黄土丘陵区人工林草地土壤可溶性有机氮动态变化及土壤氮素矿化研究

黄土丘陵区人工林草地土壤可溶性有机氮动态变化及土壤氮素矿化研究

论文摘要

土壤氮素对植物的生长有着不可或缺的作用,土壤可溶性有机氮(Solube Organic Nitrogen,SON)作为土壤氮素中相对较活跃的部分,可以直接或者间接经过转化被植物吸收利用,在土壤氮循环中具有重要地位。本研究以陕北黄土高原(延安市志丹县境内)退耕后人工营造的杏树林(Prunus armeniaca)、沙棘林(Hipophae rhamnoides)、刺槐林(Robinia pseudoacacia)、油松林(Pinus tabuliformis)以及草地土壤作为研究对象,研究不同人工林草地土壤可溶性有机氮随季节、土层深度及坡向的变化规律,以及可溶性有机氮与土壤基础理化性状的关系,同时研究不同人工林草地土壤氮素矿化特征,揭示土壤供氮特性。主要结果如下:(1)植被恢复显著增加了土壤可溶性有机氮含量,沙棘林在增加土壤SON含量方面优于杏树林及草地,刺槐林及油松林全年平均未表现增加效果。季节及土层深度及其交互作用对土壤SON含量有显著影响,随季节变化土壤SON含量呈现出先降低后增长的趋势,且春季、冬季土壤SON含量显著高于夏季及秋季。土壤SON在不同坡向间存在显著差异,但变化趋势各不相同。(2)植被恢复显著增加了土壤含水量,土壤养分及土壤酶活性,沙棘林、杏树林及草地的增加效果最为显著,种植沙棘林更有利于养分的积累。除电导率、pH、过氧化氢酶活性外,其余各指标都表现出显著的季节变化特征。土壤养分及土壤蔗糖酶活性、脲酶活性随土层的加深而降低,土壤含水量随土层加深而增加。坡向对土壤含水量,土壤养分及酶活性的影响各不相同,但总体含量关系为杏树林阳坡高于阴坡,沙棘林阴坡高于阳坡。(3)土壤SON与土壤性质之间的相关关系随季节的变化而变化。其中,在春季和秋季,土壤SON与理化性状间无显著相关关系。夏季,土壤SON含量与土壤速效钾呈显著负相关关系,与土壤过氧化氢酶呈显著正相关关系。冬季土壤SON含量与碱解氮、有效磷、蔗糖酶含量、含水量呈显著负相关关系,与土壤pH呈显著正相关关系。(4)在10-20 cm土层,植被恢复对土壤氮素矿化量及矿化速率无显著提升效果,仅有杏树林对土壤矿化速率有提升作用;植被恢复后土壤养分的积累并不会影响到10-20 cm土层土壤矿化势和矿化速率。由此可见,植被恢复对10-20 cm土层土壤氮素矿化的影响有限,油松林土壤氮素矿化量显著低于农田,且对土壤供氮能力没有提升效果。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 研究背景及研究意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 土壤SON的来源与组成
  •     1.2.2 不同生态系统土壤SON的影响因素
  •     1.2.3 土壤SON与土壤氮矿化关系研究进展
  •   1.3 研究目标及内容
  •     1.3.1 研究目标
  •     1.3.2 研究内容
  •   1.4 技术路线
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 样品采集及预处理
  •     2.2.1 样品采集
  •     2.2.2 培养实验处理
  •   2.3 样品分析
  •     2.3.1 土壤基础指标测定
  •     2.3.2 土壤可溶性有机氮、矿质氮、土壤游离氨基酸、土壤酶活性测定…
  •   2.4 数据分析
  • 第三章 不同人工林草地土壤SON的变化特征
  •   3.1 土壤SON含量的变化特征
  •   3.2 土壤SON占可溶性总氮比例
  • 第四章 不同人工林草地土壤SON与土壤性质的关系
  •   4.1 不同人工林草地土壤物理性质的变化特征
  •     4.1.1 不同人工林草地土壤EC值的变化特征
  •     4.1.2 不同人工林草地土壤含水量的变化特征
  •   4.2 不同人工林草地土壤化学性质的变化特征
  •     4.2.1 不同人工林草地土壤碱解氮含量的变化特征
  •     4.2.2 不同人工林草地土壤有效磷含量的变化特征
  •     4.2.3 不同人工林草地土壤速效钾含量的变化特征
  •     4.2.4 不同人工林草地土壤游离氨基酸的变化特征
  •     4.2.5 不同人工林草地土壤有机质含量的变化特征
  •     4.2.6 不同人工林草地土壤pH值的变化特征
  •   4.3 不同人工林草地土壤酶活性变化特征
  •     4.3.1 不同人工林草地土壤蔗糖酶酶活性的变化特征
  •     4.3.2 不同人工林草地土壤脲酶活性的变化特征
  •     4.3.3 不同人工林草地土壤过氧化氢酶活性的变化特征
  •   4.4 土壤SON与土壤理化性质及土壤酶活性的关系
  •   4.5 讨论
  • 第五章 不同人工林草地土壤矿化特征
  •   5.1 不同人工林草地土壤矿质氮含量特征
  •   5.2 不同人工林草地土壤氮素矿化速率及累积矿化量特征
  •   5.3 土壤氮素矿化模型
  •   5.4 土壤氮素矿化与土壤SON及土壤理化性质之间的关系
  •   5.5 讨论
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 曹阳阳

    导师: 赵满兴

    关键词: 黄土高原,人工林草地,可溶性有机氮,氮素矿化

    来源: 延安大学

    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: 延安大学

    分类号: S812.2

    总页数: 58

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