世界四大黑土帶以土壤肥沃、有機(jī)質(zhì)含量高等自然優(yōu)勢(shì)而成為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土壤,是世界大糧倉(cāng),其中黑龍江位于東北平原黑土帶,占黑土總耕地面積的74.77%,是我國(guó)重要的商品糧基地。近幾十年黑土有機(jī)質(zhì)含量快速下降,研究施用化肥、畜禽糞污對(duì)該地區(qū)作物產(chǎn)量、土壤肥力及土壤可持續(xù)耕種具有重要意義。針對(duì)不同施肥投入對(duì)黑土碳氮庫(kù)變化特征及根際有機(jī)碳穩(wěn)定性等關(guān)鍵問題,本研究依托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黑龍江耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站38年的肥料長(zhǎng)期定位試驗(yàn),通過對(duì)田間試驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和DayCent模型模擬,結(jié)合作物根際土壤試驗(yàn),借助紅外光譜、核磁共振技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)研究9個(gè)不同處理（不施肥CK、單施氮肥N,氮磷鉀配施NPK、單施有機(jī)肥M、有機(jī)肥配施氮肥MN、有機(jī)肥配施氮磷鉀MNPK、二倍氮肥N2、二倍有機(jī)肥M2和二倍有機(jī)肥氮肥M2N2）長(zhǎng)期施用下土壤有機(jī)碳氮庫(kù)的演變規(guī)律及根際有機(jī)碳穩(wěn)定性的機(jī)制。研究獲得以下主要結(jié)論:（1）黑土長(zhǎng)期定位試驗(yàn)?zāi)昃驾斎肓?030.1 kg/hm2能維持土壤有機(jī)碳水平,NPK配施能夠維持有機(jī)碳含量。CK、N和N2處理有機(jī)碳、碳儲(chǔ)量顯著降低;施用M2和有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理有機(jī)碳、... 

【文章來源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：171 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

植物和土壤碳周轉(zhuǎn)的組分概念模型（修改自RyanandLaw,2005）

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第一章前言7圖1.2激發(fā)效應(yīng)圖示Fig.1.2Schematicrepresentationoftheprimingeffect注：添加底物分解和土壤有機(jī)質(zhì)分解之間的非可加交互作用；a表示加速土壤有機(jī)質(zhì)分解-正激發(fā)效應(yīng)；b表示阻滯土壤有機(jī)質(zhì)分解-負(fù)激發(fā)效應(yīng)（Kuzyakovetal.,2000b）。Note:Non-additiveinteractionsbetweendecompositionoftheaddedsubstrateandofsoilorganicmatter（SOM）:（a）AccelerationofSOMdecomposition—positiveprimingeffect;（b）RetardationofSOMdecomposition—negativeprimingeffect（Kuzyakovetal.,2000b）.植物根系為適應(yīng)土壤中養(yǎng)分資源和水供應(yīng)不均勻的環(huán)境，往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的可塑性反應(yīng)。植物遺傳特征和環(huán)境條件對(duì)植物根系構(gòu)型起主導(dǎo)作用，植物根系構(gòu)型在很大程度上決定了根系在土壤中的空間分布。一些研究表明，部分易分解的有機(jī)質(zhì)可能被隱藏在穩(wěn)定的土壤微團(tuán)聚體中（Beareetal.,1994;Denefetal.,2001;McCarthyetal.,2008）。根系穿透土壤對(duì)破壞土壤團(tuán)聚體可能起著重要作用，這個(gè)過程把被土壤顆粒包裹的有機(jī)質(zhì)暴露給微生物從而增加有機(jī)質(zhì)的分解（Kuzyakov,2002a）。在更大的空間尺度上根系生長(zhǎng)有助于較大土塊解體，但根系傾向于聚集而不是分散2~250μm直徑的土壤顆粒和微團(tuán)聚體，促進(jìn)0.25~5mm直徑穩(wěn)定的團(tuán)聚體形成（BradyandWeil,2008）。根系生長(zhǎng)的壓力會(huì)迫使其附近的土壤顆粒更加緊密，土壤顆粒和微團(tuán)聚體與粘性的根系分泌物結(jié)合形成大團(tuán)聚體，影響的范圍取決于現(xiàn)有的土壤團(tuán)聚化程度（BradyandWeil,2008）。微團(tuán)聚體中有機(jī)碳結(jié)合更緊密更穩(wěn)定，與微團(tuán)聚體中碳相比，在大團(tuán)聚體中碳的平均停留時(shí)間要較短，這種機(jī)制可能解釋了土壤長(zhǎng)期固碳（SchlesingerandLichter,2001;SixandJastrow,2002）。Cheng和Kuzyakov（2005）研究指出?

