典型有机物料提升低效油茶林土壤肥力的真菌驱动机制

论文摘要

油茶作为我国重要的木本食用油料树种,兼具经济和环保效益。南方低山丘陵油茶主产区因粗放经营等导致土壤地力严重退化,提升油茶人工林土壤肥力对于促进油茶林经济效益与维护林区生态系统功能具有重要意义。本研究采用定位小区和培养试验相结合的研究研究方法;小区试验以茶果壳和水稻秸秆为主要添加物料（1kg C/棵）,并配合EM菌剂（母液稀释10倍）设置6个处理:无碳源添加（CK）、添加油茶果壳（CS）、添加水稻秸秆（RS）、按等质量添加油茶果壳和水稻秸秆（CSRS）、添加油茶果壳+50 ml EM菌剂（CSEM）和添加水稻秸秆+50 ml EM菌剂（RSEM）。模拟培养试验有机物料添加按8 g C·kg-1干土,设置7个处理:无碳源添加（CK）、添加油茶果壳（CS）、添加油茶果壳且调节C/N/P为60/7/1（CSr）、添加水稻秸秆（RS）、添加水稻秸秆且调节C/N/P为60/7/1（RSr）、按等质量添加油茶果壳和水稻秸秆（CR）和按等质量添加油茶果壳和水稻秸秆且调节C/N/P为60/7/1（CRr）。探究典型有机物料（油茶果壳和水稻秸秆等）对改善贫瘠油茶林土壤肥力的影响,旨在为油茶果壳还林的实践利用提供理论依据和数据支撑。主要研究结果如下:（1）培养试验研究表明,调节有机物料C/N/P为60/7/1的日均表观矿化量高于未调节计量比的处理;添加水稻秸秆的日均表观矿化量高于混合添加秸秆和果壳的处理,高于添加果壳的处理。添加水稻秸秆处理的表观累积矿化量高于混合添加秸秆和果壳处理,高于添加油茶果壳的处理,在此基础上,调节有机物料C/N/P为60/7/1的表观累积矿化量更高。（2）培养试验研究表明,有机物料添加显著增强土壤碳转化酶（α-纤维素酶和β-葡糖苷酶）、氮转化酶（亮氨酸氨基肽酶和β-乙酰葡糖胺糖苷酶）和磷转化酶（酸性磷酸酶）的酶活性,且调节有机物料的碳、氮、磷化学计量比进一步放大这种增强效应;微生物碳、氮、磷转化酶的酶活对数比表明,有机物料添加能缓解油茶林土壤低磷状况,且水稻秸秆单独添加与混合物料的添加比油茶果壳单独添加对缓解土壤低磷效应更优。（3）油茶叶片氮、磷、钾元素含量年波动较小。其中,叶片氮含量夏秋两季较高,磷含量春季高,钾含量春秋两季高。春、夏、秋、冬四季油茶叶片N/P分别为13.7-14.8、19.2-20.8、17.4-19.3和13.9-15.8,根据叶片元素计量比的化学规律判断,叶片N/P<14、N/P>16和N/P介于14-16时,植物生长分别受N、P和两者共同限制。研究区油茶春冬两季受氮、磷养分共同限制;夏秋两季油茶主要受磷素限制。（4）培养试验各处理的优势真菌群落包括Sordariomycetes（粪壳菌纲）、Tremellomycetes（银耳纲）、Eurotiomycetes（散囊菌纲）三类。调节有机物料计量比对被孢霉纲（Mortierellomycetes）群落有抑制作用（被孢霉纲仅为培养后期未调节有机物料计量比处理的优势种群）;培养后期添加混合物料处理的真菌丰富度指数显著高于单独添加秸秆和果壳的处理和CK,表明混合外源碳源有利于土壤真菌多样性的维持。（5）野外试验中添加油茶果壳处理的土壤真菌群落结构和CK相似,说明油茶果壳还林在有机养分输入的同时,能最大限度维持油茶林土壤微生物群落结构,有利于油茶林生态系统的稳定。EM菌剂的添加没有改变土壤真菌群落结构,其效果在短时间的监测中不能确定。综上所述,油茶果壳和水稻秸秆作为有机物料还林能提升土壤肥力,激活并增强土壤真菌活性,增加土壤碳、氮、磷转化酶酶活性,能维持油茶林土壤微生物生态系统的稳定性。在还林过程中,应注意调节其碳、氮、磷化学计量比以补充土壤氮、磷养分,解除油茶生长过程中的养分限制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 秸秆还田与土壤养分之间的关系
