化肥减量配施有机肥对稻田湿地碳氮磷淋溶转化及土壤微生物群落变化的影响研究
发布时间：2025-06-06 04:27
化肥的过量或不合理施用,势必会威胁农业环境健康,尤其在水稻种植区域,农作物秸秆等有机物料资源化是近年来关注的焦点。本文着眼于农业面源污染防控过程中碳氮磷在稻田水体和土壤中的迁移转化,从源头优化施肥角度出发,开展了田间定位试验和淋溶模拟试验,采用土壤溶液收集装置、高通量测序技术、激发发射矩阵三维荧光配合平行因子解析模型（EEM-PARAFAC）技术等研究了化肥减量及配施常用有机肥（小麦秸秆WS,油菜壳RS,紫云英AS）条件下稻田水体及土壤中氮磷（N、P）迁移淋失规律、温室气体（GHG）排放特征、微生物群落结构变化、溶解性有机物（DOM）荧光组分源解析及其影响因素,试图探寻面源污染的源头防治措施,探究土壤气体排放及微生物的机制,揭示土壤DOM组分变化及其源解析,为稻田节能增效提供理论支撑和科学依据,所得到的主要结论总结如下:（1）在水稻生育期内,田面水总氮（TN）、总磷（TP）浓度均在施肥后第1天达到峰值,后期基本稳定不变,在水稻移栽后57天其平均含量分别降低了94.1%、99.6%,TP径流损失主要以颗粒态磷（PP）为主,约为溶解态磷（DP）的4.5倍,其损失量主要受到降雨等环境因素影响,...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 肥料在我国农业生产中的利用
1.1.1 化肥在农业中的投入现状
1.1.2 有机肥农田施用现状
1.1.3 有机无机肥配施的农田效应研究
1.1.4 有机无机肥配施对土壤培肥效应研究
1.2 稻田土壤中碳氮磷的迁移转化机理
1.2.1 稻田土壤碳的迁移转化
1.2.2 稻田土壤氮的迁移转化
1.2.3 稻田土壤磷的迁移转化
1.2.4 氮磷损失的主要防控措施
1.3 化肥减量配施有机肥对稻田湿地环境的影响
1.3.1 化肥减量配施有机肥对稻田养分径流损失的影响
1.3.2 化肥减量配施有机肥对稻田养分渗漏损失的影响
1.3.3 化肥减量配施有机肥对稻田温室气体排放的影响
1.3.4 化肥减量配施有机肥对稻田土壤微生物群落结构的影响
1.4 氮磷流失研究方法概述
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目的与意义
2.2 研究内容
2.2.1 化肥减量配施有机肥对稻田湿地碳氮磷迁移转化影响
2.2.2 化肥减量配施有机肥对稻田土壤氮磷迁移转化机理
2.2.3 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放及细菌群落结构影响研究
2.2.4 淋溶事件对不同层次土壤DOM光谱特性影响研究
2.2.5 化肥减量配施不同裂解温度麦秆生物炭对稻田土壤温室气体排放及微生物群落结构影响研究
2.2.6 不同裂解温度麦秆生物炭光谱特性研究
2.3 主要研究体系及技术方法
2.3.1 田间微区试验
2.3.2 土柱淋溶模拟试验
2.3.3 高通量测序技术
2.3.4 紫外-荧光联合平行因子解析技术
2.3.5 数据处理与统计方法
2.4 技术路线
第三章 化肥减量配施有机肥对稻田湿地氮磷迁移转化影响研究
引言
3.1 研究区概况
3.2 材料与方法
3.2.1 试验设计与处理
3.2.2 傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FITR)表征
3.2.3 样品采集与测定
3.2.4 磷素损失风险预测方法
3.3 结果与分析
3.3.1 有机物料FITR特征分析
3.3.2 化肥减量配施有机肥对稻田田面水氮素动态变化的影响
3.3.3 化肥减量配施有机肥对稻田田面水磷素动态变化的影响
3.3.4 化肥减量配施有机肥对稻田渗漏水TN动态变化的影响
3.3.5 化肥减量配施有机肥对稻田渗漏水总磷及磷素损失统计分析
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 化肥减量配施有机肥对水稻土碳氮磷淋溶影响研究
引言
4.1 材料与方法
4.1.1 淋溶试验装置
4.1.2 试验设计与处理
4.1.3 样品的采集与测定
4.2 结果与分析
4.2.1 化肥减量配施有机肥对水体中DOC浓度的影响
