长期不同耕作土壤有机氮差异及当季还田秸秆对其矿化的影响

【摘要】：探讨保护性耕作和常规耕作对土壤各形态有机氮的长期效应，当季还田秸秆在两种土壤背景下，通过自身氮素矿化和激发效应对土壤总有机氮矿化的短期影响效果，不仅可为生产实践中确定合理施肥量提供技术依据，而且可从理论上明确当季秸秆还田对土壤有机氮矿化影响的途径。本研究在连续20年保护性耕作和常规耕作的土壤基础上，采用常规测试和同位素示踪技术相结合的方法，对上述问题进行了研究，得出以下主要结论： 1.长期保护性耕作对土壤各种形态有机氮含量的影响 长期（20年）保护性耕作在表层0-10cm土层的全氮含量，活性氮库（MBN），中间体氮库（PON）和易矿化氮库（酸解铵态氮和氨基酸态氮）含量均显著高于常规耕作：其中0-5cm保护性耕作比常规耕作的全氮提高72.86%，微生物量氮提高205.26%，颗粒性有机氮提高了117.26%，易矿化的酸解氨基酸态氮提高了24.79%，酸解铵态氮壤高92.75%；5-10cm保护性耕作比常规耕作全氮提高76.03%，颗粒性有机氮提高107.74%，酸解氨基酸态氮提高31.43%，酸解铵态氮提高51.52%。上述各形态有机氮含量的提高，为有机氮矿化提供了更多的物质来源。对10-60cm深层土壤的影响较小，但全氮、氨基酸态氮相比于常规耕作有降低的趋势。 2.当季还田秸秆对两种耕作土壤基础总有机氮矿化的影响结果 通过秸秆还田后保护性耕作和常规耕作两种土壤总有机氮矿化速率的对比研究发现，在田间生产条件下进行秸秆还田，当季还田秸秆能够促进保护性耕作土壤总有机氮的矿化，但是对于0-60cm各层土壤的促进效果有所不同，其中0-10cm，10-30cm和30-60cm的促进程度分别为147.27%，51.40%和25.00%。 当季还田秸秆对常规耕作土壤氮素矿化的影响与保护性耕作相反，当季还田秸秆对0-10cm，10-30cm和30-60cm土层的土壤氮素矿化抑制程度分别为70.64%，20.00%和7.92%。 3.当季还田秸秆对两种耕作土壤基础有机氮矿化的影响机理 利用15N同位素示踪技术，两种耕作土壤按田间生产条件进行秸秆还田（保护性耕作为地表覆盖，常规耕作为混入0-20cm土壤）的研究结果证明，当季还田秸秆氮矿化对于土壤总有机氮矿化速率的影响很小，而激发效应对应的影响较大。证明，当季还田秸秆对土壤总有机氮的影响由秸秆自身氮素矿化和激发效应共同决定，其中激发效应起主导作用。 实验室模拟条件下，采用相同还田方式（均匀混入土壤）不同秸秆量的研究结果表明，长期保护性耕作土壤当季还田秸秆对土壤总有机氮矿化的影响与常规耕作土壤相同，均呈现出不同程度的抑制作用，这表明田间生产条件下秸秆还田方式的差异，是导致当季秸秆还田对两种土壤总有机氮矿化速率产生截然相反作用的主要原因。 另外，研究还初步明确了，在田间生产和实验室内恒温恒湿模拟两种条件下，当季还田秸秆自身氮素矿化量和土壤总有机氮矿化随时间推演的变化动态异同点。 【关键词】：保护性耕作 秸秆 有机氮 矿化率 激发效应
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S157.42
【目录】：

