秸秆腐解对土壤供锌能力的影响

【摘要】：Zn作为动植物所必需的微量元素,通过植物进入食物链后,直接或间接的通过动物进入人类的膳食中,从而影响人体的营养平衡及身体健康。陕西关中地区土壤属于潜在性缺Zn土壤,该土壤中Zn供给不足、土壤的供Zn能力低下,农作物和畜产品的产量和品质都受到较大的影响。解决潜在性缺Zn土壤供Zn不足问题最有效的途径即提高土壤有效Zn含量,提高土壤的供Zn能力,进而提高农作物籽粒Zn含量,保障人体健康。陕西关中地区以小麦-玉米一年两熟轮作制度为主要的种植模式。该种植模式下每年产生大量的小麦和玉米秸秆,这些秸秆大部分没有被有效利用,造成大量的资源浪费。目前,有机肥的投入在逐渐减少,秸秆还田日益受到重视,秸秆可能代替有机肥成为进入土壤的主要有机物料。秸秆还田不仅解决资源浪费问题,同时对于保护生态环境也具有重要意义。众所周知,秸秆中富含微量元素,Zn就是其中之一,Zn和其他微量元素可随秸秆还田而归还到土壤中,增加土壤中的Zn和其他微量元素含量。 本研究采用两个室内模拟秸秆(小麦秸秆和玉米秸秆)还田培养实验,通过测定土壤全Zn、有效Zn、微生物量Zn、各形态Zn含量等指标,研究了秸秆还田降解对本身所含Zn的释放、对土壤原有Zn和外源施入Zn形态转化以及对土壤微生物量Zn含量的影响,为大田推广提供理论依据。本研究得到以下主要结果: (1)为探讨秸秆在土壤中腐解对其本身所含Zn的释放及其对土壤原有Zn、外源施入Zn形态转化以及对微生物量Zn(Mic-Zn)含量的影响,进行了为期42 d的小麦秸秆腐解室内培养试验。结果表明,秸秆在土壤中腐解时CO_2-C累积释放量和土壤微生物量碳(Mic-C)随着秸秆添加量的增加而显著增加,而秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn对其均无明显影响。土壤中无论是否添加秸秆,施入外源Zn均明显增加了土壤Mic-Zn和土壤有效Zn(DTPA-Zn)含量,土壤交换态Zn(Ex-Zn)和松结有机态Zn(Wbo-Zn)含量也明显增加;与低Zn秸秆相比,高Zn秸秆在土壤中腐解可明显增加土壤Mic-Zn和DTPA-Zn含量,提高土壤Ex-Zn和Wbo-Zn比例。而且,秸秆腐解本身释放的Zn主要转化为有效性较高的Ex-Zn。 (2)通过室内模拟培养实验,探讨了玉米秸秆腐解对自身Zn释放、土壤原有Zn和外源施入Zn形态转化及其对土壤Mic-Zn含量的影响。结果表明,为期42 d的室内培养,秸秆在土壤中腐解时,CO_2-C累积释放量随着秸秆添加量的增加平均增加了38.69%,而秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn对其无明显影响;土壤Mic-C含量随秸秆添加量的增加而增加,与秸秆自身Zn含量高低以及外源施Zn与否无关。土壤中无论是否添加秸秆,施入外源Zn时,土壤Mic-Zn和土壤DTPA-Zn含量分别较对照增加228.42%和131.51%,土壤Ex-Zn和Wbo-Zn含量也明显增加;与低Zn秸秆相比,高Zn秸秆在土壤中腐解时,土壤DTPA-Zn含量增加了25.06%,土壤Ex-Zn和Wbo-Zn含量也有所增加。而且,秸秆在石英砂中腐解,即秸秆腐解本身释放的Zn主要转化为有效性较高的Ex-Zn。 (3)为探讨秸秆腐解对土壤供Zn能力的影响,将小麦和玉米秸秆添加到土壤中,在相同的条件下分别进行了为期42 d天的室内培养。结果表明,小麦和玉米秸秆在土壤中腐解,其CO_2-C累积释放量和土壤Mic-C、N均随着秸秆添加量的增加而增加,秸秆自身Zn含量高低和外源施Zn对其无明显影响。相同培养条件下,土壤环境加速了小麦秸秆的腐解,培养介质对玉米秸秆腐解无明显影响。土壤施Zn时土壤Mic-Zn和DTPA-Zn含量均明显增加,高Zn含量的小麦和玉米秸秆在土壤中腐解也较为明显增加了二者的含量,土壤中添加秸秆并配施Zn肥较仅添加秸秆明显提高土壤Mic-Zn和DTPA-Zn的含量。小麦和玉米秸秆添加到土壤或石英砂中均明显增加了Ex-Zn的含量,两种秸秆在土壤中腐解,土壤全Zn和各形态Zn含量均不同程度增加,Wbo-Zn则明显增加。 总之,秸秆腐解过程中,CO_2-C累积释放量和土壤Mic-C、N含量随着秸秆添加量的增加而增加,秸秆Zn含量和外源施Zn对其无明显影响;土壤施Zn和高Zn秸秆腐解明显增加土壤Mic-Zn、全Zn、DTPA-Zn以及各形态Zn的含量,秸秆腐解明显提高土壤有效Zn含量,提高对有效Zn贡献较大的有机态Zn的含量,因此提高了土壤的供Zn能力。 【关键词】：土壤微生物量锌 锌形态 土壤供锌能力 秸秆腐解
