基本信息
- 项目名称：
- 免耕下不同施肥方式对土壤活性有机碳的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本试验是在免耕地上采用不同基肥的施用方式来研究其对土壤活性有机碳的影响。虽然国内外有一定的研究，但都不全面。本实验通过研究免耕下施不同的基肥对土壤有机碳的影响，进一步说明免耕下配合施基肥对土壤活性炭的增加有利，从而为免耕及保护性耕作提供一定的理论参考。
- 详细介绍：
- 本试验是在免耕地上采用不同基肥的施用方式来研究其对土壤活性有机碳的影响。虽然国内外有一定的研究，但都不全面。本试验在免耕田上设置不施肥、单施氮肥、单施磷肥、单施钾肥、氮磷肥配施、氮磷钾肥配施6个处理，并分别从土壤总有机碳、可溶性碳、易氧化碳，矿化碳、微生物量碳五方面进行研究，并探讨哪一种方式更有利于土壤有机碳的增加。结果显示： 1.在免耕条件下，施用基肥在一定程度上可以提高土壤有机碳的含量，且土壤总有机碳的含量均高于不施肥的处理。其中，氮磷钾配施效果最好。 2.在免耕条件下，施用基肥在一定程度上基本上可以提高土壤易氧化碳的含量。其中，氮磷钾肥配施的易氧化碳含量要高于其他处理。可见，配施氮磷钾肥做基肥有利于土壤易氧化碳的增加。 3.经数据分析得出，不施肥的土壤可溶性碳要高于其他处理，这可能是由于施肥促进有机碳的矿化，使可溶性碳含量降低，从而，防止土壤中可溶性碳因淋溶等因素而消耗。 4.在免耕条件下，施用基肥在作物生长前期均能增加土壤微生物碳含量，尤其以氮磷钾配施最好。可见，免耕下以氮磷钾作基肥可以提高作物生长季节的土壤微生物碳含量。 5.由数据分析得出，氮磷钾肥配施有利于土壤有机质的矿化，且氮磷钾配施的土壤矿化速率降低的要比其他处理慢。因此可说明免耕下，配施氮磷钾肥有利于土壤的矿化，从而提高土壤有机碳含量。 6.土壤累积矿化量随培养时间的增长，累积矿化量也增加，且各施肥处理均高于不施肥处理。其中，氮磷钾配施累积矿化量最多。因此，进一步说明了，免耕下，以氮磷钾肥做基肥有利于土壤的矿化和土壤矿化量的增加。 由于本文仅对试验区进行了一年的研究，对阐述土壤活性有机碳的长期特征还有待进一步深入。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：土壤活性有机碳有机碳对土壤理化性质和生物学特性有重大影响，是评价土壤质量的重要指标之一。本文旨在为保护性耕作中的研究和土壤的可持续利用提供理论参考,并为农业生产提供理论依据。思路：本试验在免耕田上设不施肥、单施氮肥、单施磷肥、单施钾肥、氮磷肥配施、氮磷钾肥配施6个处理，并从土壤总有机碳、可溶性碳、易氧化碳、矿化碳、微生物量碳五方面进行研究，并探讨哪一种方式更有利于土壤有机碳的增加。
科学性、先进性及独特之处
- 国内外对土壤保护性耕作和土壤有机碳的研究相对较多，但土壤活性有机碳目前还没有一个明确的定义，国内外文献中描述这一部分碳素常用有:易氧化碳、可溶性有机碳、轻组(低密度)有机碳、微生物生物量碳、土壤潜在可矿化碳等来进行表征。且国内外对免耕下施基肥的研究尚还不多，这一领域还需要大量的深入研究。
应用价值和现实意义
- 在我国西北部，降水少，气候干旱，风蚀严重，保护性耕作的推广对这一地区的发展十分重要。免耕作为一种有效的保护性耕作，国内为外对其研究仍然很热门。本试验在免耕下研究不同基肥对土壤有机碳的影响，旨在为保护性耕作中的研究乃至土壤质量的优劣和土壤的可持续利用提供理论依据，并为免耕的推广与应用提供理论依据。
学术论文摘要
- 通过本次实验，研究了内蒙古武川县上秃亥乡干旱农业区在免耕条件下施用不同基肥对免耕土壤活性碳的影响。结果显示： 1.免耕下，施用基肥在一定程度上可以提高土壤有机碳的含量，且土壤总有机碳的含量均高于不施肥的处理。 2.施用基肥在一定程度上基本上可以提高土壤易氧化碳的含量。其中，氮磷钾肥配施的易氧化碳含量要高于其他处理。 3.经数据分析得出，不施肥的土壤可溶性碳要高于其他处理。 4.免耕下，施用基肥在作物生长前期均能增加土壤微生物碳含量，尤其以氮磷钾配施最好。 5.经分析得出，氮磷钾肥配施有利于土壤有机质的矿化，且氮磷钾配施的土壤矿化速率降低的要比其他处理慢。因此免耕下，配施氮磷钾肥有利于土壤的矿化。 免耕下不同施肥方式对土壤活性有机碳的影响是长期和比较缓慢的过程，变化特征也随着研究时间的长短有所不同。由于本文仅对试验区进行了一年的研究，对阐述土壤活性有机碳的长期特征还有待进一步深入。