成都平原旱作土壤NO和CO排放及土壤微生物特性研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:szr520
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采用静态箱气相色谱法,研究了成都平原旱作农业生态系统两种不同种植模式(小麦、油菜)下,土壤N<,2>O和CO<,2>排放通量的季节变化规律及其影响因素,试验设置三种处理:(1)常规施肥处理(Nu),(2)无氮处理(N<,0>),(3)空闲处理(Np常规施肥无作物)。在研究供试土样土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮的基础上,进一步采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)研究了不同处理土壤微生物遗传多样性的特征,以期从微观上揭示N<,2>O和CO<,2>排放的影响因素。现将实验结果分述如下。 1)土壤N<,2>O、CO<,2>排放具有明显的季节变化特征,随着温度的升降和作物的生长周期变化而上下波动。油菜和小麦地常规处理土壤N<,2>O排放通量的变化幅度分别为0.01~0.48 mg·m<,-2>·h<,-1>和0.02~0.24 mg·m<,-2>·h<,-1>;其CO<,2>排放通量变化幅度分别为121.42~1585.80 mg·m<,-2>·h<,-1>和142.39~1246.19 mg·m<,-2>·h<,-1>。小麦播种和油菜移栽的初期(11、12、1月),各处理的N<,2>O、CO<,2>排放通量波动不大,日平均排放量较低,第二年开春(2、4月)后,随着温度的上升,N<,2>O、CO<,2>排放通量不断增大,到作物盛花期时,达到整个作物生长周期中N<,2>O、CO<,2>排放通量的最大值。在成熟收获阶段,N<,2>O、CO<,2>排放通量又重新回到一个较低点。 2)在整个作物的生长周期内,各处理(包括无作物生长的空闲处理)的N<,2>O、CO<,2>排放通量与5锄土壤温度在P<0.01水平下显著正相关,呈较好的指数函数相关关系。而与土壤湿度呈负相关(R=-0.478<**>,P<0.01)。土壤N<,2>O、CO<,2>排放通量,以常规处理高于无氮处理,说明氮肥施用促进了土壤N<,2>O、CO<,2>排放通量。油菜地各处理的土壤N<,2>O、CO<,2>排放通量高于小麦地相应处理,常规处理和无氮处理的土壤N<,2>O、CO<,2>排放通量高于空闲地处理,说明作物的生长促进了土壤温室气体的排放。 3)DGGE技术对各土壤样品微生物多样性分析结果表明,两种不同作物种植方式下,油菜和小麦地常规处理的土壤样品细菌Shannon指数分别为1.59、1.58,空闲处理的土壤样品细菌Shannon指数分别为1.68、1.66,空闲处理土壤样品多样性指数高于常规处理;真菌多样性指数具有相同的规律。空闲地土壤具有相对较高的微生物多样性,而两种不同作物常规处理之间微生物多样性差异不明显。 4)常规处理土壤微生物量碳均高于无氮处理和空闲处理,油菜地各个处理的土壤微生物量氮分别高于小麦地相对应的处理。而两种种植方式下,不同处理土壤微生物量氮高低顺序表现为:空闲处理)常规处理)无氮处理,表明土壤微生物量氮与土壤的有效氮含量有关。 5)两种种植方式下,土壤过氧化氢酶、土壤转化酶活性高低顺序为常规处理>无氮处理>空闲处理;油菜地各处理土壤过氧化氢酶活性高于小麦地相对应处理,而不同作物种植方式对土壤转化酶影响不明显。空闲处理和常规处理的土壤脲酶活性均高于无氮处理土壤,土壤中施入尿素明显增大了土壤脲酶的活性。
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