论文部分内容阅读
工业革命以后，化石燃料（煤、石油和天然气等）的使用量急剧增加，产生大量CO2;各种森林尤其是热带雨林的大肆砍伐，使得吸收固定CO2的主体减少，CO2浓度升高已成为世界范围内的重要环境问题。CO2浓度的升高势必对生态环境，微生物、动植物等的生理生态变化产生重要影响。为解决粮食危机，全球掀起了“绿色革命”的浪潮，将无机化肥的使用推向了高潮。过度施用化肥使土地质量连年下降、地下水及河流污染严重，环境遭到明显破坏。土壤作为陆地生态系统中最大的碳库，对全球气候变化和人类生存环境有着重要影响，因此解决土壤污染问题已势在必行。 农业生产特别是化肥的加工及大量使用，造成CO2的大量排放，加剧了温室效应，微生物肥作为一种新型肥料，因肥效好、成本低、无污染，因而是一种很有前景的肥料。 本文采用崇明生态种植基地土壤作为供试土样，利用实验室已有藻种、菌种作微生物肥，添加少量化肥作营养物质，形成化肥微生物肥复合肥，施加到土壤中。微生物增长和CO2浓度密切相关，为此本文探索了不同CO2浓度下施加不同微生物肥对土壤肥力的影响，综合文献调研结果，选取900mg/m3CO2、755mg/m3CO2和540mg/m3CO2进行实验。实验表明，化肥+蓝藻组和化肥+细菌组均可以显著提升土壤总有机碳(TOC)，高浓度CO2下，分别高出空白对照组、化肥组796.19％、189.87％和973.17％、263.56％;低浓度CO2下，分别高出空白对照组、化肥组331.34％、88.26％和175.13％、20.08％。微生物肥可以有效降低土壤pH，高浓度CO2下，空白组、化肥+绿藻组和化肥+蓝藻组pH分别由8.50、8.52和8.53降低到8.33、7.94和8.26;低浓度CO2下，空白组、化肥+绿藻组和化肥+蓝藻组pH分别由8.47、8.44和8.48降低到8.25、7.86和7.68。固碳微生物群落多样性分析显示，微生物肥可以调节土壤微生物群落，土壤TOC增加主要与蓝藻门、变形菌门和厚壁菌门变化相关。综合分析土壤改良情况，施加微生物肥能有效增加土壤TOC，降低土壤pH值，改变土壤微生物群落;高浓度CO2下，改良效果更佳。 为探究微生物肥固碳机制，开展微生物肥土壤浸提液实验，进行TOC与固碳微生物群落相关性分析，实验表明，微生物肥通过调节微生物群落进而增加TOC，土壤TOC增加与蓝藻门呈极显著性正相关，浸提液TOC增加与变形菌门、厚壁菌门呈极显著性负相关。分析是因实验条件的局限，土壤实验在开放性条件下开展，土壤表面微藻生长情况较好，覆盖在土壤表面，抑制菌类的呼吸和生长，因此，土壤TOC增加与蓝藻门呈极显著性正相关;浸提液实验在封闭性条件下开展，微藻通过光合作用为菌类的呼吸和生长提供氧气，因此，浸提液TOC增加与变形菌门、厚壁菌门呈极显著性负相关。 微生物肥能有效改善土壤质量，增强土壤肥力，为推广微生物肥的农田应用，本文研究了微生物肥对种子发芽、植物生长的影响，实验表明，化肥组、化肥+微生物肥组发芽率普遍偏低，单施微生物肥组发芽率较高，其中绿藻组和细菌组种子发芽率分别高出空白对照组和化肥组112％和125％;绿藻组、蓝藻组和细菌组均能有效促进植株生长，其中细菌组植株干重是空白对照组的125％。综合分析种子发芽率、植株生长情况，细菌组促生效果较好。