【摘要】：隨著氣候變化在國際間的討論逐漸深入,提高農(nóng)田土壤固碳減排能力以應對氣候變化成為目前科學界研究的重點。有機種植作為低碳經(jīng)濟的重要模式之一,在固碳減排上具有巨大潛力。本文重點研究了有機和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤有機碳的特性,通過定位研究,比較兩種種植模式下土壤有機碳及其組分的動態(tài)變化;通過團聚體分級,明確兩種種植模式下土壤有機碳及其組分在團聚體內(nèi)的分布特點,從物理化學角度探討土壤的固碳機制;并比較了我國不同地區(qū)在有機和常規(guī)種植模式下土壤有機碳特性。通過以上研究旨在探討有機種植是否具備應對氣候變化的能力,從而進一步推動我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對有機和常規(guī)種植模式下土壤有機碳及其組分的長期定位研究表明,經(jīng)過10年有機種植后,土壤理化性質(zhì)得到改善,有機質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀均比常規(guī)種植高;常規(guī)種植除了有機質(zhì)有所升高,其他養(yǎng)分指標均有不同程度的降低。有機種植模式下過氧化物酶和多酚氧化酶活性分別為2.66、0.98 mg沒食子素g-1·2h-1,常規(guī)種植這兩種酶活分別為1.64、0.67mg沒食子素g-1·2h-1。有機種植土壤有機質(zhì)、重組有機質(zhì)和活性有機質(zhì)均高于常規(guī),且呈逐年增長的趨勢,分別從2004年的21.52 g·kg-1、20.75 g·kg-1 和 5.93 g·kg1 增加到2013年的30.94 g·kg-1,28.29 g·kg-1和7.83g·kg-1。有機種植初期有機質(zhì)增長較緩慢,種植5年后增長明顯加快。常規(guī)種植有機質(zhì)從2009年開始出現(xiàn)下降趨勢;重組有機質(zhì)從2011年開始略有下降;活性有機質(zhì)增加相對平緩。從長期定位試驗來看有機種植模式促進了有機質(zhì)及其組分含量的增加,有利于提高土壤酶活,促進有機碳由活性有機碳向更穩(wěn)定的腐殖酸發(fā)展。通過比較有機和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤團聚體組成、分配及團聚體內(nèi)有機碳組分的差異。結(jié)果表明,常規(guī)種植模式下隨著團聚體粒級的減小,團聚體四個粒級(1 mm,1～0.5 mm,0.5～0.25 mm 和0.25 mm)的百分含量均值分別為 23.75%、15.15%、19.98%和38.09%,而有機種植模式下各粒級團聚體(1mm,1～0.5mm,0.5～0.25 mm 和0.25 mm)的百分含量分別為 9.73%、18.41%、24.46%和 43.90%,0.25 mm微團聚體百分含量顯著高于常規(guī)種植。有機種植模式提高了 土壤有機碳和全氮含量,平均值分別為17.95 g·kg-1和 1.51 g·kg-1。有機種植模式下相同粒級間,團聚體中重組有機碳平均含量顯著高于常規(guī)種植,且重組有機碳在0.25 mm這部分穩(wěn)定性有機碳主要儲存場所的微團聚體中富集。有機種植模式下易氧化態(tài)碳在1 mm大團聚體中的含量顯著高于常規(guī)種植,其它粒級間沒有顯著差異,易氧化態(tài)碳在1mm大團聚體中富集。有機種植模式增加了土壤有機碳及其組分含量,緩解了耕作對團聚體的破壞,并增強了有機碳的穩(wěn)定性,有利于土壤固碳。各粒級團聚體中鐵鋁氧化物的含量分布規(guī)律不明顯,可能在該農(nóng)場鐵鋁氧化物對有機碳的化學穩(wěn)定不起主要作用。不同地區(qū)有機和常規(guī)種植模式下土壤有機碳的特性因種植地區(qū)、種植作物和種植年限等的不同而差異較大。有機種植年限3年以內(nèi)的金壇、山西和揚州三個地區(qū)在有機碳、重組有機碳和易氧化態(tài)碳含量上與常規(guī)種植沒有顯著性差異(P0.05),種植年限在4~6年的上海、山東和云南三個地區(qū)的這三個指標均顯著高于常規(guī)種植(P0.01)。隨著有機種植年限的延長,有機與常規(guī)的C/N比差值有變大趨勢。兩種種植模式下有機碳與重組有機碳、易氧化態(tài)碳有顯著的正相關(guān)關(guān)系。有機種植模式下,隨著有機碳含量的增加,重組部分和活性部分的碳積累更快,且重組部分的積累快于活性部分。
[Abstract]:With the deepening of the international discussion on climate change, the ability of soil solid carbon emission reduction in farmland to cope with climate change has become the focus of scientific research at present. As one of the important modes of low carbon economy, organic planting has great potential in carbon sequestration and emission reduction. In this paper, the characteristics of carbon black carbon in organic and conventional planting modes were studied, and the dynamic changes of carbon and its components in two planting modes were compared by location research. The distribution characteristics of carbon and its components in the agglomerate were determined in two planting modes, and the carbon sequestration mechanism of soil was discussed from the point of physical chemistry. The carbon characteristics of the carbon and its components under organic and regular planting modes were compared. The above research aims at exploring whether organic cultivation has the ability to deal with climate change, thus further promoting the sustainable development of agriculture in China. Long-term positioning of carbon and its components in organic and regular planting modes showed that after 10 years of organic planting, the physical and chemical properties of soil were improved, organic matter, total nitrogen, effective phosphorus and quick-acting potassium were higher than those of regular planting. Other nutrient indicators were decreased in varying degrees. The activities of peroxidase and multi-phenol oxidase in organic planting mode were 2.66, 0.098 mg and g-1 路 2h-1, respectively, and the two kinds of enzyme activities were 1.64, 0.67mg without food additive g-1 路 2h -1, respectively. The organic matter, the recombinant organic matter and the active organic matter in the organic planting soil were all higher than those of the conventional, and the trend of increasing year by year was from 21. 