4.2.2 化肥减量配施有机肥对表层水TN动态变化影响
4.2.3 化肥减量配施有机肥对渗漏水TN动态变化影响
4.2.4 化肥减量配施有机肥对表层水TP动态变化影响
4.2.5 化肥减量配施有机肥对渗漏水TP动态变化影响
4.2.6 淋溶结束后剖面土壤理化性质变化
4.3 讨论
4.4 小结
第五章 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放及细菌群落结构影响研究
引言
5.1 材料与方法
5.1.1 试验设计与处理
5.1.2 样品的采集与测定
5.1.3 土壤微生物群落分析
5.2 结果与分析
5.2.1 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放影响
5.2.2 化肥减量配施有机肥对表层土壤细菌群落结构变化影响
5.3 讨论
5.4 小结
第六章 淋溶事件后土壤溶解性有机物光谱特征研究
引言
6.1 材料与方法
6.1.1 试验设计与处理
6.1.2 土壤溶解性有机物组分源解析
6.2 结果与分析
6.2.1 淋溶事件对土壤DOM含量的变化影响
6.2.2 土壤DOM紫外可见参数变异
6.2.3 土壤荧光参数变异
6.2.4 EEM-PARAFAC解析土壤DOM
6.2.5 组分物质的荧光强度分布
6.2.6 荧光组分物质相对贡献率
6.3 讨论
6.4 小结
第七章 化肥减量配施小麦秸秆生物炭对水稻土温室气体排放及微生物群落结构影响研究
引言
7.1 材料与方法
7.1.1 试验装置
7.1.2 生物炭的制备及其理化性质
7.1.3 试验设计
7.1.4 样品的采集与测定
7.1.5 土壤微生物群落分析
7.2 结果与分析
7.2.1 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放影响
7.2.2 化肥减量配施不同温度生物炭对表层土壤微生物群落结构变化影响
7.3 讨论
7.3.1 化肥减量配施不同温度生物炭对水稻土温室气体排放影响
7.3.2 化肥减量配施不同温度生物炭对水稻土壤微生物群落结构影响
7.4 小结
第八章 不同裂解温度生物炭及土壤的光谱特征分析
引言
8.1 材料与方法
8.1.1 试验装置
8.1.2 试验设计
8.1.3 生物炭FITR表征
8.1.4 生物炭溶解性有机物光谱特征
8.2 结果与分析
8.2.1 不同裂解温度生物炭FITR特征
8.2.2 不同裂解温度生物炭光谱特征分析
8.3 讨论
8.4 小结
第九章 结论与展望
9.1 主要结论
9.2 可能的创新点
9.3 存在的问题与研究展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
本文编号：4049787
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 肥料在我国农业生产中的利用
1.1.1 化肥在农业中的投入现状
1.1.2 有机肥农田施用现状
1.1.3 有机无机肥配施的农田效应研究
1.1.4 有机无机肥配施对土壤培肥效应研究
1.2 稻田土壤中碳氮磷的迁移转化机理
1.2.1 稻田土壤碳的迁移转化
1.2.2 稻田土壤氮的迁移转化
1.2.3 稻田土壤磷的迁移转化
1.2.4 氮磷损失的主要防控措施
1.3 化肥减量配施有机肥对稻田湿地环境的影响
1.3.1 化肥减量配施有机肥对稻田养分径流损失的影响
1.3.2 化肥减量配施有机肥对稻田养分渗漏损失的影响
1.3.3 化肥减量配施有机肥对稻田温室气体排放的影响
1.3.4 化肥减量配施有机肥对稻田土壤微生物群落结构的影响
1.4 氮磷流失研究方法概述
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目的与意义
2.2 研究内容
2.2.1 化肥减量配施有机肥对稻田湿地碳氮磷迁移转化影响
2.2.2 化肥减量配施有机肥对稻田土壤氮磷迁移转化机理
2.2.3 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放及细菌群落结构影响研究
2.2.4 淋溶事件对不同层次土壤DOM光谱特性影响研究
2.2.5 化肥减量配施不同裂解温度麦秆生物炭对稻田土壤温室气体排放及微生物群落结构影响研究
