干旱區(qū)農(nóng)田添加有機質(zhì)對土壤特性及棉花氮素利用根際過程的影響
發(fā)布時間：2021-01-13 04:50
新疆是我國最大干旱區(qū),也是我國最重要的棉花產(chǎn)區(qū),保障新疆植棉業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對我國棉花產(chǎn)業(yè)具有重要意義。干旱綠洲農(nóng)田土壤有機碳和總氮含量歷來偏低,培肥地力,提高土壤有機碳含量、改善土壤質(zhì)量是實現(xiàn)棉花可持續(xù)增產(chǎn)增效的重要基礎(chǔ)。本文針對干旱綠洲棉田土壤有機碳含量偏低,多年來氮素化肥投入量大、肥料利用率低等問題,結(jié)合新疆主要農(nóng)田管理措施,在田間設(shè)置秸稈管理和施肥處理,秸稈管理有秸稈還田與秸稈不還田;施肥處理分別是不施肥、單施氮磷鉀化肥、單施有機肥和有機無機肥混施;采用裂區(qū)試驗設(shè)計,主區(qū)為秸稈還田,副區(qū)為施肥處理;采用定位試驗方法,研究不同農(nóng)田管理措施下棉田土壤特性、土壤氮素轉(zhuǎn)化和氮素高效利用的棉花根際過程、氮素吸收和土壤有機碳庫等變化規(guī)律,明確添加有機物料對土壤特性及棉花氮素利用根際過程的影響。取得的主要研究結(jié)果如下:1.研究了秸稈還田和施肥對土壤特性和棉花根際效應(yīng)的影響。結(jié)果表明,實施秸稈還田并結(jié)合有機無機肥配施能顯著增加干旱區(qū)土壤有機碳及其活性組分含量,改善土壤質(zhì)量。秸稈還田下土壤pH和全氮表現(xiàn)出負根際效應(yīng),土壤有機碳和微生物量碳表現(xiàn)出較明顯的正根際效應(yīng);有機無機肥配施使棉田土壤pH和有機...
【文章來源】：石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
土壤N素轉(zhuǎn)化過程(引自Gao et al,2015)
試驗表明,除凈硝化速率受施肥措施的影響較小以外(P=0.168),秸稈還田和施肥對土壤凈礦化速率、凈硝化速率、總硝化速率和反硝化速率均有顯著影響,秸稈還田顯著增加了凈礦化速率、凈硝化速率、總硝化速率和反硝化速率(圖3-1)。施肥增加了土壤氮素轉(zhuǎn)化速率,但3個施肥處理之間的差異隨取樣時期的不同變化不一致。同一時期相同秸稈管理下,化肥和有機肥混施處理與單施化肥的轉(zhuǎn)化率差異不大。在秸稈還田條件下,單施有機肥盛花期凈硝化速率最高,收獲期硝化速率和反硝化速率最高。氮轉(zhuǎn)化速率受季節(jié)變化的影響顯著,整體表現(xiàn)為盛花期轉(zhuǎn)化率最大,而收獲期最小。2.2 秸稈還田和施肥對根際土和非根際土壤氮含量的影響
蔗糖酶用來表征土壤肥力水平和熟化程度,能促進土壤中的蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤脲酶活性用來表征土壤氮素的供應(yīng)強度,是唯一可以催化尿素水解的酶,在土壤氮素循環(huán)過程中至關(guān)重要。土壤磷酸酶可以反映土壤供應(yīng)速效磷的狀況。蛋白酶參與土壤中氨基酸和氮有機化合物的轉(zhuǎn)化。如圖4-1所示,秸稈還田顯著增加了土壤脲酶和蛋白酶活性(P<0.05),而對堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的影響不顯著(P>0.05)。施肥對土壤酶活性有顯著影響(P<0.05)。與S1F0相比,土壤脲酶和蛋白酶活性均表現(xiàn)為S1F3>S1F2>S1F1處理,差異達到顯著水平(P<0.05)。與S0F0相比,S1F3、S1F2和S1F1處理下土壤蛋白酶活性分別增加了約15.3%、17.6%、28.0%。S1F3處理下土壤堿性磷酸酶和蔗糖酶活性均顯著大于S1F0處理,且有最大值。秸稈還田和施肥共同作用下,土壤酶活性的變化趨勢與秸稈還田和施肥處理相似,土壤酶活性增加。棉田土壤0-20cm土層的土壤酶活性的變化趨勢與20-40cm土層土壤酶活性的變化趨勢一致。2.2 土壤微生物AWCD變化特征
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Responses of Soil Microbial Community Structure and Activity to Incorporation of Straws and Straw Biochars and Their Effects on Soil Respiration and Soil Organic Carbon Turnover[J]. TIAN Xiaoping,WANG Lei,HOU Yahong,WANG Han,TSANG Yiu Fai,WU Jihua. Pedosphere. 2019(04)