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]柳敏，宇万太.土壤活性有机碳.生态学杂志，2006,25(11):1412-1417 [2]魏项森.概述传统机械化旱地耕作与保护性耕作[J].科学通报，2002(5):12-13 [3]王新建,张仁陟,毕冬梅，等。保护性耕作对土壤有机碳组分的影响．水土保持学报[J]．2009，23（2）：115-121 [4]郑立臣，解宏图,等．秸秆还田对水溶性有机碳的影响［J］.2006,25:331-333 [5]牛新胜,张宏彦，等．玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤微生物量碳的影响［J］. 中国土壤与肥料, 2009,(1):64-73 [6] 宋明伟, 李爱宗,等．耕作方式对土壤有机碳库的影响[J]. 农业环境科学学报,2008,27(2):622-626 [7]高云超，朱文珊，陈文新．秸秆覆盖免耕土壤微生物生物量与养分转化的研究［J］。中国农业科学，1994，27（6）：41-49 [8]沈宏,曹志洪,胡正义.土壤活性有机碳的表征及其生态效应[J].生态学杂志, 1999，18(3):32-38 [9]Blair, G. J., Lefroy, R. D. B., and Lisle, L., Soil carbon fractions based on their degree of oxidation and the development of a carbon management index for agricultural systems. Aust. J. Agric. Res., 1995, 46:1459-1466 [10]陈同斌，陈志军.土壤中溶解性有机质及其对污染物吸附和解吸行为的影响[J]．植物营养与肥料学报，1998,4(3):201-210
同类课题研究水平概述
- 保护性耕作起源于20世纪30年代的美国，其指导思想是在保护环境、减少污染和实现农业可持续发展的前提下，最有效地利用和节省资源，提高农作物产量，改善农产品的品质，保持农业在国际市场上的竞争力。据研究表明，保护性耕作有利于表层植物残体的积聚，增加了表层土壤(0-5cm)轻组有机碳的含量，保护性耕作的轻组有机物数量大约是传统耕作的2倍，而传统耕作混合了15cm土层内的残体，使得深层(5-15cm)轻组有机物的含量比保护性耕作高。王新建等[7]在黄土高原半干旱区的定西市李家堡镇进行了长期田间定位试验,对0-5 cm,5-10 cm,10-30cm 3层土壤的有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物生物量碳(MBC)的动态进行了系统的研究。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作的3个处理均能不同程度地提高两种轮作次序下SOC,ROC,MBC的含量,这说明保护性耕作有利于碳的固定和生态农业的健康发展。 在现代土壤研究中,非常重视土壤活性有机物质的作用。Blair指出土壤活性有机质乃土壤中易氧化分解的有机质。土壤活性有机碳能显著影响土壤矿质元素的生物－地化循环过程，对土壤有机碳矿化分解过程影响巨大。土壤活性有机碳(AOC)可作为反映由施肥管理措施的改变而导致的土壤质量变化的敏感性指标。土壤活性有机碳对生态环境的影响体现在它对土壤养分流的调节。而土壤活性有机碳目前还没有一个明确的定义，国内外文献中描述这一部分碳素常用有:易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)、轻组(低密度)有机碳(LFC)、微生物生物量碳(MBC)、土壤潜在可矿化碳(PMC)等来进行表征。但国内外对土壤有机碳的研究还很多，据研究表明，不均衡施用化肥会导致活性有机碳含量的下降。宇万太等研究表明，化肥均衡施用能显著提高土壤微生物量碳含量和土壤微生物量碳的周转强度，缩短有机碳周转时间。沈宏等研究发现长期施用化肥，尤其是单施某种化肥土壤微生物量碳、易氧化碳、可矿化碳含量仅仅表现出维持或是减少。Shenh 等研究施肥对土壤可氧化碳、微生物量碳和可矿化量碳的影响时发现，单施氮磷钾肥，只增加微生物量碳和可矿化量碳含量，降低可氧化碳含量。
