黄土区不同土壤微生物量碳、氮的含量及其影响因素

摘要

土壤微生物生物量是指土壤中体积小于5～10μm<'3>不包括植物体的生物总量，其主要生物类群为细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等，是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分。土壤微生物量是土壤中易于利用的养分库及有机物分解和矿化的动力，与土壤中的C、N、P、S等养分循环密切相关，其含量大小与土壤类型、植被、气候和耕作栽培措施等有关，可反映土壤耕作制度和土壤肥力的变化。近年来，不少研究者对不同土壤、不同利用方式及不同肥料对土壤微生物量的影响开展了一些研究，但这些研究更多的集中在不同类型土壤微生物量碳或土壤微生物量氮含量的研究方面，关于土壤微生物量碳与氮关系，土壤微生物对土壤氮素固持和释放中的作用，以及不同利用方式及不同肥料对土壤可溶性有机碳、氮的含量及其与土壤微生物量碳、氮关系的研究相对较少。本研究以黄土高原南部地区代表性农田和林地生态系统为研究对象，并通过田间原位土柱培养和室内培养，研究了黄土区土壤微生物量碳、氮、可溶性有机碳、氮的含量及相互关系，以及不同栽培模式及有机、无机氮源施入土壤后对土壤微生物量氮和土壤矿质氮的变化情况，获得以下主要结论： 1．通过对黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量的研究，结果发现，不同土地利用方式下，土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地>农田，其中林地枯枝落叶层>林地0～20cm土层。农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土>黑垆土>淋溶褐土；农田土壤中可溶性有机碳的含量为淋溶褐土>红油土>黑垆土，而可溶性有机氮含量则为黑垆土>红油土>淋溶褐土。方差分析结果表明，不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平，而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氮含量之间的差异未达显著水平。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。相关分析发现，土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平，说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间具有密切联系。 2．田间原位土柱培养试验表明，不同栽培模式比较，不施氮肥，土壤微生物量碳、氮含量为：覆草>常规>覆膜，可溶性有机碳、氮和矿质氮含量为：常规>覆草>覆膜；而施用氮肥，明显增加了土壤微生物量氮和矿质氮的含量，其中，对覆膜栽培模式影响效果最大，其含量也最高。同时，施氮增加了常规和覆草栽培模式下土壤微生物量碳的含量，增加了覆膜和覆草栽培模式下可溶性有机碳的含量。不同土层比较，0～5 cm土层土壤微生物量碳、氮、可溶性有机碳、氮及矿质氮的含量明显高于5～10 cm和10～20cm土层，且不同栽培模式对0～5 cm土层影响效果最明显。另外，随着培养时间的延长，不同栽培模式下，土壤微生物量碳含量明显降低，微生物量氮含量则呈增加趋势；而土壤可溶性有机碳含量覆膜和覆草栽培模式下略有降低。 3．室内培养试验结果表明，培养过程中土壤微生物量碳、氮，可溶性有机碳含量均为单施秸秆>秸秆配施氮肥>对照、氮肥处理；土壤矿质氮含量为氮肥>秸秆配施氮肥>对照>单施秸秆处理。单施秸秆及秸秆配施氮肥土壤微生物量碳、氮分别在培养的第3天和第7天含量达到最高，随后含量降低；但单施秸秆，易导致土壤中矿质氮含量偏低；单施氮肥，土壤微生物量氮含量变化较大，在培养前期，微生物固定了一部分氮素，但随后又快速释放出来，且明显低于对照处理，土壤矿质氮的含量远远高于其它处理，而氮肥对土壤微生物量碳和可溶性有机碳影响较小。因此，可以通过调节施入土壤有机、无机氮的比例，调控土壤微生物对氮素的固持和释放，以达到协调作物氮素供应，减少氮素损失的目的。 4．室内培养试验结果表明，与25℃培养温度相比，35℃下培养土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳含量均明显偏低，而土壤矿质氮含量较高，氮素矿化进程较快。

目录

文摘

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声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2土壤微生物量碳、氮的含量

1.2.1不同利用方式土壤微生物量碳、氮的含量不同

1.2.2不同生态系统土壤微生物量碳、氮的含量不同

1.2.3土壤剖面不同深度微生物量碳、氮的含量

1.3外界条件对土壤微生物量碳、氮含量的影响

1.3.1温度、水分的影响

1.3.2有机物料的影响

1.3.3无机氮肥的影响

1.3.4植物根系的影响

1.3.5耕作和土地利用方式的影响

1.4土壤微生物量与土壤养分的关系

1.5土壤微生物量与土壤质地的关系

1.6土壤微生物量的测定方法

1.6.1直接镜检法

1.6.2氯仿熏蒸法

1.6.3基质诱导方法

1.7结语

第二章黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系

2.1材料与方法

2.1.1供试土壤

2.1.2分析方法

2.2结果与讨论

2.2.1土壤微生物量碳的含量

2.2.2土壤微生物量氮的含量

2.2.3不同土壤中可溶性有机碳、氮的含量

2.2.4土壤微生物量及土壤可溶性有机碳、氮与土壤有机碳、全氮的相关性分析

2.3结论

第三章旱地不同栽培模式下土壤微生物量碳氮含量的变化特征

3.1材料与方法

3.1.1试验地概况

3.1.2试验设计

3.1.3测定方法

3.2结果与讨论

3.2.1不同栽培模式土壤微生物量碳含量的变化

3.2.2土壤微生物量氮的变化

3.2.3土壤可溶性有机碳的变化

3.2.4土壤可溶性有机氮的变化

3.2.5土壤矿质氮的变化

3.3结论

第四章有机及无机氮源及其配施对土壤微生物量碳氮含量的调节作用

4.1材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2试验方法

4.1.3分析方法

4.2结果与分析

4.2.1不同处理对土壤微生物量碳的影响

4.2.2不同处理对土壤微生物量氮的影响

4.2.3不同处理对土壤可溶性有机碳的影响

4.2.4不同处理对土壤矿质氮和硝态氮的影响

4.3讨论

第五章讨论

5.1不同土壤微生物量碳、氮的含量

5.2不同栽培模式及施氮对土壤微生物量碳、氮的影响

5.3土壤微生物量对土壤氮素的保持及氮素损失

5.4温度对土壤微生物量碳、氮含量的影响

参考文献

致 谢

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