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文第一章前言11（1）長(zhǎng)期不同施肥下作物產(chǎn)量及黑土有機(jī)碳、全氮的演變規(guī)律利用哈爾濱38年（1979-2017年）長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn)的歷史數(shù)據(jù)，分析長(zhǎng)期施用化肥和有機(jī)肥對(duì)作物產(chǎn)量及黑土有機(jī)碳、全氮和碳氮儲(chǔ)量變化趨勢(shì)的影響。同時(shí)，整理歷年作物產(chǎn)量和生物量、以及計(jì)算肥料碳氮輸入量，分析土壤碳氮輸入量、固碳氮速率、輸入碳氮轉(zhuǎn)化速率，系統(tǒng)分析長(zhǎng)期施肥下碳氮轉(zhuǎn)化的相互關(guān)系。（2）模型模擬長(zhǎng)期不同施肥下黑土有機(jī)碳、全氮演變趨勢(shì)。本研究采用以“日”為步長(zhǎng)的DayCent模型模擬不同施肥下土壤有機(jī)碳、全氮的變化特征。首先，收集氣象數(shù)據(jù)、土壤性質(zhì)及管理措施等信息，設(shè)置模型相關(guān)參數(shù)，利用歷史數(shù)據(jù)驗(yàn)證與多重統(tǒng)計(jì)分析方法評(píng)價(jià)模型的適宜性，并調(diào)整模型參數(shù)至最佳，應(yīng)用模型預(yù)測(cè)不同施肥下有機(jī)碳、全氮演變趨勢(shì)。（3）長(zhǎng)期施肥下大豆根際土壤碳氮組分、土壤團(tuán)聚體以及有機(jī)碳結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律在小麥-大豆-玉米輪作體系下，研究長(zhǎng)期施肥下大豆根際和非根際土壤碳氮組分和團(tuán)聚體的變化，利用紅外光譜和核磁共振技術(shù)研究根際與非根際土壤有機(jī)碳結(jié)構(gòu)的差異，分析長(zhǎng)期施肥下根際土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性內(nèi)在機(jī)制。（4）長(zhǎng)期施肥下大豆根際土壤微生物群落和多樣性特征的變化借助高通量測(cè)序技術(shù)研究根際與非根際土壤微生物群落和多樣性對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)肥的響應(yīng)，結(jié)合田間大豆根際與非根際土壤碳組分和結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，研究碳組分與微生物的相關(guān)性認(rèn)識(shí)與有機(jī)碳穩(wěn)定性有關(guān)的特定微生物，同時(shí)，借助紅外光譜和核磁共振技術(shù)獲得的有機(jī)碳結(jié)構(gòu)變化，初步認(rèn)識(shí)微生物驅(qū)動(dòng)有機(jī)碳穩(wěn)定性的作用機(jī)制。1.7.2技術(shù)路線圖1.3技術(shù)路線圖Fig.1.3Researchframework

