施氮对光合碳在水稻—土壤—微生物系统中分配的影响
【摘要】土壤碳循环是陆地生态系统物质和能量流动的重要环节,其中农田土壤碳循环由于与人类活动的密切相关而备受关注。作物光合同化碳作为农田土壤有机碳的重要来源,其产生过程、向地传输以及分配稳定都需要详细的探究。氮(N)肥是影响光合碳输入与分配过程重要的营养元素之一,对作物的生长和产量形成具有重要的意义。因此,研究氮肥对光合碳在植物-土壤-微生物系统中的传输和分配,以期为明确氮肥对光合碳传输过程的具体影响和深入了解农田土壤碳循环过程提供理论依据和数据支持。应用稳定同位素13C-C02连续标记技术,通过室内密闭培养实验研究不同施氮处理下(依次为NO、N10、N20、N40、N60,0、10、20、40、60表示施氮水平mgN·kg-1soil)水稻光合碳向土壤系统的输入及其在土壤活性碳库、土壤物理分组、土壤化学分组和土壤微生物群落中的分配特征。主要研究结果如下:(1)施氮水平显著影响水稻植株的生长和光合碳在水稻-土壤中的传输。标记培养18d后,水稻地上部和根系的干物质累积量分别为1.58~4.35g·plot-1和1.05~2.44g·plot-1,水稻植株生物量受施氮处理显著影响,且随着施氮量增加而增加。进入水稻地上部和根系的标记13C分别为44.0~157.6mg·plot-1和8.3~49.4mg·plof-1。水稻-土壤系统中总的13C量范围为63.4~233.0mg·kg-1,说明施氮能显著增加进入土壤的光合碳。13C-地上部、13C-根系、土壤中13C在水稻-土壤系统中所占比例分别为68.0-71.4%,11.8~21.4%和10-20%,其中地上部的中光合碳量的比例不受氮水平影响(2)光合碳在土壤活性碳库(DOC、MBC),土壤物理分组(2-0.25mm、0.25-0.053mm.<0.053mm),土壤化学分组(FA、HA、Hu)中的分配受施氮水平的影响显著。从N0-N60处理,土壤13C-DOC的含量范围为4.82~14.51μg·kg-1,土壤13C-MBC含量范围为540.04~1484.40μg·kg-1,光合碳的输入增加了土壤活性碳库的含量。5个氮水平处理下光合碳对土壤MBC的更新率为0.08~0.25%,大于对土壤DOC的0.04~0.11%的更新率。氮肥水平对2-0.25mm和0.25-0.053mm团聚体中光合同化碳的分配有着显著的影响,但对粘砂粒(<0.053mm)的影响不大,5个施氮水平下,2-0.25mm.0.25-0.053mm团聚体和<0.053mm粘砂粒中的13C含量变化范围分别在1.32~7.00mg·kg-1、2.02-4.13mg·kg-1和0.48~1.14mg·kg-1,<0.053mm粘砂粒明显低于另外两个团聚体。土壤腐殖质三组分HA、Hu和FA的光合同化碳含量总体呈现以下趋势:13C-HA<13C-Hu<13C-FA,13C-HA为0.23~0.46mg·kg-1,13C-Hu为1.87-5.89mg·kg-1,13C-FA为3.24~8.43mg-kg-1,氮水平对FA和Hu的光合碳纳入有显著影响。(3)氮水平的增加对土壤微生物种群和数量有显著的促进作用,主要为总PLFA和真菌PLFA的增加。土壤微生物种群中13C-PLFA量为真菌>G+>G->放线菌>AM真菌,氮水平能都促进微生物对13C的吸收,尤其是真菌、G+、G-。13C-MBC和总13C-PLFA的量随着均施氮水平的增加而增加,但两者在整个植物-土壤-微生物系统中所占的比例却是随着施氮量的增加而下降。表明MBC与PLFA对于土壤微生物活性的表达具有一致性。通过典范对应分析表明,水稻、土壤系统中13C-根系/13C-秧苗对微生物群落组成有显著的影响。综合分析光合碳在植株、土壤、微生物中分配的相关性,水稻生物量、植株13C量、13C-SOC,土壤团聚体(2-0.25mm,0.25-0.053mm,<0.53mm)13C量,土壤腐殖质组分(FA、HA)13C量,土壤活性碳库(DOC,MBC),土壤微生物对光合碳的纳入之间均呈不同的显著性正相关关系。胡敏素的13C量均与植株、土壤、微生物系统中各部分的13C含量的相关系数小于0.5,无明显相关性,这与它的性质具有密切的关系。氮水平对光合碳在植株-土壤-微生物系统中的传输分配有着显著的影响,光合碳在植株、土壤、微生物系统中的分配因组分性质的差异表现出差异性。
【作者】谭立敏;
【导师】李科林;葛体达;
【作者基本信息】中南林业科技大学,环境工程,2014,硕士
【关键词】13C连续标记;施氮;水稻光合碳;土壤碳库;微生物群落;分配;
【参考文献】
[1]杨扬.600MW超临界机组低NO_x燃烧协调优化研究[D].浙江大学,热能工程,2013,硕士.