• 符号说明4-7
• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 前言11-18
• 1.1 目的意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-18
• 1.2.1 土壤有机氮矿化的生物学机理研究12-14
• 1.2.2 秸秆有机氮矿化过程的研究14-15
• 1.2.3 秸秆还田对土壤有机氮矿化的影响15-18
• 2 材料与方法18-24
• 2.1 试验地点及实施概况18
• 2.2 试验设计18-20
• 2.2.1 试验一：保护性耕作和常规耕作对土壤各形态有机态氮的长期效应研究18-19
• 2.2.2 试验二：田间生产条件下当季还田秸秆对不同耕作土壤有机氮矿化的影响19-20
• 2.2.3 试验三：实验室模拟相同方式当季还田秸秆对不同耕作土壤有机氮矿化的影响20
• 2.3 测定项目与方法20-24
• 2.3.1 长期定位不同耕作土壤有机氮的测定20-22
• 2.3.2 矿化势及矿化速率测定22
• 2.3.3 秸秆氮素矿化及激发效应的计算22-24
• 3 结果与分析24-48
• 3.1 保护性耕作和常规耕作对土壤有机氮的长期效应24-32
• 3.1.1 全氮24-25
• 3.1.2 微生物量氮25-26
• 3.1.3 颗粒性有机氮26-27
• 3.1.4 酸解有机氮组分27-30
• 3.1.5 矿化势30-32
• 3.2 田间生产条件下当季还田秸秆对两种耕作土壤总有机氮矿化的影响32-40
• 3.2.1 当季秸秆还田对土壤总有机氮矿化的综合影响32-35
• 3.2.2 当季还田秸秆氮素矿化对土壤总有机氮矿化的影响35-39
• 3.2.3 当季还田秸秆激发效应对土壤总有机氮矿化的影响39
• 3.2.4 当季还田秸秆氮素矿化和激发效应的比较39-40
• 3.3 实验室模拟相同还田方式下秸秆还田对两种耕作土壤氮素矿化影响40-48
• 3.3.1 当季秸秆还田对土壤总有机氮矿化的综合影响40-43
• 3.3.2 当季还田秸秆氮素矿化对土壤总有机氮矿化的影响43-44
• 3.3.3 当季还田秸秆激发效应对土壤总有机氮矿化的影响44-45
• 3.3.4 当季还田秸秆氮素矿化和激发效应的比较45-48
• 4 讨论48-57
• 4.1 两种耕作方式对土壤有机氮的长期效应48-52
• 4.1.1 两种耕作方式土壤全氮的差异48
• 4.1.2 两种耕作方式土壤微生物量氮的差异48-49
• 4.1.3 两种耕作方式土壤颗粒性有机氮的差异49-50
• 4.1.4 两种耕作方式土壤酸解有机氮组分的差异50
• 4.1.5 两种耕作方式土壤有机氮矿化势的差异50-52
• 4.2 秸秆还田对不同耕作土壤有机氮矿化的影响52-57
• 4.2.1 秸秆氮素矿化的影响52-53
• 4.2.2 秸秆还田对于不同耕作方式土壤氮素矿化的激发效应53-55
• 4.2.3 秸秆氮素矿化与激发效应的比较55-57
• 5 结论57-60
• 6 参考文献60-75
• 7 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响    刘鹏涛;冯佰利;慕芳;苏旺;徐芦;蔡晓青;刘月仙;朱瑞祥;薛少平;

玉米秸秆还田保护性耕作对产量及土壤理化性状影响的灰色关联分析    赵凡;何秀云;沈玉梅;牛建彪;李建平;李胜克;张继祖;

不同耕作方式对旱地土壤酸解有机总氮的影响    姜小凤;张仁陟;王玲英;杨玉惠;孙立军;

旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响    张丽华;黄高宝;张仁陟;

不同耕作方式对土壤有机质及氮磷钾含量的影响    孙海国

玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤理化性状的影响    牛新胜;马永良;牛灵安;郝晋珉;张树奎;

黄土高原水土流失与土壤退化研究初报    唐克丽,张仲子,孔晓玲,史瑞云,黄少燕

吉林省中部地区玉米少耕法研究报告 Ⅱ.少耕有效年限试验报告    佟培生,李勇,何奇镜

旱地玉米免耕覆盖系统对土壤氮、磷、钾的影响    张树梅,籍增顺

保护性耕作对农田土壤不同养分形态的影响    田慎重;李增嘉;宁堂原;王瑜;李洪杰;

中国农业非点源污染    胡星明;

少免耕和秸秆还田对冬小麦光合特性的影响    吕美蓉;宁堂原;张涛;赵建波;李洪杰;李增嘉;

旱地保护性耕作对土壤理化性状和冬小麦生理特性的影响    司纪升;王法宏;李升东;孔令安;冯波;张宾;

有机无机肥料长期配施对作物产量及氮素吸收利用的影响    晁赢;李絮花;赵秉强;左余宝;林治安;

