不同耕作方式下土壤团聚体中有机碳的分布及其季节变化

摘要

土壤有机碳库的变化会对全球变化产生重要影响，而农田有机碳库在土壤有机碳库中占有举足轻重的作用。但是农田土壤有机碳的影响因素复杂，本文研究了稻田垄作免耕、常规耕作和冬水田三种方式下土壤中各形态的有机碳(总有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳和颗粒态有机碳)在土壤团聚体中的分布及其季节变化。结果显示： 1．从3中不同耕作方式下TOC的分布情况来看，TOC均主要富集在2.0-0.25mm粒级的大团聚体中，而在＜0.053mm的粉砂与粘粒组分中，TOC含量通常是最少的；在垄作免耕下，TOC含量大于其它两种耕作方式。在本实验采集土壤的试验田，垄作免耕条件下产量高，故秸秆还田数量多于其它两种耕作方式，土壤中TOC含量自然较高。同时由于免耕在增加土壤有机碳库的同时还能够保护有机质并稳定团聚体，所以垄作免耕土壤中TOC最高。从季节变化来看，各粒级中TOC含量的变化趋势与本研究区域的温度变化趋势相符，即在10月和1月，各粒级中TOC含量通常比较接近，无显著差异，而在4月和7月，随着温度的逐渐升高，往往有下降的趋势。 2．土壤微生物生物量碳(MBC)均主要富集在2.0-0.25mm粒级的大团聚体中，总有机碳主要分布在2.0-0.25mm粒级团聚体中，而有机碳为微生物的生长和生理活动提供必要的营养，所以微生物在2.0-0.25mm粒级团聚体中也就较多；从耕作方式上来看，在垄作免耕条件下，MBC含量均普遍大于常规耕作和冬水稻田，这与前人的研究结果相似；从季节变化来看，由于本实验区处于亚热带季风气候，春、秋两季气温和降水适中，更加有利于微生物的生长，所以4月和10月份团聚体中MBC含量通常是较大的，在温度较低的冬季和高温少雨的夏季，MBC含量较少。从qCO2的季节变化来看，4月处于最小值。低的qCO2可以保证高的代谢效率，使土壤有充足的活性有机物，维持较好的土壤性状和可持续利用潜力。说明春季适中的气温和降水条件，为微生物代谢提供了良好的环境，有利于土壤肥力的提高。 3．从3种不同耕作方式下DOC的分布情况来看，DOC均主要富集在2.0-0.25mm粒级的大团聚体中，而在＜0.053mm的粉砂与粘粒组分中，DOC含量通常最少；在三种不同耕作方式下，DOC含量并没有显著差异：从不同季节来看，DOC含量随不同季节温度的升高而增加，本文第三章的研究表明，在7月，团聚体中微生物的数量是很少的，而DOC是最容易被微生物利用的有机碳，微生物数量减少，消耗的DOC也就少，团聚体中DOC的含量也就较大。 4．从3种不同耕作方式下POC的分布情况来看，POC均主要富集在2.0-0.25mm粒级的大团聚体中；颗粒有机物形成的团聚体受土地利用方式影响明显，垄作免耕显著提高了各个粒级土样中POC的含量；从季节变化来看，由于POC在土壤中的周转周期为一般为几年到几十年，所以在一年内基本没有显著变化。 5．在三种不同的耕作方式下，土壤呼吸作用的速率是具有相同的分布模式，呈V字型分布。即1月的呼吸强度最小，10月和4月比1月稍大，7月则是呼吸强度最大的时候；垄作免耕土壤的呼吸速率要显著低于常规平作和冬水稻田，很好地保护了土壤有机碳；在不同季节下，本研究区域土壤的呼吸速率受温度影响明显，随着温度的升高而速率增大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 文献综述

1.1土壤有机碳的组成

1.2农田土壤有机碳库的影响因子

1.3结语

第2章 绪 论

2.1研究背景与意义

2.2研究目标

2.3研究内容

2.4技术路线

2.5材料与方法

第3章 不同耕作方式下团聚体中微生物生物量碳(MBC)的分布

3.1不同耕作方式下团聚体中MBC的分布

3.2团聚体中MBC分布的季节变化

3.3讨论

第4章 不同耕作方式下团聚体中总有机碳(TOC)的分布

4.1不同耕作方式下团聚体中TOC的分布

4.2不同耕作方式下不同粒级土壤中TOC含量随季节变化情况

4.3讨论

第5章 不同耕作方式下团聚体中可溶性有机碳(DOC)的分布情况

5.1不同耕作方式下团聚体中DOC的分布

5.2不同耕作方式下不同粒级土壤中DOC含量随季节变化情况

5.3讨论

第6章 不同耕作方式下团聚体中颗粒态有机碳(POC)的分布情况

6.1不同耕作方式下团聚体中POC的分布

6.2不同耕作方式下不同粒级土壤中POC含量随季节变化情况

6.3讨论

第7章 不同耕作方式下呼吸作用的季节变化

第8章 结 论

参考文献

致　 谢

附　录