焚烧秸秆对土壤酶活性、微生物数量及理化性质的影响

【摘要】：农作物秸秆农业生产的重要资源,也是生物质能源的主要原料之一。研究表明,焚烧秸秆已成为中国显著的环境问题和社会问题。近年来随着农村生活水平的提高,昔日作为农民薪才的作物秸秆,如今却被付之一炬。这不仅是对资源的浪费,更是对自然环境的污染。焚烧秸秆不仅会污染环境空气质量,在产生浓烟的同时也会危害人体健康。在焚烧秸秆时在地表产生的高温会对土壤的生化特性和理化特性产生影响。因此研究焚烧秸秆对土壤酶活性、土壤微生物数量、土壤理化性状的影响具有重要的理论意义和实践意义,以期合理正确的认识焚烧秸秆对土壤不同土层的土壤酶活性、土壤微生物数量、土壤理化性状的变化提供理论和科学依据。 本文以焚烧秸秆后覆盖的土壤为研究对象,研究秸秆焚烧对不同土层(0-2、2-5、5-13、13-20cm)土壤酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和多酚氧化酶)活性、微生物数量及土壤理化性状的影响。主要研究结果如下： 1.焚烧秸秆会降低土壤酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和多酚氧化酶)活性。在土层0-2cm,脲酶和磷酸酶活性降低的程度最大,分别降低了80%～88%、80%～89%,焚烧前后的差异性达到了极显著差异。焚烧秸秆对蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶的活性降低程度基本相近,在这个土层蔗糖酶活性较对照降低了40%～45%,多酚氧化酶活性降低了48%～52%,过氧化氢酶活性降低了42%～45%,这三种酶活性的降低程度较对照都达到了极显著差异。随着土层深度的增加,酶活性受到的影响程度骤减,其中过氧化氢酶活性只降低了6%～10%,磷酸酶活性降低了11%～13%。蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶活性的降低程度基本接近,分别降低了25%～33%、33%～38%、30%～33%。差异性分析得出蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性在这个土层的降低程度达到了极显著性差异,磷酸酶活性的降低程度只达到了显著性差异。在土层5-13cm,只有脲酶和磷酸酶活性发生变化,其中脲酶活性较对照降低了10%～13%,差异性分析达到了极显著性差异,磷酸酶活性降低范围在5%以内,没有达到显著性差异。其他三种酶(蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶)活性没有发生变化,说明焚烧秸秆对这三种酶没有产生影响。在最底层13-20cm,5种土壤酶都没有受到影响,表明焚烧秸秆产生的高温随着土层深度的增加逐渐降低,以至于在土层13-20cm的土壤酶活性没有受到影响。 2.焚烧秸秆也大幅度的降低了土壤微生物的数量。在土壤环境中,三大菌种的数量是细菌放线菌真菌。在一定土层深度土壤微生物的数量随着土层深度的增加而增加,在0-13cm三种菌的数量在逐渐增加,随着土层深度的增加在13-20cm微生物的数量开始降低。在0-2cm土层,焚烧秸秆使细菌、放线菌、真菌的数量大幅度的下降,分别降低了74%～81%、76%-80%、80%-82%,差异性分析得出都达到了极显著性差异。随着土层深度的增加,焚烧秸秆对2-5cm土层的微生物数量产生的影响在降低,其中细菌较对照降低了48%～52%、放线菌降低了40%～43%、真菌降低了45%～52%,也都达到了极显著性差异。焚烧秸秆对5-13cm和13-20cm土层的微生物数量没有产生影响。 3.焚烧秸秆对土壤理化性状的影响不尽相同,降低了土壤有机质含量、土壤含水量、土壤碱解氮含量,相反增加了土壤速效磷、速效钾含量。在土层0-2cm,土壤有机质含量、含水量、碱解氮含量分别降低了30%～37%、35%～41%、10%～13%,差异性分析显示都达到了极显著性差异。焚烧秸秆使速效磷和速效钾的含量骤增,而且非常明显,分别较对照增加了120%～130%、170%～180%。随着土层深度的增加在2-5cm,有机质含量降低了5%-7%,未达到显著性差异；含水量降低了18%～21%,达到了极显著性差异；碱解氮含量降低了25%～30%,也达到了极显著性差异；速效磷和速效钾分别增加了70%～79%、125%～133%；差异性分析达到了极显著性差异。在更深的5-13cm土层,有机质和碱解氮含量分别降低4%～7%、20%～26%,前者未达到显著性差异,后者达到了极显著性差异；速效磷和速效钾的增加程度也达到了极显著性差异,分别增加50%～54%、90%～92%。在最底层13-20cm,只有速效钾含量有变化,增加了158%～166%,差异性分析达到了极显著性差异：有机质、含水量、碱解氮、速效磷的含量没有变化。 【关键词】：焚烧秸秆 不同土层 土壤酶活性 土壤微生物 土壤理化性状
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X712
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目录9-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 选题背景及目的意义10-12
• 1.2 国内外研究进展12-17
• 1.3 研究内容17
• 1.4 技术路线17-18
• 1.5 拟解决的关键问题18
• 1.6 创新点18-20
• 2 材料和方法20-22
• 2.1 样品采集20
• 2.2 测定方法和数据处理20-22
• 3 结果与分析22-37
• 3.1 焚烧秸秆对不同土层土壤酶活性的影响22-27
• 3.2 焚烧秸秆对不同土层土壤微生物数量的影响27-30
• 3.3 焚烧秸秆对不同土层土壤理化性状的影响30-37
• 4 讨论37-41
• 4.1 焚烧秸秆对不同土层土壤酶活性的影响37-38
• 4.2 焚烧秸秆对不同土层土壤微生物数量的影响38-39
• 4.3 焚烧秸秆对不同土层土壤理化性状的影响39-41
• 5 结论及展望41-42
• 5.1 结论41
• 5.2 展望41-42
• 参考文献42-46
• 作者简介46-47
• 致谢47

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