后,增加了土壤中有機(jī)物質(zhì)的含量,豐富了土壤的底物質(zhì)量,而底物的有效分解是土壤呼吸過(guò)程中產(chǎn)生CO2的主要來(lái)源,豐富的土壤底物有助于土壤呼吸的過(guò)程,從而可以大大提高土壤呼吸溫度敏感性。(3)碳氮磷源添加后土壤各性質(zhì)在呼吸前后有一定的改變。氮源的添加,增加了土壤中的全氮以及硝態(tài)氮的含量,顯著的增加了土壤中銨態(tài)氮的含量,呼吸后土壤銨態(tài)氮大量下降而硝態(tài)氮卻有一定的提升,這是因?yàn)榕c銨態(tài)氮相比,硝態(tài)氮不易被土壤顆粒和土壤膠體吸附,所以提升較慢,然而微生物生長(zhǎng)過(guò)程會(huì)優(yōu)先消耗銨態(tài)氮,硝化過(guò)程較快,因而表現(xiàn)出硝態(tài)氮含量增加;磷源的添加顯著的增加了土壤中全磷、速效磷的含量,呼吸后全磷速效磷明顯改變;碳源的添加使得全氮、全碳、有機(jī)碳含量略有提升,速效磷以及硝態(tài)氮含量大幅度下降,呼吸后土壤全碳有機(jī)碳含量降低、速效磷含量增加,硝態(tài)氮含量沒(méi)有太大變化,這是由于碳源的加入提高了土壤中有機(jī)質(zhì)的含量,他們可以固定土壤中的磷素,使得速效磷含量降低,而葡萄糖的加入為土壤中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而促進(jìn)氮素的聚集以及土壤固持效率,使得全碳含量增加。碳源添加后,土壤微生物量有明顯的提升,且氮磷源的添加相應(yīng)的增加了 MBP、MBN的含量,這是由于氮磷的加入提升了微生物的同化固定能力,碳源的加入使得分解有機(jī)碳源速度加快,土壤的代謝活性加強(qiáng),提高了土壤養(yǎng)分,保證較高的微生物生物量。酸化顯著降低了土壤pH值,速效磷含量增加,呼吸后土壤全碳含量有所降低,酸化增加了土壤銨態(tài)氮含量,降低了土壤硝態(tài)氮的含量。這是由于適宜的pH值促進(jìn)速效磷在不同粒徑土壤團(tuán)聚體中的富集,從而增加了土壤中速效磷的含量;氮素的遷移和轉(zhuǎn)化受到土壤酸堿性的影響和調(diào)控,土壤pH值的降低,促進(jìn)了氨化作用的進(jìn)行,從而提高了土壤銨態(tài)氮含量。土壤酸化后降低了微生物生物量的含量,但MBP在5%酸化后大幅度的提升。(4)氮磷添加的土壤,呼吸速率與有機(jī)碳呈顯著相關(guān)關(guān)系,與MBC、MBP呈極顯著相關(guān)關(guān)系,Q10值與土壤全碳呈相關(guān)關(guān)系;碳源添加后土壤呼吸速率與MBC呈顯著相關(guān)關(guān)系,與銨態(tài)氮、MBP呈極顯著相關(guān)關(guān)系,Q10與土壤全氮、MBP呈顯著相關(guān)關(guān)系;土壤酸化后,土壤pH值與很多土壤性質(zhì)呈現(xiàn)相關(guān)性,土壤Q10值與硝態(tài)氮含量呈顯著相關(guān)關(guān)系。氮磷添加后,pH值對(duì)有機(jī)碳有負(fù)影響,速效磷有正影響;有機(jī)碳對(duì)硝態(tài)氮、呼吸速率、全碳均有影響;MBP、MBC均會(huì)對(duì)土壤呼吸速率產(chǎn)生正影響,全碳會(huì)對(duì)Q10產(chǎn)生負(fù)影響。碳源添加后,銨態(tài)氮對(duì)MBP、土壤呼吸速率均產(chǎn)生正影響;MBP、MBC對(duì)土壤呼吸速率產(chǎn)生正影響;全氮對(duì)Q10產(chǎn)生負(fù)影響。土壤酸化后,pH值對(duì)硝態(tài)氮和有機(jī)碳均有正影響;硝態(tài)氮對(duì)Q10及MBC均有正影響。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X144
【部分圖文】：

圖３－２氮源添加后１５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．３－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??從圖３－３中可以看出，磷源添加后，土壤呼吸溫度敏感性（以下簡(jiǎn)稱ＱＩ（））在??前１３ｄ內(nèi)０．５？１．６內(nèi)浮動(dòng)，培養(yǎng)１３ｄ后，單一磷源添加的兩種圖樣Ｑ１（）值有大幅度??的上升，在１９ｄ的時(shí)候均升至１４左右，１９ｄ后，Ｐ１５０?土樣Ｑｋｊ值繼續(xù)上升，２６ｄ時(shí)??達(dá)到１９．８９，而Ｐ３００?土樣１９ｄ后Ｑ１Ｇ值開(kāi)始下降，相比于單一磷源添加，氮磷、碳??磷、碳氮磷復(fù)合添加的土壤Ｑ１（）值相對(duì)穩(wěn)定，氮磷添加的土樣Ｑ１Ｇ值在１３ｄ后開(kāi)始??上升，并在２６ｄ達(dá)到峰值３．７６，碳磷土樣則是在１９ｄ后開(kāi)始顯著上升，相比于其??他土樣

?ＣＫ?—Ｎ１２０?—Ｎ２４０?—�！危�?Ｎ／Ｃ?—Ｎ／Ｐ／Ｃ??圖３－２氮源添加后１５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．３－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??從圖３－３中可以看出，磷源添加后，土壤呼吸溫度敏感性（以下簡(jiǎn)稱ＱＩ（））在??前１３ｄ內(nèi)０．５？１．６內(nèi)浮動(dòng)，培養(yǎng)１３ｄ后，單一磷源添加的兩種圖樣Ｑ１（）值有大幅度??的上升，在１９ｄ的時(shí)候均升至１４左右，１９ｄ后，Ｐ１５０?土樣Ｑｋｊ值繼續(xù)上升，２６ｄ時(shí)??達(dá)到１９．８９，而Ｐ３００?土樣１９ｄ后Ｑ１Ｇ值開(kāi)始下降，相比于單一磷源添加，氮磷、碳??磷、碳氮磷復(fù)合添加的土壤Ｑ１（）值相對(duì)穩(wěn)定，氮磷添加的土樣Ｑ１Ｇ值在１３ｄ后開(kāi)始??上升，并在２６ｄ達(dá)到峰值３．７６，碳磷土樣則是在１９ｄ后開(kāi)始顯著上升，相比于其??他土樣，碳氮憐復(fù)合添加的土壤Ｑｉｏ值穩(wěn)定在０．２？１．６之間。??２２??

培養(yǎng)時(shí)間（ｄ）???ＣＫ?—Ｃ?—ｘ—Ｎ／Ｃ?－＾－Ｐ／Ｃ?—Ｎ／Ｐ／Ｃ??圖４－１碳源添加后］５°Ｃ和２５°Ｃ培養(yǎng)下土壤呼吸速率的變化??Ｆｉｇ．４－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ?ａｔ?１５°Ｃ?ａｎｄ?２５°Ｃ??３６??
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