外源有机碳对盐渍化土壤性质及小麦生长的影响

作     者：岳小红 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹靖

授予年度：2018年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：盐渍化土壤 外源有机碳 生物碳 土壤呼吸 土壤酶 小麦 

摘      要：近年来,由于生物碳能够提升退化土壤质量问题而逐渐被关注,西北干旱半干旱区,因降雨量少,蒸发量大,土壤盐渍化问题严重制约了当地生态环境的可持续发展和农业生产活动。探究生物碳对干旱半干旱区盐渍化土壤的改良机制,对盐渍化土壤的开发和利用具有重要的科学意义。因此,本研究为了探究不同类型外源有机碳对盐渍化土壤改良效果和影响的机理,通过土壤培养试验和盆栽试验,分析了不同程度盐渍化土壤中添加生物碳、葡萄糖、淀粉和腐殖酸对土壤化学和生物学性质及小麦生长的影响,得出以下主要结论:1.外源有机碳添加降低了3种不同程度盐渍化土壤的电导率值(Ec),并对重度盐渍化土壤Ec值降低最显著,而6%碳添加量较3%的降低效果更明显;4种外源性有机碳相比,葡萄糖和淀粉对土壤电导率的负影响要大于生物碳和腐殖酸。4种外源有机碳降低了3种不同程度盐渍化土壤Na和Cl含量,且6%碳添加量较3%的降低更显著,而不同类型外源有机碳之间,葡萄糖和生物碳处理较淀粉和腐殖酸降低更明显;外源有机碳还增加了3种不同程度盐渍化土壤中Ca、K含量,且生物碳添加增加最显著。2.4种外源有机碳明显增加了盐渍化土壤有机碳(SOC)含量,且以6%添加量下土壤有机碳增加最明显,其中葡萄糖添加效应最明显。不同程度盐渍化土壤中土壤微生物量碳(SMBC)含量都与土壤有机碳含量呈显著正相关,4种外源有机碳对增加土壤微生物量碳含量提高的效果为:葡萄糖﹥淀粉﹥生物碳﹥腐殖酸;外源有机碳添加促进了土壤呼吸作用,其中葡萄糖和淀粉添加使土壤呼吸增加最明显,且3%的外源碳添加量对土壤呼吸的促进作用大于6%的添加量;土壤呼吸作用受盐渍化程度的影响较大,在较短时间内生物碳和腐殖酸添加对盐渍化土壤呼吸作用的影响不明显。3.4种外源有机碳添加后均提高了不同程度盐渍化土壤的荧光素二乙酸酯水解酶(FDA)、β-葡萄糖苷酶(PAG)、脱氢酶活性(DHA),且这三种酶受外源有机碳添加量的影响较大,而脲酶(UA)活性受土壤盐渍化程度的影响较大。在葡萄糖和淀粉添加处理下,FDA酶和β-葡萄糖苷酶活性分别显著增加了72.9%-371.0%和23.0%-213.7%。总之,外源有机碳添加对盐渍化土壤中与C循环有关的β-葡萄糖苷酶和脱氢酶活性有显著的提高作用,而对与N循环有关的土壤脲酶活性则表现出抑制作用。4.在不同程度盐渍化土壤中添加4种外源有机碳后,小麦生长状况得到了改善,小麦地上部干重、存活率、根长和根表面积均显著增加。外源有机碳处理后中度和重度盐渍化土壤中小麦幼苗地上部Na和Cl含量均降低,且6%较3%添加量下盐分离子减少更明显。外源有机碳添加后小麦地上部K含量均增加,且6%较3%添加量增加更多。总之,外源有机碳对盐胁迫下小麦生长的缓解效应大小顺序为:葡萄糖﹥淀粉﹥生物碳﹥腐殖酸。