不同用量生物质炭输入对南亚热带典型人工林土壤养分转化的影响

论文摘要

土壤养分保持是我国面临的一个重要生态环境问题。在我国,人工林面积居世界首位,马尾松（Pinus massoniana）和桉树（Eucalyptus）具有速生丰产的特性而被广泛种植,但由于长期单一的纯林经营模式带来马尾松和桉树人工林地力衰退、林下生物多样性降低、生产力下降等问题。生物质炭（Biochar）作为土壤改良剂在农业生态系统中已经广泛应用,而对人工林土壤生态系统的改良研究相对较少。本研究采用秸秆为原料的生物质炭,选取南亚热带典型人工林树种--37年生马尾松（针叶树种）和15年生桉树（阔叶树种）纯林土壤作为供试土样,通过添加不同比例的生物和凋落物进行2组室内培养实验:Ⅰ:①土壤CK（S）,②土壤+2%生物质炭（2B）,③土壤+5%生物质炭（5B）,④土壤+10%生物质炭（10B）,⑤土壤+20%生物质炭（20B）;Ⅱ:①土壤+5%凋落物CK（SL）,②土壤+2%生物质炭+5%凋落物（2BL）,③土壤+5%生物质炭+5%凋落物（5BL）,④土壤+10%生物质炭+5%凋落物（10BL）,⑤土壤+20%生物质炭+5%凋落物（20BL）,每个处理5个重复。研究其对马尾松和桉树人工林土壤pH值、氮（N）、磷（P）含量,土壤酶活性的影响,探讨两种典型人工林土壤养分与微生物功能之间的关系,揭示不同比例生物质炭和凋落物的输入对典型人工林红壤土壤养分循环的影响及其机理,为制定具有更高土壤养分固持的人工林经营管理措施提供科学依据。主要研究结果如下:（1）不同添加比例的生物质炭均能显著提高马尾松和桉树人工林土壤pH值（p<0.05）,且pH值随着生物质炭添加比例的提高而增加,在所有处理中,20%的生物质炭添加比例提高效果最为显著。（2）在只添加生物质炭情况下,20%的生物质炭添加量在不同培养时间均能显著提高马尾松和桉树林土壤硝态氮（NO3--N）含量,同时能显著提高两种林分的净硝化速率而显著降低其净氨化速率（p<0.05）,但对两种林分的铵态氮（NH4+-N）含量没有影响;在有凋落物叶添加情况下,10%和20%的生物质炭在不同培养时间均能显著提高马尾松和桉树林土壤NO3--N含量（p<0.05）,20%的生物质炭添加显著提高马尾松林净硝化速率,而10%和20%的生物质炭输入显著提高桉树林的净硝化速率（p<0.05）。（3）在只添加生物质炭情况下,添加不同比例生物质炭对马尾松的速效P含量均没有影响中,而不同比例生物质炭在不同培养时间均能显著提高桉树林的速效P含量（p<0.05）,20%的生物质炭添加显著提高马尾松林的磷矿化速率,而不同比例生物质炭在不同培养时间对桉树林的P矿化速率没有影响。在有凋落物叶添加情况下,不同比例生物质炭在培养的90d和180d均能显著提高马尾松林的速效P含量（p<0.05）,而10%和20%的生物质炭的添加在培养的90d和180d均能显著提高桉树林的速效P含量（p<0.05）。两种林分的P矿化速率随着生物质炭比例的增加而提高,但差异不显著。（4）在只添加生物质炭情况下,对于C转化酶,20%的生物质炭添加在不同培养时间均显著提高马尾松和桉树林的α-葡糖苷酶（AG）活性,5%的生物质炭添加在培养早期（30d）显著提高马尾松和桉树林β-葡糖苷酶（BG）活性,但不同比例的生物质炭添加在不同培养时间均能降低β-1,4木糖苷酶（BX）活性。对于N转化酶活性的影响不规律。对于P转化酶,在培养30d和90d,10%和20%的生物质炭添加均能显著抑制马尾松林磷酸酶（AP）活性（p<0.05）,在培养30d,不同比例的生物质炭添加均能抑制AP活性,但随着培养时间的增加,这种抑制作用减弱。在有凋落物叶添加情况下,对于C转化酶,10%和20%的生物质炭添加在不同培养时间均显著提高马尾松的AG活性（p<0.05）,而在桉树林中需要20%的生物质炭添加量才能在不同培养时间显著提高其AG活性（p<0.05）;10%和20%的生物质炭添加在培养的30d和90天均显著提高马尾松和桉树林的BG活性（p<0.05）;但不同比例的生物质炭添加在培养中期（90d）均能显著降低桉树林BX活性。对于N转化酶活性的影响无明显规律。对于P转化酶,在培养后期,10%和20%的生物质炭的添加均能显著提高马尾松林的AP活性,而在早期,10%和20%的生物质炭的添加均能显著提高桉树林的AP活性（p<0.05）。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘通

导师: 黄雪蔓

关键词: 马尾松,桉树,生物质炭,土壤养分,土壤酶活性

来源: 广西大学

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: 广西大学

分类号: S714.8

总页数: 81

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