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮肥對(duì)室內(nèi)和大田條件下作物秸稈分解和養(yǎng)分釋放的影響[J]. 張學(xué)林,周亞男,李曉立,侯小畔,安婷婷,王群.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(10)
[2]吉林省黑土區(qū)玉米氮肥減施效果研究[J]. 陳治嘉,隋標(biāo),趙興敏,王鴻斌,趙蘭坡.  玉米科學(xué). 2018(06)
[3]長(zhǎng)期施肥下我國(guó)灌淤土糧食產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的變化[J]. 段英華,盧昌艾,楊洪波,馬常寶,劉亞男,徐明崗.  植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]長(zhǎng)期施肥下褐土生產(chǎn)力的演變及其影響因素[J]. 陳延華,王樂,張淑香,任意,李春花,徐明崗,趙同科.  植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]長(zhǎng)期施肥條件下黃土高原黑壚土作物產(chǎn)量與土壤碳氮的關(guān)系[J]. 俄勝哲,丁寧平,李利利,袁金華,車宗賢,周海燕,尚來貴.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]不同碳飽和水平下典型農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的紅外光譜特征[J]. 姜桂英,張玉軍,魏喜,張東旭,劉世亮,柳開樓,黃紹敏,申鳳敏.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(16)
[7]長(zhǎng)期不同施肥對(duì)番茄根際土壤微生物功能多樣性的影響[J]. 張恩平,田悅悅,李猛,時(shí)毛,蔣雨含,任如冰,張淑紅.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(14)
[8]13C脈沖標(biāo)記法定量冬小麥光合碳分配及其向地下的輸入[J]. 孫昭安,陳清,韓笑,吳文良,孟凡喬.  環(huán)境科學(xué). 2018(06)
[9]土壤碳氮磷化學(xué)計(jì)量比時(shí)空格局及影響因素研究進(jìn)展[J]. 馮德楓,包維楷.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2017(02)
[10]長(zhǎng)期定位施肥對(duì)旱作農(nóng)田土壤全氮及其組分的影響[J]. 趙丹丹,王俊,付鑫.  水土保持學(xué)報(bào). 2016(04)

博士論文
[1]東北旱田不同農(nóng)作情景下土壤有機(jī)碳變化及固碳潛力的模擬研究[D]. 張茂鑫.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]我國(guó)典型農(nóng)田土壤固碳效率的時(shí)空差異特征及驅(qū)動(dòng)因素[D]. 梁豐.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[3]不同供氮條件下冬小麥生產(chǎn)向土壤碳庫(kù)的輸入及氮素?fù)p失特征[D]. 孫昭安.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[4]冬小麥/夏玉米體系長(zhǎng)期施肥塿土固碳潛力及機(jī)制研究[D]. 謝鈞宇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[5]長(zhǎng)期施肥下典型農(nóng)田土壤礦物結(jié)合有機(jī)碳飽和虧缺特征及驅(qū)動(dòng)因子[D]. 邸佳穎.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
[6]潮土有機(jī)碳庫(kù)及肥力特性對(duì)長(zhǎng)期施肥的響應(yīng)[D]. 魏猛.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[7]有機(jī)肥施用對(duì)冬小麥—夏玉米產(chǎn)量和土壤肥力的影響[D]. 張運(yùn)龍.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[8]大豆光合碳在黑土中的轉(zhuǎn)化過程及細(xì)菌群落特征[D]. 連騰祥.中國(guó)科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2016
[9]秸稈還田的土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)特征[D]. 王金洲.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[10]長(zhǎng)期施肥下根際碳氮轉(zhuǎn)化與微生物多樣性研究[D]. 艾超.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015

碩士論文
[1]不同施氮水平下玉米根際微生物種群結(jié)構(gòu)的變化[D]. 李明松.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]不同種植模式下作物根際土活性碳氮組分的變化[D]. 王溫澎.河南師范大學(xué) 2018
[3]施肥對(duì)小麥—玉米復(fù)種連作根際土壤特性、植株養(yǎng)分和產(chǎn)量的影響[D]. 安婷婷.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]旱地土壤有機(jī)碳氮及其礦化對(duì)長(zhǎng)期施用氮磷肥的響應(yīng)[D]. 王慧.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[5]長(zhǎng)期不同施肥措施對(duì)黑土土壤碳庫(kù)及其酶活性的影響研究[D]. 何翠翠.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[6]不同施氮水平對(duì)草甸黑土有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響[D]. 李林.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[7]黑土碳氮及其組分對(duì)長(zhǎng)期施肥的響應(yīng)[D]. 駱坤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[8]不同退化程度下高寒草甸土壤有機(jī)碳及團(tuán)聚體特征研究[D]. 王洋.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[9]我國(guó)典型土壤長(zhǎng)期定位施肥下土壤氮素時(shí)空演變特征研究[D]. 王娟.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3434841