•     1.2.2 秸秆投入对土壤微生物的影响
•     1.2.3 油茶果壳的农业综合利用
•   1.3 研究目的
•   1.4 研究内容
•   1.5 技术路线
• 第2章 材料与方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 试验设计
•     2.2.1 室内模拟培养试验
•     2.2.2 野外小区定位试验
•   2.3 样品采集与测定
•     2.3.1 室内模拟培养试验样品采集与测定
•     2.3.2 野外小区定位试验样品采集与测定
•   2.4 数据处理
• 第3章 有机物料添加下典型贫瘠红壤养分的转化与释放特征
•   3.1 有机物料表观矿化速率
• 2 排放速率'>    3.1.1 CO₂排放速率
• 2 累积排放量'>    3.1.2 CO₂累积排放量
•   3.2 土壤碳、氮、磷转化酶酶活对有机物料的响应
•     3.2.1 α-纤维素酶、β-葡糖苷酶酶活性特征
•     3.2.2 亮氨酸氨基肽酶、β-乙酰葡糖胺糖苷酶酶活性特征
•     3.2.3 酸性磷酸酶酶活性特征
•     3.2.4 酶活计量比
•   3.3 土壤速效磷、速效钾和土壤PH值随培养时间的变化
•     3.3.1 土壤速效磷和速效钾含量的变化特征
•     3.3.2 有机物料添加对土壤pH值的影响
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 第4章 野外有机物料投入对土壤养分转化与油茶生长的影响
•   4.1 有机物料投入对小区土壤速效磷、速效钾和PH值的影响
•     4.1.1 土壤速效磷和速效钾含量的变化特征
•     4.1.2 有机物料投入对土壤pH值的影响
•   4.2 有机物料投入对油茶叶片氮、磷、钾元素含量和茶果产量的影响
•     4.2.1 油茶叶片氮、磷、钾元素含量随季节的变化
•     4.2.2 油茶叶片氮、磷、钾元素化学计量比的变化特征
•     4.2.3 油茶茶果产量
•   4.3 讨论
•   4.4 小结
• 第5章 土壤真菌群落结构变化特征对有机物料的响应
•   5.1 引言
•   5.2 培养条件下土壤真菌群落结构变化对有机物料添加的响应
•     5.2.1 室内培养土壤真菌群落结构的变化特征
•     5.2.2 室内培养土壤真菌α多样性分析
•     5.2.3 室内培养土壤真菌β多样性分析
•   5.3 野外条件下有机物料投入对土壤真菌群落结构差异的影响
•     5.3.1 野外小区土壤高通量测序结果分析
•     5.3.2 野外小区土壤真菌群落结构的差异性比较
•     5.3.3 野外小区土壤真菌α多样性分析
•     5.3.4 野外小区土壤真菌β多样性分析
•   5.4 讨论
•     5.4.1 培养条件下土壤真菌群落结构变化特征
•     5.4.2 油茶果壳维持油茶林土壤微生物区系的稳定
•   5.5 小结
• 第6章 结论与创新点及展望
•   6.1 结论
•   6.2 创新点
•   6.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邓成华

导师: 何寻阳,苏以荣

关键词: 油茶,土壤肥力,真菌群落,土壤酶,化学计量比

来源: 广西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业,林业

单位: 广西师范大学

分类号: S714.8;S794.4

总页数: 65

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