2.2.6 不同裂解温度麦秆生物炭光谱特性研究
2.3 主要研究体系及技术方法
2.3.1 田间微区试验
2.3.2 土柱淋溶模拟试验
2.3.3 高通量测序技术
2.3.4 紫外-荧光联合平行因子解析技术
2.3.5 数据处理与统计方法
2.4 技术路线
第三章 化肥减量配施有机肥对稻田湿地氮磷迁移转化影响研究
引言
3.1 研究区概况
3.2 材料与方法
3.2.1 试验设计与处理
3.2.2 傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FITR)表征
3.2.3 样品采集与测定
3.2.4 磷素损失风险预测方法
3.3 结果与分析
3.3.1 有机物料FITR特征分析
3.3.2 化肥减量配施有机肥对稻田田面水氮素动态变化的影响
3.3.3 化肥减量配施有机肥对稻田田面水磷素动态变化的影响
3.3.4 化肥减量配施有机肥对稻田渗漏水TN动态变化的影响
3.3.5 化肥减量配施有机肥对稻田渗漏水总磷及磷素损失统计分析
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 化肥减量配施有机肥对水稻土碳氮磷淋溶影响研究
引言
4.1 材料与方法
4.1.1 淋溶试验装置
4.1.2 试验设计与处理
4.1.3 样品的采集与测定
4.2 结果与分析
4.2.1 化肥减量配施有机肥对水体中DOC浓度的影响
4.2.2 化肥减量配施有机肥对表层水TN动态变化影响
4.2.3 化肥减量配施有机肥对渗漏水TN动态变化影响
4.2.4 化肥减量配施有机肥对表层水TP动态变化影响
4.2.5 化肥减量配施有机肥对渗漏水TP动态变化影响
4.2.6 淋溶结束后剖面土壤理化性质变化
4.3 讨论
4.4 小结
第五章 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放及细菌群落结构影响研究
引言
5.1 材料与方法
5.1.1 试验设计与处理
5.1.2 样品的采集与测定
5.1.3 土壤微生物群落分析
5.2 结果与分析
5.2.1 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放影响
5.2.2 化肥减量配施有机肥对表层土壤细菌群落结构变化影响
5.3 讨论
5.4 小结
第六章 淋溶事件后土壤溶解性有机物光谱特征研究
引言
6.1 材料与方法
6.1.1 试验设计与处理
6.1.2 土壤溶解性有机物组分源解析
6.2 结果与分析
6.2.1 淋溶事件对土壤DOM含量的变化影响
6.2.2 土壤DOM紫外可见参数变异
6.2.3 土壤荧光参数变异
6.2.4 EEM-PARAFAC解析土壤DOM
6.2.5 组分物质的荧光强度分布
6.2.6 荧光组分物质相对贡献率
6.3 讨论
6.4 小结
第七章 化肥减量配施小麦秸秆生物炭对水稻土温室气体排放及微生物群落结构影响研究
引言
7.1 材料与方法
7.1.1 试验装置
7.1.2 生物炭的制备及其理化性质
7.1.3 试验设计
7.1.4 样品的采集与测定
7.1.5 土壤微生物群落分析
7.2 结果与分析
7.2.1 化肥减量配施有机肥对水稻土温室气体排放影响
7.2.2 化肥减量配施不同温度生物炭对表层土壤微生物群落结构变化影响
7.3 讨论
7.3.1 化肥减量配施不同温度生物炭对水稻土温室气体排放影响
7.3.2 化肥减量配施不同温度生物炭对水稻土壤微生物群落结构影响
7.4 小结
第八章 不同裂解温度生物炭及土壤的光谱特征分析
引言
8.1 材料与方法
8.1.1 试验装置
8.1.2 试验设计
8.1.3 生物炭FITR表征
8.1.4 生物炭溶解性有机物光谱特征
8.2 结果与分析
8.2.1 不同裂解温度生物炭FITR特征
8.2.2 不同裂解温度生物炭光谱特征分析
8.3 讨论
8.4 小结
第九章 结论与展望
9.1 主要结论
9.2 可能的创新点
9.3 存在的问题与研究展望
参考文献
附录
致谢
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本文编号：4049787
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