室內(nèi)培養(yǎng)條件下南北方稻田土壤氮素礦化特征的研究.pdf

1、針對(duì)氮素礦化過(guò)程中存在的問(wèn)題，本論文利用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，通過(guò)分析培養(yǎng)前后土壤銨態(tài)氮與固定態(tài)銨含量，預(yù)培養(yǎng)過(guò)程或培養(yǎng)過(guò)程中土壤有機(jī)氮組分，以及培養(yǎng)過(guò)程中CO2濃度的變化，并結(jié)合Miseq測(cè)序與熒光定量PCR手段，研究了預(yù)培養(yǎng)溫度對(duì)南北方典型稻田土壤氮素礦化的影響，以及固定態(tài)銨、土壤微生物組成與比例在氮素礦化中的變化規(guī)律。以期解決氮素礦化研究中的不足，為全面認(rèn)識(shí)稻田氮素礦化過(guò)程提供支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　12℃的預(yù)培養(yǎng)溫度不會(huì)明顯

2、改變土壤供氮過(guò)程，可以作為適宜的預(yù)培養(yǎng)溫度。提高土壤預(yù)培養(yǎng)溫度，初始銨態(tài)氮含量隨之升高，礦化氮含量逐漸減少，當(dāng)預(yù)培養(yǎng)溫度為35℃時(shí)，礦化氮含量很少甚至降為負(fù)值。雖然12℃和25℃預(yù)培養(yǎng)不會(huì)影響土壤總的礦化氮量，但模型擬合顯示，風(fēng)干土礦化過(guò)程與經(jīng)過(guò)預(yù)培養(yǎng)的土壤礦化過(guò)程明顯不同。風(fēng)干土直接培養(yǎng)2周或者經(jīng)過(guò)25℃預(yù)培養(yǎng)2周后，土壤中可酸解氮含量均有所增加，難酸解氮含量明顯降低;與風(fēng)干土相比，12℃預(yù)培養(yǎng)有機(jī)氮組分變化不明顯;而隨著預(yù)培養(yǎng)溫度的

3、提高，酸解氮含量前期增加后期減少，難酸解氮前期減少后期增加。由此可見(jiàn)，難酸解氮在礦化過(guò)程中可能也發(fā)揮重要作用。超過(guò)25℃的預(yù)培養(yǎng)溫度會(huì)改變土壤供氮過(guò)程，12℃預(yù)培養(yǎng)后土壤有機(jī)氮組分變化小，礦化過(guò)程更符合實(shí)際。
　　長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)土壤中礦化氮的降低與銨的固定關(guān)系不大。隨著溫度增高，南方土壤礦化氮量隨之增加，35℃時(shí)最高;對(duì)北方土壤而言，當(dāng)溫度由25℃升到35℃時(shí)，礦化氮量增量微乎其微;南方土壤固定態(tài)銨含量也隨之增加，但北方土壤對(duì)溫度響應(yīng)

4、不明顯。隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤礦化氮含量前期(0-21 d)增加后期(21-35 d)下降(35℃條件下的南方土壤除外);土壤中固定態(tài)銨含量也呈先增加后下降的趨勢(shì)。與起始相比，培養(yǎng)21 d后南方土壤固定態(tài)銨平均增加了15％，北方土壤增加了7％;從21d到35 d，南方土壤固定態(tài)銨降低了0.2％-6％，北方土壤降低了7％-14％。培養(yǎng)后期，土壤礦化氮下降的同時(shí)土壤中固定態(tài)銨含量也隨之下降，由此可以說(shuō)明，后期土壤中礦化氮的下降并沒(méi)有被土壤固

5、定轉(zhuǎn)化成固定態(tài)銨。
　　南方土壤微生物不耐低溫，而高溫會(huì)抑制北方土壤微生物活性。隨著培養(yǎng)溫度的升高，南方土壤細(xì)菌豐度隨之升高，且隨培養(yǎng)時(shí)間而逐漸下降。前期(0-14 d)，北方土壤對(duì)溫度響應(yīng)不明顯，但40℃條件下，培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，北方土壤細(xì)菌豐度下降最多，與其他兩個(gè)溫度相比差異顯著（P＜0.05）。南方土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)在15℃條件下均最低，北方土壤細(xì)菌豐富度和多樣性指數(shù)在40℃條件下均最低，差異顯著（P＜0.05）。CO