稻麦轮作体系下种养废弃物还田对土壤有机碳和酶活性的影响

摘要

本研究在现阶段大量未循环利用有机肥及秸秆焚烧状况频繁的基础上，通过在成都平原田进行大田试验，研究成都平原稻麦轮作体系下不同种养废弃物配比还田对土壤有机碳及酶活性的影响，探讨不同土壤有机碳的变化机制，找出最佳种养废弃物还田配比，为该地区更高效的农业废弃物循环利用提供理论依据。
　　小区试验共设不施肥(CK)、常规无机化肥(NKP)、猪粪25％+化肥(NKM1)、猪粪50％(NKM2)、猪粪100％(M3)、猪粪150％(M4)、常规化肥+秸秆全量(NPKS)、猪粪50％+化肥+秸秆全量（NKM2S）、猪粪100％+秸秆全量(M3S)、猪粪150％+秸秆全量(M4S)10个处理。分别在水稻和小麦的不同生育期采集0-20 cm和20-40 cm土层样品，研究不同处理对土壤有机碳(TOC)、水溶性有机碳(WSOC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)和土壤酶活性的影响及土壤有机碳在生育期的动态变化，得出以下结果:
　　1)水稻和小麦季试验结果表明:猪粪和秸秆还田能显著提高土壤总有机碳及其活性有机碳含量。0-20 cm土层TOC、WSOC、DOC和ROC含量均随猪粪还田量的增大而升高，秸秆覆盖处理有机碳及其组分含量均大于对应无秸秆覆盖处理，高量猪粪和秸秆配施对土壤有机碳及其组分影响最为明显，水稻季和小麦季TOC、WSOC、DOC和ROC含量均在M4S处理下达到最大值，分别为19.32和20.11 g/kg、94.00和97.96 mg/kg、55.70和74.75 mg/kg、2.81和2.40 g/kg。20-40 cm土层土壤有机碳及其组分含量显著低于表层土壤，也在150％猪粪加全量秸秆处理下达到最大值，不同处理之间变化幅度小于表层土壤。通过对比分析发现，3种活性有机碳之间极显著相关，且与总有机碳之间极显著正相关。
　　2)猪粪和秸秆还田对土壤酶活性影响显著，在水稻和小麦季中，除NKM1处理外，其余处理与CK处理相比，均显著提高表层土壤脲酶活性，猪粪还田量上的变化和秸秆覆盖对土壤脲酶活性影响不显著，土壤脲酶活性在M4S上达到最大值，比CK处理提高了76.69％和62.5％;表层土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性在猪粪还田量达到50％后达到最大值，之后随猪粪用量增加而降低。秸秆还田处理土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性显著高于对应无秸秆处理，土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性在NKM2S处理下达到最大值，分别为3.22和3.15 mg g-1 h-1。20-40cm土层土壤酶活性远小于表层土壤，且不同处理之间差异不显著。相关分析表明土壤酶活性与土壤有机碳呈极显著正相关。
　　3)不同生育期对土壤有机碳及其组分含量的变化影响极显著(P＜0.01)。水稻季不同处理表层TOC、WSOC、DOC和ROC含量均随着生育期的推移呈现出先升高，在拔节期达到最大值，之后再降低的趋势;20-40 cm土层TOC和ROC在不同生育期的变化趋势与表层不同，土壤有机碳和易氧化有机碳含量随生育期推移缓慢增加，且变化幅度也小于表层。小麦季表层TOC含量随作物生育期的推移而呈增加的趋势;土壤WSOC和DOC含量在拔节期达到最大值，随后下降;土壤易氧化有机碳在分蘖期达到最大值，之后下降并趋于稳定。小麦季20-40 cm土层土壤有机碳随生育期推进变化不明显，WSOC、DOC和易ROC变化趋势与表层土壤类似，但变化幅度远小于0-20 cm土层土壤。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与意义

1．2 研究现状综述

1．2．1 土壤碳库

1．2．2 碳的固定

1．2．3 活性有机碳概念及组分

1．2．4 施肥对有机碳的影响

1．2．5 秸秆还田对有机碳的影响

1．2．6 农业措施对土壤酶活性的影响

2．材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 研究区概况

2．1．2 供试土壤

2．1．3 供试材料

2．2 试验设计

2．3 样品采集与指标测定

2．3．1 土样采集

2．3．2 测定方法

2．4 数据处理

3 结果与分析

3．1 种养废弃物还田对土壤有机碳的影响

3．1．1 种养废弃物还田对土壤总有机碳的影响

3．1．2 种养废弃物还田对土壤水溶性有机碳的影响

3．1．3 种养废弃物还田对土壤溶解性有机碳的影响

3．1．4 种养废弃物还田对土壤易氧化有机碳的影响

3．1．5 讨论

3．2 种养废弃物还田对土壤酶的影响

3．2．1 种养废弃物还田对土壤脲酶的影响

3．2．2 种养废弃物还田对土壤中性磷酸酶的影响

3．2．3 种养废弃物还田对土壤蔗糖酶的影响

3．2．4 讨论

3．3 土壤有机碳及其组分与土壤酶的相关分析

3．3．1 水稻季土壤有机碳与土壤酶的相关分析

3．3．2 小麦季土壤有机碳与土壤酶的相关分析

4 结论

参考文献

致谢