[2]Soil microbial activity and community structure as affected by exposure to chloride and chloride-sulfate salts[J]. ZHANG Qianqian,Steven A WAKELIN,LIANG Yongchao,CHU Guixin. Journal of Arid Land. 2018(05)
[3]干旱區(qū)棉花秸稈還田和施肥對土壤氮素有效性及根系生物量的影響[J]. 張國娟,濮曉珍,張鵬鵬,張旺鋒. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2017(13)
[4]秸稈管理和施肥方式對綠洲棉田土壤有機碳庫的影響[J]. 張鵬鵬,劉彥杰,濮曉珍,張國娟,王進,張旺鋒. 應(yīng)用生態(tài)學報. 2016(11)
[5]Soil Microbiological Activity and Carbon Dynamics in the Current Climate Change Scenarios: A Review[J]. Javid A.SOFI,Aabid H.LONE,Mumtaz A.GANIE,Naseer A.DAR,Sajad A.BHAT,Malik MUKHTAR,Mohd Ashraf DAR,Shazia RAMZAN. Pedosphere. 2016(05)
[6]幾種不同方法估算農(nóng)田表層土壤固碳潛力:以甘肅莊浪縣為例[J]. 師晨迪,許明祥,邱宇潔. 環(huán)境科學. 2016(03)
[7]有機肥對土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響研究進展[J]. 寧川川,王建武,蔡昆爭. 生態(tài)環(huán)境學報. 2016(01)
[8]長期保護性耕作對麥-玉兩熟農(nóng)田土壤碳氮儲量及固碳固氮潛力的影響[J]. 許菁,李曉莎,許姣姣,劉玲,韓惠芳,寧堂原,李增嘉. 水土保持學報. 2015(06)
[9]長期不同施肥模式下華北旱作潮土有機碳的平衡特征[J]. 高偉,楊軍,任順榮. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2015(06)
[10]不同施肥模式對南方黃泥田耕層有機碳固存及生產(chǎn)力的影響[J]. 王飛,李清華,林誠,鐘少杰,何春梅,劉玉潔. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2015(06)
博士論文
[1]干旱區(qū)不同管理措施下綠洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D]. 張前兵.石河子大學 2013
碩士論文
[1]秸稈管理和施肥措施對綠洲農(nóng)田土壤碳庫及碳循環(huán)影響的研究[D]. 張鵬鵬.石河子大學 2017
[2]農(nóng)業(yè)技術(shù)措施對綠洲農(nóng)田土壤有機碳組分及其穩(wěn)定性影響的研究[D]. 楊玲.石河子大學 2013
本文編號：2974249
【文章來源】：石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
土壤N素轉(zhuǎn)化過程(引自Gao et al,2015)
試驗表明,除凈硝化速率受施肥措施的影響較小以外(P=0.168),秸稈還田和施肥對土壤凈礦化速率、凈硝化速率、總硝化速率和反硝化速率均有顯著影響,秸稈還田顯著增加了凈礦化速率、凈硝化速率、總硝化速率和反硝化速率(圖3-1)。施肥增加了土壤氮素轉(zhuǎn)化速率,但3個施肥處理之間的差異隨取樣時期的不同變化不一致。同一時期相同秸稈管理下,化肥和有機肥混施處理與單施化肥的轉(zhuǎn)化率差異不大。在秸稈還田條件下,單施有機肥盛花期凈硝化速率最高,收獲期硝化速率和反硝化速率最高。氮轉(zhuǎn)化速率受季節(jié)變化的影響顯著,整體表現(xiàn)為盛花期轉(zhuǎn)化率最大,而收獲期最小。2.2 秸稈還田和施肥對根際土和非根際土壤氮含量的影響
