长期施肥对两种典型农田土壤有机碳化学性质的影响

发布时间：2020-07-03 17:29

【摘要】：土壤有机碳(SOC)库是陆地生态系统有机碳库的重要组成部分,土壤有机碳的化学性质主要由其化学结构和成分所决定。土壤有机碳在不同的土壤组分之间具有高度的异质性,因而其化学性质也具有一定的差异。本文以我国长期定位施肥试验的两种典型农田土壤:潮土和红壤为研究对象,采用粒径分组方法,将SOC分为粗颗粒(0.25 mm)、细颗粒(0.053-0.25 mm)和矿物结合态组分(0.053 mm)。对不同施肥处理下不同组分进行碳氮含量和有机碳化学成分的测定,综合分析土壤有机碳内部化学性质的动态机制。主要研究结果如下:1.在不同处理中,潮土和红壤均表现为矿物结合态有机碳组分含量高于细颗粒及粗颗粒有机碳组分。潮土中矿物结合态有机碳组分占比最高,均达到70%以上,其次是细颗粒组分,粗颗粒组分最低。红壤中矿物结合态组分比例均达到80%以上,粗颗粒有机碳组分含量其次,细颗粒有机碳组分含量最低。2.三种施肥处理下潮土和红壤的土壤全氮含量相对于不施肥处理均有提高,氮肥处理下的潮土和红壤全碳含量与对照相比无显著影响(P0.05)。不同处理下潮土C/N变化差异为:对照(CK)单施氮肥(N)氮磷钾配施(NPK)有机无机肥配施(NPKM)。红壤不同处理C/N比值则正好相反,表现为有机无机肥配施(NPKM)氮磷钾配施(NPK)不施肥(CK)单施氮肥(N),这是由于氮肥处理使土壤酸化,全碳含量较低,而全氮含量受到影响较小,因而C/N比值最低。此外,施肥后土壤全碳含量得到提高,而红壤地区氮素淋溶问题严重,使得总C/N与CK相比有所下降。潮土不同施肥处理均表现为细颗粒组分碳氮含量低于其他两个组分,间接表明土壤细颗粒(微团聚体)与碳氮较难结合。C/N同样也表现为细颗粒组分含量最低,粗颗粒组分含量最高的现象,表明粗颗粒组分土壤分解程度较低。红壤全碳含量除NPKM处理受有机肥施用影响,表现出细颗粒组分全碳含量高于粗颗粒组分的现象外,其余均随土壤粒径的减小而减小。此外,土壤C/N比值同样也随土壤粒径的减小而减小,说明粗颗粒组分土壤分解程度最低,矿物结合态组分土壤分解程度高。3.两种土壤有机碳的Py-GC/MS结果表示,施肥可以提高土壤有机碳中木质素类化合物含量,有机肥化肥配施的效果最明显。对不同组分有机碳化学成分的分析,结果表明潮土中木质素类化合物、多糖类化合物以及来源于微生物的脂肪族化合物均在粗颗粒有机碳组分中大量积累,而来源于植物的烷烃和烯烃类物质在矿物结合态有机碳组分中得以积累,木质素类化合物在矿物结合态有机碳组分中含量基本为零或是含量非常低。祁阳红壤木质素类化合物同样表现出在粗颗粒有机碳中积累,在矿物结合态有机碳中除NPKM处理依旧含有部分木质素类化合物外其余各处理矿物结合态有机碳组分中均不含有木质素类化合物的现象,但受红壤性质的影响,多糖类化合物和脂肪族化合物的分布规律不明显。含氮化合物的种类较少含量较低,未发现明显的规律性。此外,从图谱特征来看,在同一类型的土壤中,各个组分中几个不同处理的图谱特征较为相似,粗颗粒有机碳组分中所含物质种类较多,各处理之间化学物质有一定的重复,矿物结合态有机碳组分中各处理物质种类相似程度高,峰值特征也较为一致,说明在同样的分解程度下,土壤有机碳化学成分相似程度较高,矿物结合态有机碳组分分解程度最高,各处理间化学成分相似性最强。
【学位授予单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S153.6
【图文】：

我国两个长期定位试验点分布图

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本文编号：2739957