秸秆在肉牛饲养中的利用及其纤维表观消化率    冯素飞;蒋高明;孔令杰;

山东省主要土壤类型甘薯肥料利用率研究    董晓霞;孙泽强;张立明;王学君;王庆美;谢备涛;郑东峰;

设施栽培土壤微生物量氮的变化规律及其与土壤肥力的关系    王薇;袁亮;

蒜棉麦棉套作对棉田土壤微生物生物量碳及活性的影响    赵庆龙;宋宪亮;孙学振;张美玲;李宗泰;

麦玉系统氮素肥料的综合效应及适宜施氮量的研究进展    王树生;范战胜;张新明;

有机肥资源在当代农业生产中的利用    许有尊;黄见良;吴文革;郑乐娅;王鸿燕;张丽娟;崔娜;

包膜控释尿素和普通尿素配施对油菜产量和氮肥利用率的影响    李敏;叶舒娅;刘枫;袁嫚嫚;

1982-2003年蒙古高原NDVI对气候变化的响应研究    张雪艳;徐新良;

几种松树根际益生菌的数量分析    黄宝灵;吴庆梅;吕成群;方丽英;李校雨;

稻麦两熟制不同耕作方式与秸秆还田周年生产力的综合评价    刘世平;张洪程;戴其根;霍中洋;许轲;

滚切式轻小型秸杆切碎机的研制    马荣朝;吴维雄;张黎骅;

不同肥料结构氮在棉田生态系统中的吸收利用和去向研究    张美良;彭齐东;

南疆滴灌棉田施氮量对产量及纤维品质的影响研究    林涛;郭仁松;田立文;徐海江;崔建平;

保护性耕作下麦稻轮作水稻田土壤的氮素动态变化    杨谢;赵燮京;王昌全;王昌桃;

秸秆覆盖保墒的农田生态效应及“保墒灌溉”技术    员学锋;吴普特;汪有科;徐福利;

次降雨条件下农田土壤及地下水氮素分布特征分析    袁自瑛;张展羽;

砂姜黑土区小麦玉米轮作秸秆全量还田对冬小麦的生理生态效应    屈会娟

不同耕作措施对绿洲灌区冬小麦“根土系统”的影响    冯福学

保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响    杨江山

中国土地利用的碳排放效应研究    赖力

生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响    刘玉学

施水播种灌水入渗和土壤松耕方法的研究    杨有刚

免耕方式对燕麦田温室气体排放与土壤性状的影响    张志栋

不同栽培技术体系对冬小麦产量品质和光能水氮利用效率的影响    石玉华

不同氮效率类型小麦氮代谢差异及其机理分析    王平

秸秆覆盖保护性种植的土壤养分效应和作物生理生化响应机制研究    薛兰兰

模拟氮沉降对三峡库区两种土壤碳、氮和盐基离子淋失的影响    刘仁燕

养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响    毕磊

鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究    柴彦君

长期施肥下我国典型土壤粮食作物氮肥利用率时空演变特征    闫鸿媛

油菜轻简化生产中几项养分管理关键技术的初步研究    苏伟

武汉市内湖富营养化周年变化规律的监测及初步讨论    杨文静

耕作方式对稻田土壤有机碳库的影响    乐丽鑫

控释尿素施用方式对玉米氮素与水分利用、产量和品质的影响    苏琳

海藻对不同促生菌生长的影响及应用    李智卫

耕作方式及其转变对麦玉两熟农田土壤CH_4、N_2O排放和固碳能力的影响    田慎重

不同放牧率对草原植物与土壤C、N、P含量的影响    李香真,陈佐忠

水稻强化栽培不同氮肥用量对产量的影响初探    潘志高,陈洪坤,寿建尧,金应

超高产水稻根系发育形态学研究    郑景生,林文,姜照伟,李义珍

农田硝态氮的污染及其防治对策    江福英,翁伯琦

不同氮肥施用量对再生稻干物质积累运转的影响    姜照伟,林文雄,李义珍,卓传营,谢华安

旱作麦田秸秆覆盖的生态综合效应研究    巩杰,黄高宝,陈利顶,傅伯杰

保护性耕作对黄土高原旱地表土容重和水分入渗的影响    罗珠珠,黄高宝,张国盛

免耕对粮食产量及经济效益的影响评述    彭文英;张雅彬;

