秸秆生物炭对土壤理化性质和微生物多样性的影响研究

摘要

由于对土壤的改良作用，生物炭在农业方面的应用引起了国内外学者极大的关注。将生物炭还田不仅能够实现碳的固定，提高土壤肥力和质量，还能吸附转化土壤中的有机和重金属污染物。此外，生物炭可以通过改变土壤微生物生长环境直接或间接影响微生物代谢，改变微生物群落结构，对微生物多样性造成影响。本实验通过向土壤中添加0g/kg、20g/kg、40g/kg、80g/kg、160g/kg浓度的秸秆生物炭水浸提液探究添加剂量对土壤理化性质和对土壤微生物的影响;同时，向土壤中分别添加秸秆生物炭中水溶性组分、有机可溶组分和不可萃取组分来探究生物炭不同组分对土壤理化性质和微生物多样性的影响，其主要结果如下:
　　(1)向土壤中施加不同浓度的生物炭水浸提液后，土壤的有效P、有效钾含量、有机质和土壤电导率增加，且随着浓度增大而增大。对于微碱性紫色土来说，秸秆生物炭水浸提液的施用降低了土壤pH。土壤阳离子交换量、全氮和碱解氮含量在添加生物炭水浸提液短期培养土壤与对照差异不明显。
　　(2)在短期培养下，随着生物炭剂量的增加，细菌丰度和多样性整体呈现出先增加后下降的趋势，在80g/kg达到最大值，其次是160g/kg;真菌多样性在0-80g/kg呈现下降趋势，在160g/kg有略微上升，较空白差异不明显。
　　(3)生物炭水溶性组分主要增加土壤的有效磷和有效钾以及电导率，有机可溶组分对有效磷含量有一定程度的增益，不可萃取组分会增加养分，包括有效磷、有效钾、有机质和全氮含量。本研究结果显示，中性秸秆生物炭降低了微碱性紫色土的pH值。
　　(4)秸秆生物炭对土壤细菌多样性有促进作用，这种促进作用主要由生物炭水溶性组分以及不可萃取组分引起，而生物炭有机可萃取组分对细菌丰富度有明显抑制作用。生物炭施用后土壤真菌多样性和丰富度明显下降，与不可萃取组分施用效果相似，可以推测生物炭对真菌的抑制主要由于不可萃取组分的影响。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．2生物炭介绍

1．3生物炭对土壤理化性质的影响

1．3．1生物炭对土壤物理结构的影响

1．3．2生物炭对土壤pH和电导率的影响

1．3．3生物炭对土壤阳离子交换量的影响

1．3．4生物炭对土壤营养物质的影响

1．4生物炭对土壤微生物多样性的影响

1．4．1生物炭的养分对土壤微生物的影响

1．4．2生物炭的pH对土壤微生物的影响

1．4．3生物炭的物理性质对土壤微生物的影响

1．4．4生物炭和化学信号物质对土壤微生物的影响

1．5创新点、研究内容和技术路线

1．5．1研究内容

1．5．2技术路线图

1．5．3创新点

第二章材料与方法

2．2生物炭的处理

2．3微生物培养试验

2．3．1施用不同浓度生物炭水浸提液试验

2．3．2施用不同处理生物炭试验

2．4微生物培养与取样

2．5土壤理化性质的测定

2．5．1测定方法

2．5．2实验主要仪器

2．6微生物多样性的测定

第三章结果与讨论

3．1不同浓度生物炭水浸提液对微生物多样性的影响

3．1．1土壤理化性质

3．1．2土壤微生物多样性指数

3．1．3土壤中微生物群落结构

3．1．4土壤微生物相对丰度

3．1．5土壤理化性质对样品微生物群落的影响

3．2生物炭对土壤微生物影响机制的探讨

3．2．1土壤基本理化性质

3．2．2土壤碱解氮、有效磷和有效钾含量

3．2．3土壤微生物多样性指数

3．2．4土壤微生物群落结构

3．2．5土壤微生物相对丰度变化和聚类分析

3．2．6土壤理化性质对样品微生物群落的影响

第四章结论与展望

4．1研究结论

4．2研究展望

参考文献

作者简历

致谢