蔗糖酶用來表征土壤肥力水平和熟化程度,能促進土壤中的蔗糖水解成葡萄糖和果糖。土壤脲酶活性用來表征土壤氮素的供應(yīng)強度,是唯一可以催化尿素水解的酶,在土壤氮素循環(huán)過程中至關(guān)重要。土壤磷酸酶可以反映土壤供應(yīng)速效磷的狀況。蛋白酶參與土壤中氨基酸和氮有機化合物的轉(zhuǎn)化。如圖4-1所示,秸稈還田顯著增加了土壤脲酶和蛋白酶活性(P<0.05),而對堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的影響不顯著(P>0.05)。施肥對土壤酶活性有顯著影響(P<0.05)。與S1F0相比,土壤脲酶和蛋白酶活性均表現(xiàn)為S1F3>S1F2>S1F1處理,差異達到顯著水平(P<0.05)。與S0F0相比,S1F3、S1F2和S1F1處理下土壤蛋白酶活性分別增加了約15.3%、17.6%、28.0%。S1F3處理下土壤堿性磷酸酶和蔗糖酶活性均顯著大于S1F0處理,且有最大值。秸稈還田和施肥共同作用下,土壤酶活性的變化趨勢與秸稈還田和施肥處理相似,土壤酶活性增加。棉田土壤0-20cm土層的土壤酶活性的變化趨勢與20-40cm土層土壤酶活性的變化趨勢一致。2.2 土壤微生物AWCD變化特征
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Responses of Soil Microbial Community Structure and Activity to Incorporation of Straws and Straw Biochars and Their Effects on Soil Respiration and Soil Organic Carbon Turnover[J]. TIAN Xiaoping,WANG Lei,HOU Yahong,WANG Han,TSANG Yiu Fai,WU Jihua. Pedosphere. 2019(04)
[2]Soil microbial activity and community structure as affected by exposure to chloride and chloride-sulfate salts[J]. ZHANG Qianqian,Steven A WAKELIN,LIANG Yongchao,CHU Guixin. Journal of Arid Land. 2018(05)
[3]干旱區(qū)棉花秸稈還田和施肥對土壤氮素有效性及根系生物量的影響[J]. 張國娟,濮曉珍,張鵬鵬,張旺鋒. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2017(13)
[4]秸稈管理和施肥方式對綠洲棉田土壤有機碳庫的影響[J]. 張鵬鵬,劉彥杰,濮曉珍,張國娟,王進,張旺鋒. 應(yīng)用生態(tài)學報. 2016(11)
[5]Soil Microbiological Activity and Carbon Dynamics in the Current Climate Change Scenarios: A Review[J]. Javid A.SOFI,Aabid H.LONE,Mumtaz A.GANIE,Naseer A.DAR,Sajad A.BHAT,Malik MUKHTAR,Mohd Ashraf DAR,Shazia RAMZAN. Pedosphere. 2016(05)
[6]幾種不同方法估算農(nóng)田表層土壤固碳潛力:以甘肅莊浪縣為例[J]. 師晨迪,許明祥,邱宇潔. 環(huán)境科學. 2016(03)
[7]有機肥對土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響研究進展[J]. 寧川川,王建武,蔡昆爭. 生態(tài)環(huán)境學報. 2016(01)
[8]長期保護性耕作對麥-玉兩熟農(nóng)田土壤碳氮儲量及固碳固氮潛力的影響[J]. 許菁,李曉莎,許姣姣,劉玲,韓惠芳,寧堂原,李增嘉. 水土保持學報. 2015(06)
[9]長期不同施肥模式下華北旱作潮土有機碳的平衡特征[J]. 高偉,楊軍,任順榮. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2015(06)
[10]不同施肥模式對南方黃泥田耕層有機碳固存及生產(chǎn)力的影響[J]. 王飛,李清華,林誠,鐘少杰,何春梅,劉玉潔. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2015(06)
博士論文
[1]干旱區(qū)不同管理措施下綠洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D]. 張前兵.石河子大學 2013
碩士論文
[1]秸稈管理和施肥措施對綠洲農(nóng)田土壤碳庫及碳循環(huán)影響的研究[D]. 張鵬鵬.石河子大學 2017
[2]農(nóng)業(yè)技術(shù)措施對綠洲農(nóng)田土壤有機碳組分及其穩(wěn)定性影響的研究[D]. 楊玲.石河子大學 2013
本文編號：2974249
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