酸化及冻融对黑土中氧化亚氮释放特性的影响

发布时间：2020-11-20 16:02

　　 随着社会的发展，全球人口数量剧增，为了解决日益增长的粮食问题，在有限的土地上得到更多的粮食资源，大量的化肥被施入到土壤中，从而导致近年来黑土退化严重，酸化是其退化的主要形式之一。酸化改变了土壤生境，影响氧化亚氮（N2O）产生过程及排放量。我国东北的黑土分布于温带半湿润季风气候区，在长达半年的冬春季节里，土壤处于冻结和解冻状态。冻融交替作用是作用于土壤的非生物应力，它对土壤的化学性质、物理性质和生物学性质都产生直接影响，进而影响N2O的产生过程及其排放量。为了研究土壤酸化及冻融交替对黑土理化性状和生物学性质的影响，我们采用室内模拟方法，主要从不同施氮量、含水量、土壤粒径以及冻融频次和冻融方式对黑土中N2O的释放特性及反硝化细菌活性的影响进行了研究。研究结果如下： （1）土壤酸化会对黑土中N2O的释放产生重要的影响。N2O的排放通量随着土壤pH值的降低而增加。在同一施氮量条件下，酸化黑土中N2O的排放通量随着培养时间的增加呈现先上升后下降的趋势。在不同施氮量条件下，N2O的排放通量随着氮肥施加量的增加而增大。含水量对酸化黑土中N2O的释放特性的影响与施氮量的影响一致。除此之外，在正常施氮量、高含水量的条件下，黑土N2O的排放通量要高于高施氮量、正常含水量的黑土，说明在土壤含水量是制约黑土N2O的释放的关键因素。 （2）在冬天的土壤闲置期，虽然没有作物生长，但是土壤中微生物依然活跃。冻融交替作用使土壤中微生物的性状及其种群结构发生改变，从而导致土壤中N2O排放通量的变化。在冻融交替过程中黑土N2O的排放通量总体比酸化土壤低。在冻融交替过程中，黑土N2O的排放通量和反硝化细菌活性受施氮量的影响并不显著，随着施氮量的增加而增加，但是，它们受含水量的影响较大，含水量为25%的处理条件下，黑土N2O的排放通量明显高于其他两个含水量的处理。并且含水量越高，反硝化细菌数量越大，说明反硝化细菌活性越强，从而导致N2O的排放通量最大。冻融过程中粒径对黑土N2O释放及反硝化细菌活性的影响出现波动，在培养的初始阶段，0.15mm粒径的土壤N2O释放量大于0.5cm，但是在培养时间为144h之后便大于0.15mm粒径的土壤。反硝化细菌的数量也出现类似的波动。 （3）在冻融循环结束之后，春耕之前，土壤中依然会释放N2O，而且其释放量的大小与冻前土壤粒径大小、冻前含水量、冻融频次和冻融方式密切相关。冻融结束后，黑土中N2O排放通量随冻前土壤粒径的变化而变化，土壤粒径越小，冻融结束后N2O释放量越大；在冻融频次和冻融方式一定的前提下，黑土中N2O的释放量随冻前含水量的增大而增大，在冻前含水量为15%、20%、25%的黑土中，N2O累积排放通量分别为3250、3607和4011μg·(m2·h)-1；在冻前含水量和冻融方式一定的前提下，黑土中N2O的释放量随冻融频次的增大呈现出先增大后减小的趋势，并在第8周期出现排放峰值，但是变化并不显著在冻融频次和冻前含水量均相同的前提下，缓冻速融的冻融方式相比速冻缓融释放出更多的N2O，其累计排放通量比速冻缓融大12%。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X144
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 前言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 研究特色与创新点
2O 释放特性的研究'>2 酸化黑土中 N₂O 释放特性的研究
    2.1 材料与方法
    2.2 结果与分析
    2.3 本章小结
2O 释放及反硝化细菌活性的研究'>3 冻融过程中黑土 N₂O 释放及反硝化细菌活性的研究
    3.1 材料与方法
    3.2 结果与分析
    3.3 本章小结
4 冻融处理后黑土中 N2O 释放特性的研究
    4.1 材料与方法
    4.2 结果与分析
    4.3 本章小结
5 结论
参考文献
作者简介
致谢

【参考文献】

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本文编号：2891659