52 g 路 kg -1, 20. 75 g 路 kg -1 and 5.93 g 路 kg -1 in 2004 to 30. 94 g 路 kg -1, 28. 29 g 路 kg -1 and 7. 83g 路 kg -1 in 2013 respectively. Organic matter increased slowly in the early stage of organic planting, and the growth of organic matter increased significantly after 5 years. In 2009, the organic matter decreased slightly from the beginning of 2011, and the organic matter increased relatively gently. From the long-term positioning test, the organic planting model promotes the increase of organic matter and its component content, which is beneficial to improving soil enzyme activity and promoting the development of organic carbon from active organic carbon to more stable humic acid. By comparing the composition, distribution and agglomeration of organic carbon components in soil aggregates under the two different planting modes of organic and conventional plants. The results showed that with the decrease of agglomerate size in the conventional planting mode, the mean content of the four fractions (1 mm, 1 ~ 0.5 mm, 0. 5 ~ 0. 25 mm and 0. 25 mm) were 23. 75%, 15. 15%, 19. 98% and 38. 09%, respectively. The percentages of 0. 5 ~ 0. 25 mm and 0. 25 mm were 9.73%, 18.41%, 24.46% and 43. 90% respectively, and the percentage content of microaggregates was significantly higher than that of conventional planting. The organic planting model increased the total nitrogen content and the mean value of 17. 95g 路 kg-1 and 1.51 g 路 kg-1, respectively. The average content of the recombinant organic carbon in the agglomerate was significantly higher than that of the conventional planting in the organic planting mode, and the recombinant organic carbon was enriched in the micro-aggregates of the main storage sites of 0. 25 mm of the stable organic carbon. In the organic planting mode, the content of easily oxidized carbon in the 1 mm large aggregate was significantly higher than that of conventional planting, and there was no significant difference between the other fractions, and the easily oxidized carbon was enriched in the 1 mm large aggregate. the organic planting mode increases the content of the organic carbon and the components thereof, relieves the damage of the cultivation on the aggregates, enhances the stability of the organic carbon, and is favorable for the solid carbon of the soil. The content distribution of iron-aluminum oxide in each size agglomerate is not obvious, and it may not play a major role in the chemical stability of organic carbon on the farm iron-aluminum oxide. The characteristics of carbon in organic and regular planting patterns in different regions were different from those of planting area, planting crops and planting years. There was no significant difference in organic carbon, recombinant organic carbon and easily oxidized carbon content in three regions of organic carbon, recombinant organic carbon and easily oxidized carbon in three years of organic planting years (P0.05). The three indexes of Shandong and Yunnan were significantly higher than those of the conventional ones (P0.01). With the increase of organic planting years, the difference between organic and conventional C/ N ratio is large. Organic carbon in two planting modes has a significant positive correlation with the recombinant organic carbon and the easily oxidized carbon. In the organic planting mode, with the increase of the organic carbon content, the carbon accumulation of the recombinant part and the active part is faster, and the accumulation of the recombinant part is faster than that of the active part.
【學位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S153.6

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本文編號：2259254