施肥对高寒草甸土壤有机碳激发效应及净碳平衡的影响

论文摘要

外源碳输入能够通过激发效应来改变土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的分解过程。由于人类活动导致大气氮磷沉降增加,影响了草地生态系统结构与功能。但是,草地生态系统土壤有机碳的分解与累积对氮磷输入的响应及其机制尚无一致性的结论。本文以青藏高原高寒草甸为研究对象,野外实验结合室内培养,以标记葡萄糖和香草醛代表不同品质的外源碳,研究了长期氮磷肥添加(CK:不施肥、N:单施氮肥、P:单施磷肥、NP:氮磷合施)对SOC的激发效应及净碳平衡的影响,以期进一步揭示氮磷输入对土壤有机碳的影响机制。通过研究分析,主要结果有:1.添加不同剂量葡萄糖时,P处理的激发效应显著高于CK,且中度剂量添加的激发效应增量最大(是CK的3倍);在低剂量和高剂量葡萄糖添加时,N、NP处理的激发效应均显著低于CK;中等剂量添加时,N、NP处理的激发效应显著高于CK。不同质量碳即香草醛和葡萄糖添加后,P处理的激发效应比CK分别增加了5、18倍。2.在不同剂量外源碳输入时,P、NP处理的葡萄糖分解量均显著低于CK,且在3个剂量添加中P处理的葡萄糖分解量均为最低;在低剂量添加时N处理的葡萄糖分解量显著高于CK。不同质量外源碳输入时,添加香草醛的P、NP处理的基质分解量均显著低于CK;添加葡萄糖的N处理比CK高45.5%。3.不同剂量外源碳输入时,低剂量和高剂量添加的N、NP处理的净碳平衡显著高于CK,而中等剂量添加的各施肥处理之间的净碳平衡无显著差异。不同质量外源碳输入时,两种碳源添加的P处理的净碳平衡均显著低于其它施肥处理;香草醛添加的NP处理的净碳平衡显著高于CK。4.不添加葡萄糖时,N、P、NP处理的SOC分解量显著低于CK;不同剂量葡萄糖添加时,N、NP处理的SOC累计矿化量均显著低于CK;在添加低剂量葡萄糖时,P处理的SOC累计矿化量比CK低8.4%;在中、高剂量添加时,P处理的SOC累计矿化量比CK分别高14.3%、8.3%。不同质量外源碳添加时,P处理的SOC累计矿化量显著高于CK。5.激发效应与土壤理化性质和微生物相关(与MBC:MBN、WC、TP和pH正相关,与SOC、MBN、BGB、TN、C:N、BD和AN负相关)。由上述结果可得出以下结论:1.施肥引起的外源碳输入数量和质量的变化,均引起了正激发效应,但是施氮肥的SOC分解量显著低于CK,微生物更多利用外源碳而减缓了对SOC的分解;2.单施磷肥具有更高的激发效应,尤其外源碳结构比碳数量对激发效应的影响更大,SOC矿化量显著高于CK,促进了土壤碳的分解。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 土壤碳循环
•     1.1.1 激发效应与土壤有机碳
•     1.1.2 外源氮磷对草地土壤有机碳的影响
•     1.1.3 施肥对激发效应的影响
•   1.2 本文研究内容
• 第二章 实验设计与研究方法
•   2.1 样地概况
•   2.2 实验设计
•   2.3 样品采集
•   2.4 实验方法
•   2.5 数据计算与统计分析
• 第三章 结果与分析
•   3.1 施肥对土壤理化性状的影响
•   3.2 不同施肥处理下外源碳数量对激发效应的影响
•     3.2.1 呼吸速率
•     3.2.2 SOC累积矿化量
•     3.2.3 累积激发效应
•     3.2.4 葡萄糖分解
•     3.2.5 净碳平衡
•     3.2.6 土壤微生物量碳氮
•     3.2.7 RDA分析
•   3.3 不同施肥处理下外源碳输入质量对激发效应的影响
•     3.3.1 呼吸速率
•     3.3.2 SOC累积矿化量
•     3.3.3 累积激发效应
•     3.3.4 不同外源基质分解
•     3.3.5 净碳平衡
• 第四章 讨论
•   4.1 施肥对激发效应的影响
•   4.2 施肥对外源基质分解的影响
•   4.3 施肥对净碳平衡的影响
•   4.4 施肥对SOC分解的影响
•   4.5 水分、温度对土壤有机碳分解的影响
• 第五章 结论与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李峰

导师: 李金花

关键词: 激发效应,土壤有机碳,施肥,净碳平衡,有机碳分解

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,畜牧与动物医学

单位: 兰州大学

分类号: S812.2

总页数: 59

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