免耕与秸秆施用对农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响

【摘要】：本研究选用我国大面积种植的常规作物冬小麦(Triticum aestivum)和大豆(Glycine max)作为试验材料,采用田间试验的方法,开展了2个大豆生长季、1个冬小麦生长季的试验。田间试验设置四种不同的处理,即常规翻耕(T)、免耕(NT)、翻耕+秸秆施用(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)。应用Li-8100自动碳通量仪测定土壤呼吸速率,采用BaPS系统进行土壤硝化和反硝化作用的测定；并测定土壤总有机碳、全氮、硝态氮含量,分析了与土壤碳氮循环密切相关的代表性土壤酶活性,初步探讨了免耕与秸秆施用对农田土壤呼吸、硝化和反硝化的影响。研究结果表明： 免耕与秸秆施用没有改变冬小麦田土壤呼吸速率的季节变化规律。与T相比,NT. TS. NTS处理均极显著地降低了土壤呼吸速率(p0.01),不同时期、不同处理的降幅在17.8%～77.1%之间不等。免耕与秸秆施用极大程度地降低了冬小麦田土壤呼吸速率的温度敏感性p0.01)。四种处理的土壤呼吸速率均与土壤温度王呈正相关(p0.01)；除T处理外,土壤呼吸速率均与土壤含水量呈负相关p0.01)。免耕与秸秆施用没有改变冬小麦田土壤硝化和反硝化作用的时间变化规律,但显著地提高了土壤硝化速率(p0.01),增幅在224%～766%之间。除TS处理外,NT和NTS处理均显著增加了土壤反硝化速率p0.01),其中NTS的反硝化速率高达T处理的6.21倍。硝化作用同土壤温度呈显著负相关、同土壤湿度呈显著正相关(p0.01)。NT和NTS处理使得土壤反硝化速率同土壤温度、土壤湿度具有显著的相关性(p0.01)。 大豆生长季的结果表明免耕与秸秆施用对土壤呼吸速率的影响没有一定规律。NT仅在大豆生长中后期,显著地抑制了土壤呼吸；TS在大豆生长中前期表现为增加了土壤呼吸速率(p0.05)；在不同生长期,NTS对土壤呼吸速率的影响表现不一致。免耕与秸秆施用增加了大豆田土壤呼吸速率的温度敏感性,提高了土壤呼吸速率与土壤温度的相关性。免耕与秸秆施用在大豆生长中后期提高了土壤硝化速率(p0.05)。免耕与秸秆施用使得土壤硝化作用和土壤温、湿度不再具有显著关系(p0.05)。 【关键词】：免耕 秸秆施用 土壤呼吸 硝化和反硝化 农田
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S154
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究进展10-15
• 1.2.1 免耕与秸秆施用研究进展10-11
• 1.2.2 农田土壤呼吸研究进展11-13
• 1.2.3 农田土壤硝化和反硝化作用研究进展13-15
• 1.3 问题的提出15
• 1.4 研究目的、研究内容15-17
• 1.4.1 研究目的15-16
• 1.4.2 研究内容16-17
• 第二章 材料与方法17-21
• 2.1 试验地点及材料17
• 2.1.1 试验地点17
• 2.1.2 试验材料17
• 2.2 研究方案17-20
• 2.2.1 田间试验设计17
• 2.2.2 土壤呼吸速率的测定17-18
• 2.2.3 土壤硝化、反硝化速率的测定18
• 2.2.4 相关指标的测定18-19
• 2.2.5 作物生育期和肥料管理19-20
• 2.3 统计分析20-21
• 第三章 免耕与秸秆施用对冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响21-33
• 3.1 对冬小麦田土壤呼吸的影响21-25
• 3.1.1 冬小麦田土壤温度与含水量21
• 3.1.2 土壤呼吸速率季节性规律21-22
• 3.1.3 土壤呼吸速率的差异22-23
• 3.1.4 土壤呼吸温度敏感性23-24
• 3.1.5 土壤呼吸速率与土壤含水量关系24-25
• 3.2 对冬小麦田土壤硝化、反硝化作用的影响25-31
• 3.2.1 土壤硝化速率的测定25-26
• 3.2.2 土壤反硝化速率的测定26-28
• 3.2.3 士壤硝化速率与土壤温度和土壤含水量关系28-29
• 3.2.4 土壤反硝化速率与土壤温度和含水量关系29-31
• 3.3 本章小结31-33
• 3.3.1 免耕与秸秆施用对冬小麦田土壤呼吸作用的影响31
• 3.3.2 免耕与秸秆施用对冬小麦田土壤硝化作用的影响31-32
• 3.3.3 免耕与秸秆施用对冬小麦田土壤反硝化作用的影响32-33
• 第四章 免耕与秸秆施用对大豆田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响33-40
• 4.1 对大豆田土壤呼吸的影响33-37
• 4.1.1 大豆田土壤温度与含水量33
• 4.1.2 土壤呼吸速率季节性规律33-34
• 4.1.3 土壤呼吸速率的差异34-35
• 4.1.4 土壤呼吸温度敏感性35-36
• 4.1.5 土壤呼吸速率与土壤含水量关系36-37
• 4.2 对大豆田土壤硝化、反硝化作用的影响37-39
• 4.2.1 土壤硝化速率的测定37-38
• 4.2.2 土壤反硝化速率的测定38
• 4.2.3 土壤硝化速率与土壤温度和含水量关系38-39
• 4.3 本章小结39-40
• 4.3.1 免耕与秸秆施用对大豆田土壤呼吸作用的影响39
• 4.3.2 免耕与秸秆施用对大豆田土壤硝化作用的影响39-40
• 第五章 免耕与秸秆施用对土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响机理40-52
• 5.1 对冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响机理40-47
• 5.1.1 土壤呼吸作用的影响机理40-44
• 5.1.2 土壤硝化、反硝化作用的影响机理44-47
• 5.2 对大豆田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响机理47-51
• 5.2.1 土壤呼吸作用的影响机理47-49
• 5.2.2 土壤硝化、反硝化作用的影响机理49-51
• 5.3 本章小结51-52
• 5.3.1 对冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响机理51
• 5.3.2 对大豆田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响机理51-52
• 第六章 讨论52-55
• 6.1 作物种类的选择52
• 6.2 生态环境因子的控制52
• 6.3 冬小麦田土壤试验结果分析52-53
• 6.4 大豆田土壤试验结果分析53
• 6.5 不同作物土壤呼吸速率、硝化和反硝化作用的影响差异53-55
• 第七章 结论与展望55-57
• 7.1 全文结论55
• 7.1.1 免耕与秸秆施用对土壤呼吸作用的影响55
• 7.1.2 免耕与秸秆施用对土壤硝化和反硝化作用的影响55
• 7.2 研究特色与创新点55-56
• 7.2.1 新的研究思路55-56
• 7.2.2 新的认识56
• 7.3 研究展望56-57
• 参考文献57-67
• 作者简介67-68
• 致谢68

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