氮沉降对中亚热带常绿阔叶林土壤氮动态影响

论文摘要

近年来大气氮沉降日益严重,中国已成为全球氮沉降增加最快的地区之一。土壤是植物赖以生存的基本因素,提供植物生长发育所需的最主要的营养元素（氮）。土壤矿质氮不仅可以被植物直接吸收,也可以被微生物利用。因此,大气氮沉降可能直接或间接影响土壤氮动态,但至今缺乏应有的关注。鉴于此,以四川盆地西缘都江堰灵岩山含笑-喜树混交常绿阔叶林为研究对象。根据区域大气氮沉降背景值,建立3个施氮处理组,分别为对照（CK,0 kg N?hm–2?a–1）、低氮处理（LN,20 kg N?hm–2?a–1）和高氮处理（HN,40 kg N?hm–2?a–1）。自2015年11月起,按月施加外源氮。于2017年的3月、6月、9月和12月,采集各处理样方0-5 cm和5-15cm的土壤样品,测定土壤活性氮库、微生物生物量碳氮、净氮矿化速率及与氮转化密切相关的土壤酶活性。主要研究结果如下:1.施氮处理对土壤铵态氮和硝态氮总体呈现促进趋势。两个土层土壤铵态氮含量未表现出显著差异。5-15 cm土层的硝态氮对施氮处理的正响应比0-5 cm土层显著。施氮处理可溶性有机氮有显著影响,而且两个土层影响趋势基本相同,总体表现为前期（3月和6月）促进,后期（9月和12月）抑制。铵态氮与硝态氮呈显著正相关,可溶性有机氮与铵态氮和硝态氮没有显著相关性,土壤含水量与铵态氮呈显著负相关而土壤p H值与无机氮均为显著负相关。2.施氮处理对土壤微生物生物量碳氮无显著影响,0-5 cm土层的土壤微生物生物量碳氮显著高于5-15 cm土层。不同采样时间的土壤微生物生物量碳对施氮处理的响应趋势不一致,施氮处理与土层对土壤微生物生物量氮的交互作用与采样时间有密切联系。土壤微生物生物量碳与氮之间呈极显著正相关。土壤微生物生物量碳与土壤p H呈显著正相关。微生物生物量碳与矿质氮指标相关性均不明显。3.施氮处理总体上增加土壤净氮矿化速率,随处理时间的增加对氨化速率的促进趋势逐渐增强,5-15 cm土层的现象尤为明显。土壤净氮矿化速率以硝化作用为主。氨化速率、硝化速率、矿化速率这三者相互之间均呈极显著正相关,与土壤温度呈极显著正相关,与土壤p H值的成负相关。4.施氮处理对土壤脲酶没有显著影响,不同土层不同采样时间表现不同。0-5 cm土层的前期有促进趋势,中期基本无变化,后期又出现抑制趋势;5-15 cm土层的前期均未产生显著影响,后期有促进趋势。施氮处理对土壤硝酸还原酶活性没有显著影响。脲酶与硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分别呈极显著负相关和正相关。酶活性与其余氮指标之间基本没有相关性。综上所述,施氮处理增加了土壤无机氮浓度;低氮处理在3月和6月对可溶性有机氮有促进作用,而在9月和12月有抑制趋势,高氮处理总体呈负效应;对土壤氨化、硝化和矿化速率均呈促进作用,但对微生物生物量碳氮及土壤脲酶、硝酸还原酶活性均没有显著影响。短期氮沉降能加快土壤氮循环,增加土壤氮有效性,这可能进一步促进区域森林植被生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究综述
•   1.1 氮沉降研究进展
•   1.2 氮沉降对土壤活性氮的影响
•   1.3 氮沉降对土壤微生物生物量的影响
•   1.4 氮沉降对土壤氮矿化的影响
•   1.5 氮沉降对土壤转化酶活性的影响
• 2 研究方案
•   2.1 研究目标
•   2.2 研究内容
•   2.3 研究区域概况
•   2.4 样地设置与样品采集
•   2.5 土壤指标测定方法
•     2.5.1 土壤含水量与酸碱度测定
•     2.5.2 土壤活性氮测定与矿化培养
•     2.5.3 土壤微生物生物量氮碳测定
•     2.5.4 土壤酶活性测定
• 3 技术路线
• 4 数据处理
• 5 结果与分析
•   5.1 气象因子的季节动态
•   5.2 施氮处理对土壤活性氮库的影响
•     5.2.1 施氮处理对土壤无机氮的影响
•     5.2.2 施氮处理对土壤可溶性有机氮的影响
•   5.3 施氮处理对土壤微生物生物量的影响
•   5.4 施氮处理对土壤矿化的影响
•     5.4.1 施氮处理对土壤氨化速率的影响
•     5.4.2 施氮处理对土壤硝化速率的影响
•     5.4.3 施氮处理对土壤矿化速率的影响
•   5.5 施氮处理对土壤转化酶活性的影响
•     5.5.1 施氮处理对土壤脲酶活性的影响
•     5.5.2 施氮处理对土壤反硝化酶活性的影响
• 6 讨论
•   6.1 施氮处理对土壤活性氮库的影响
•     6.1.1 施氮处理对土壤无机氮的影响
•     6.1.2 施氮处理对土壤可溶性有机氮的影响
•   6.2 施氮处理对土壤微生物生物量的影响
•   6.3 施氮处理对土壤氮矿化的影响
•     6.3.1 施氮处理对土壤氨化速率的影响
•     6.3.2 施氮处理对土壤硝化速率的影响
•     6.3.3 施氮处理对土壤矿化速率的影响
•   6.4 施氮处理对土壤转化酶活性的影响
•     6.4.1 施氮处理对土壤脲酶活性的影响
•     6.4.2 施氮处理对土壤反硝化酶的影响
• 7 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李婷婷

导师: 徐振锋

关键词: 氮沉降,活性氮,微生物生物量,矿化

来源: 四川农业大学

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

单位: 四川农业大学

基金: 省重点实验室开放基金:“亚热带森林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应”(ESP1502)

分类号: S714

DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000901

总页数: 52

文件大小: 1025k

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