寒地秸秆还田腐解规律与土壤酶活性的研究

【摘要】：秸秆中养分含量丰富,是目前以及今后农田氮、磷、钾素和有机质的主要来源,秸秆直接还田是提高土壤有机碳含量、培肥地力、养分循环利用的有效而简单的方法。土壤酶是土壤物质和能量循环的重要参与者,是土壤生态系统中最活跃组分之-。其活性不仅能反映出土壤微生物活性的高低,而且能够表征土壤养分转化和运移能力的强弱,是评价土壤肥力的重要参数之-。土壤酶学特征已作为土壤的质量的-种潜在的指标。 本试验采用尼龙网袋法研究了秸秆还田后腐解过程及养分释放规律；砂滤管法研究了秸秆对土壤速效养分的影响；结合室内模拟试验研究秸秆还田对土壤酶活性的影响；以寒地黑土为研究对象,设置四种耕作方式：传统耕作、免耕、免耕秸秆覆盖和少耕秸秆覆盖,研究了耕层深度、轮作方式、季节变化对圭壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响。结果表明： 寒地秸秆当年腐解养分释放分为三个时期：快速腐解期(还田0～45天)、腐解减缓期(还田45～135天)、腐解停滞期(还田135～365天)。大豆秸秆碳、氮、磷、钾累积释放率分别为：58.66%、37.57%、54.27%、87.90%；玉米秸秆碳、氮、磷、钾累积释放量分别为：52.80%、35.49%、57.68%、93.00%；可以看出秸秆钾素释放最快,其次是磷和碳,最慢的是氮。 室内培养试验和砂滤管试验中,秸秆还田条件下,十壤有机质与速效养分均呈现增加的趋势。室内培养条件下,土壤有机质含量表现为：大豆秸秆玉米秸秆,；土壤速效氮含量表现为：大豆秸秆低还田量玉米秸秆大豆秸秆高还田量；土壤速效磷含量表现为：还田量高还田量低,相同还田量下,大豆秸秆玉米秸秆；土壤速效钾含量表现为：玉米秸秆高还田量显著高于其它处理。砂滤管试验中,平均增加土壤有机质、无机氮、速效磷、速效钾为12.58g/kg、2.26mg/kg、13.16mg/kg、5.35mg/kg。 室内培养试验中,秸秆还田增加了土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性,土壤酶活性受秸秆类型和秸秆还田量的影响表现不同。土壤脲酶活性受还田量高的大豆秸秆影响明显,大豆秸秆还田量高时,显著提高土壤脲酶活性。大豆秸秆和玉米秸秆还田量高时,十壤蔗糖酶、酸性磷酸酶活性高。 土壤酶均表现为0-1010-2020-30cm,在0-10cm土层少耕秸秆覆盖的酶活性显著高于其他处理；作物不同生育时期比较表明,大豆盛花期和玉米抽穗期土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的酶活性最高,而酸性磷酸酶活性为作物成熟期高；碱性磷酸酶活性受各因素影响不显著；轮作方式比较表明,玉米-玉米-大豆大豆-玉米-玉米。土壤酶之间、土壤酶与土壤速效养分之间存在显著或极显著相关性。 【关键词】：秸秆还田 养分释放 土壤养分 耕作措施 土壤酶
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S158
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 前言11-20
• 1.1 目的与意义11-12
• 1.2 国内外研究动态12-20
• 1.2.1 秸秆还田研究现状12-16
• 1.2.2 保护性耕作研究现状16-17
• 1.2.3 土壤酶的研究17-19
• 1.2.4 耕作措施对土壤酶活性的影响19-20
• 2 材料与方法20-25
• 2.1 试验地点20
• 2.2 试验处理20-23
• 2.2.1 秸秆腐解试验20-21
• 2.2.2 土壤酶活性试验21-22
• 2.2.3 室内模拟试验22-23
• 2.3 测定方法23-24
• 2.3.1 秸秆养分的测定23
• 2.3.2 土壤速效养分的测定23
• 2.3.3 土壤酶的测定23-24
• 2.4 数据统计分析24-25
• 3 结果分析25-65
• 3.1 秸秆还田下土壤养分和酶活性动态变化的室内模拟25-33
• 3.1.1 秸秆还田下土壤有机质的动态变化25-26
• 3.1.2 秸秆还田下土壤无机氮的动态变化26-28
• 3.1.3 秸秆还田下土壤速效磷的动态变化28-29
• 3.1.4 秸秆还田下土壤速效钾的动态变化29-30
• 3.1.5 秸秆还田下土壤酶的动态变化30-32
• 3.1.6 土壤酶活性与土壤速效养分间的相关性32-33
• 3.2 还田秸秆干物质变化与养分释放动态33-42
• 3.2.1 还田秸秆干物质变化33-35
• 3.2.2 还田秸秆碳素释放动态35-36
• 3.2.3 还田秸秆氮素释放动态36-38
• 3.2.4 还田秸秆磷素释放动态38-39
• 3.2.5 还田秸秆钾素释放动态39-41
• 3.2.6 还田秸秆养分释放速率的比较41-42
• 3.3 秸秆还田对土壤有机质和养分的影响42-46
• 3.3.1 秸秆还田对土壤有机质的影响42-43
• 3.3.2 秸秆还田对土壤速效氮的影响43-45
• 3.3.3 秸秆还田对土壤速效磷的影响45-46
• 3.3.4 秸秆还田对土壤速效钾的影响46
• 3.4 耕作措施对土壤酶活性的影响46-65
• 3.4.1 耕作措施对土壤脲酶活性的影响47-50
• 3.4.2 耕作措施对土壤蔗糖酶活性的影响50-53
• 3.4.3 耕作措施对土壤酸性磷酸酶活性的影响53-57
• 3.4.4 耕作措施对土壤碱性磷酸酶活性的影响57-60
• 3.4.5 耕作措施对土壤过氧化氢酶活性的影响60-64
• 3.4.6 土壤酶之间相关性64-65
• 4 讨论65-69
• 4.1 秸秆还田养分释放特点65-66
• 4.2 秸秆还田对土壤速效养分含量的影响66
• 4.3 秸秆还田对土壤酶活性的影响66-67
• 4.4 耕作措施下土壤酶活性的影响67-68
• 4.5 土壤酶活性与土壤养分间的相关性68-69
• 5 结论69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-82
• 攻读硕士期间发表的学术论文82

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