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S153
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 前言11-19
• 1.1 研究目的和立题意义11-12
• 1.2 文献综述12-19
• 1.2.1 土壤中的锌12-15
• 1.2.2 秸秆还田现状15-16
• 1.2.3 秸秆还田与土壤供锌能力16-19
• 第二章 小麦秸秆腐解对自身锌释放及土壤供锌能力的影响19-28
• 2.1 材料与方法20-21
• 2.1.1 试验设计与试验材料20
• 2.1.2 试验过程20
• 2.1.3 测定项目与方法20-21
• 2.2 结果与分析21-25
• 2.2.1 不同处理下秸秆腐解对CO_2 释放量及微生物量碳、氮含量的影响21-22
• 2.2.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和有效Zn 的影响22-23
• 2.2.3 秸秆腐解对土壤不同形态Zn 和全Zn 的影响23-25
• 2.2.4 土壤Mic-Zn、各形态Zn 与DTPA-Zn 的相关关系25
• 2.3 讨论25-28
• 2.3.1 秸秆腐解对CO_2-C 累积释放与土壤微生物量碳氮含量的影响25-26
• 2.3.2 秸秆腐解对土壤微生物量锌的影响26-27
• 2.3.3 秸秆腐解对土壤DTPA-Zn、锌形态以及全锌含量的影响27
• 2.3.4 土壤DTPA-Zn 和各形态锌的相关关系27-28
• 第三章 玉米秸秆腐解对土壤锌形态和土壤供锌能力的影响28-35
• 3.1 材料与方法29-30
• 3.1.1 试验设计与试验材料29
• 3.1.2 测定项目与方法29-30
• 3.2 结果与分析30-33
• 3.2.1 秸秆腐解对CO_2-C 累积释放量以及土壤微生物量碳、氮的影响30-31
• 3.2.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和DTPA-Zn 的影响31
• 3.2.3 秸秆腐解对土壤各形态Zn 和全Zn 的影响31-33
• 3.3 结论与讨论33-35
• 3.3.1 秸秆腐解过程中CO_2 释放和土壤微生物量C、N 含量的变化33
• 3.3.2 秸秆腐解对土壤微生物量Zn 和土壤DTPA-Zn 的影响33-34
• 3.3.3 秸秆腐解过程中土壤各形态 Zn 含量变化及秸秆腐解对土壤全Zn 含量的影响34-35
• 第四章 秸秆腐解对土壤有效锌及土壤供锌能力的影响35-43
• 4.1 材料与方法36
• 4.2 结果与分析36-40
• 4.2.1 不同条件下秸秆腐解过程中 CO_2-C 累积释放和土壤微生物量碳氮含量的变化36-37
• 4.2.2 不同条件下秸秆腐解过程中土壤微生物量Zn和土壤DTPA-Zn含量的变化37-38
• 4.2.3 不同条件下秸秆腐解过程中土壤各锌形态和全锌含量的变化38-40
• 4.3 结论与讨论40-43
• 4.3.1 秸秆腐解过程中CO_2-C 释放量和土壤微生物量C、N 含量的变化40-41
• 4.3.2 秸秆腐解过程中土壤微生物量Zn 和DTPA-Zn 含量的变化41
• 4.3.3 秸秆腐解过程中土壤各形态Zn 和全Zn 含量的变化41-43
• 第五章 结论43-45
• 参考文献45-52
• 致谢52-53
• 作者简介53

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