黄土高原半干旱区保护性耕作经济适应性评价    孙利军;张仁陟;蔡立群;

毛乌素沙地南缘不同免耕农田土壤理化性质及玉米产量差异分析    刘建忠;师江澜;雷金银;高国雄;吴发启;

华北平原免耕冬小麦田土壤水热特征及其对冬小麦生长发育影响研究    陈军胜

保护性耕作的本质与发展前景    吴崇友,金诚谦,魏佩敏,夏晓东,卢晏

保护性耕作的技术内容(一)    张文亮 ,李敬菊

保护性耕作问答(Ⅹ)    杨文革

我国旱地机械化保护性耕作展望    小禾

发展保护性耕作 促生态农业发展    马春香;

保护性耕作问答(Ⅷ)    杨文革

渭北旱原不同保护性耕作方式水肥增产效应研究    方日尧,同延安,赵二龙,梁东丽

保护性耕作系列谈之二 填补生态环境建设的空白    许继光

连山区推广保护性耕作可行性分析    彭国英;薛元良;

内蒙古自治区人民政府关于实施农业保护性耕作制度的意见    

保护性耕作条件下深松机具的研究现状与展望    王瑞丽;李宝筏;邱立春;林静;

东北地区保护性耕作研究进展与建议    李宝筏;杨文革;王勇;邱立春;吴仕宏;王瑞丽;林静;

河北省保护性耕作技术创新项目中期评估报告    

天津市保护性耕作技术创新项目中期评估报告    

机械化保护性耕作与可持续生态农业试验研究    陈生正;苗富才;

保护性耕作的发展    高焕文;

保护性耕作条件下农田土壤的风蚀特性试验研究    陈建强;赵满全;陈智;

我国保护性耕作发展趋势与存在问题    李洪文;高焕文;王晓燕;李问盈;

保护性耕作与环境保护分析报告    费国盛;

内蒙古自治区保护性耕作技术示范推广工作总结交流材料    

保护性耕作研究进展与评述    尼玛次吉 林芝县农技推广站

保护性耕作旱涝都增收    本报记者 刘丽娜　通讯员 任洪珍

白城粮食增产的康庄大道    白城市农委 宫启宽　韩友 金涛

“懒汉田”里尝甜头    本报记者 王恩瑞　本报通讯员 王雷

我省保护性耕作推广难题亟待破解    本报记者 王雅萍

呼伦贝尔全面推广保护性耕作    闫兴军

山东莱州:保护性耕作抗旱显成效    通讯员 王帮高

齐河25万亩保护性耕作小麦“根壮苗青”    郑军　宋宜广

保护性耕作新技术“落户”白银区    尚蓉梅

山东实施保护性耕作显现“四大功效”    李清明

保护性耕作农田碳循环规律和调控研究    王丙文

节水灌溉与保护性耕作应对气候变化效果分析    邹晓霞

保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响    杨江山

黄土丘陵沟壑区保护性耕作条件下土壤物理性质及水土流失研究    王立

一年两熟地区机械化保护性耕作体系试验与分析    周兴祥

土壤风蚀及保护性耕作减轻沙尘暴的试验研究    周建忠

保护性耕作对农田土壤生态因子及温室气体排放的影响    赵建波

保护性耕作防治土壤风蚀的试验研究    臧英

旱地机械化保护性耕作径流与土壤水分平衡模型试验研究    王晓燕

保护性耕作措施对农田土壤健康状况的影响及作物响应研究    韩宾

长期不同耕作土壤有机氮差异及当季还田秸秆对其矿化的影响    陈保青

保护性耕作对豫西黄土坡耕地水肥动态影响的研究    苏子友

四川稻田保护性耕作对土壤理化性质的影响研究    严洁

山西旱地机械化保护性耕作技术效益研究    赵海涛

机械化保护性耕作专家系统研究    李伟

宁夏固原地区保护性耕作技术试验研究    张权

保护性耕作对旱作农田土壤酶活性的影响    王智功

保护性耕作对旱地麦—豆双序列轮作水分利用的影响    郭清毅

保护性耕作对塿土碳氮分布及性质的影响    王彩霞

秸秆覆盖度图像处理识别及其对出苗率的影响    赵丽