[2]魏俊璟.我国公立医院的法人独立性研究[D].上海社会科学院,民商法学,2012,硕士.
[3]张威,毕伟力,李永化,董应巍,于治龙,李洋洋.白马雪山冰川槽谷发育的形态特征及其影响因素探讨[J].第四纪研究,2013,03:479-489.
[4]刘洋.无线传感器网络的路由协议研究[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[5]黄敏,李达,朱婷.基于CDMA1X网络的架空输电线路无线视频监控系统[J].电力系统自动化,2007,05:105-107.
[6]刘益君.我国非营利组织绩效审计评价研究[D].北京交通大学,2014.
[7]华程.财务视角下餐饮连锁企业的纳税筹划[D].吉林财经大学,会计学(专业学位),2014,硕士.
[8]朱家元,虞建飞,张恒喜.嵌入局部模型的SOM网络对混沌时间序列预测研究[J].控制与决策,2003,01:106-109.
[9]黄霞梅.Toll样受体基因多态性与HBV相关性肝炎、肝硬化、肝癌的遗传易感性研究[D].广西医科大学,临床检验诊断学,2013,硕士.
[10]历军.我们已是正规军[J].每周电脑报.2003(34)
[11]叶明怡.钩蝉承气汤保留灌肠治疗小儿急性上呼吸道感染的研究[D].广州中医药大学,中医儿科学,2013,硕士.
[12]王鑫茹.房地产价格宏观调控的法学思考[D].长安大学,经济法学,2013,硕士.
[13]毛翠芳.我国上市公司股利分配法律制度研究[D].中南民族大学,经济法学,2013,硕士.
[14]柳林整.高压氧影响豚鼠庆大霉素致聋的实验观察[D].青岛大学,耳鼻咽喉科,2003,硕士.
[15]陆尤尤.基于“压力—状态—响应”机制的江苏省农业面源污染研究[D].南京农业大学,生态学,2012,硕士.
[16]方秀英.海岩剧青春成长主题探析[D].浙江大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[17]吴智扬.我国文化创意产业发展现状及政策思考[D].江西财经大学,行政管理,2013,硕士.
[18]韩蓉.基于态度系统的《傲慢与偏见》中达西的性格特点分析[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[19]葛鑫博.乌鲁木齐高校教师组织承诺调查研究[D].新疆师范大学,教育学原理,2013,硕士.
[20]王海源.3454中厚板轧机轧制规程优化设计及设备能力的研究[D].燕山大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[21]汤琦.乳房假体植入术后表皮葡萄球菌生物膜形成与术后包膜挛缩相关性研究[D].昆明医科大学,外科学,2014,博士.
[22]余作岳,周国逸,彭少麟.小良试验站三种地表径流效应的对比研究[J].植物生态学报,1996,04:355-362.
[23]王坚浩,胡剑波.一类非匹配不确定非线性系统的鲁棒跟踪控制[J].控制与决策,2011,05:727-731+742.
[24]沈小婷.PZT/Ni核壳结构纳米复合材料的制备及电磁性能研究[D].华中科技大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[25]郝伟盛.监护的定位与规制论[D].华东政法大学,民商法学,2012,硕士.
[26]曾建平,程鹏.与“观测器型H_∞控制器设计的LMI方法”一文商榷[J].自动化学报,2001,05:735-736.
[27]李谦.机器视觉在除草机器人中的应用[D].黑龙江八一农垦大学,农业电气化与自动化,2014,硕士.
[28]黄萌.“微型法庭”研究[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[29]张志慧.欧盟航空碳排放交易指令的挑战及其对策[D].大连海事大学,法学,2013,硕士.
[30]孙肖.RFID认证协议研究[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[31]董冠群.面向虚拟企业的访问控制模型研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[32]肖鸿.基于系统动力学的北京市物流系统分析及优化建议[D].北京交通大学,2013.
[33]孔君鑫.杭州完美画室品牌形象视觉设计[D].浙江理工大学,艺术设计(专业学位),2014,硕士.
[34]蔡美娟.G蛋白偶联受体介导的蜕皮激素非基因组途径和保幼激素抑制变态的分子机理[D].山东大学,生物化学与分子生物学,2014,博士.
[35]唐艳.心智真的是延展的吗?[D].湖南师范大学,外国哲学,2014,硕士.
[36]李文娟.东汉灾害文学研究[D].安徽大学,中国古代文学,2014,硕士.
[37]邬晨.基于网络编码机会路由技术研究[D].宁波大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[38]刘云龙,林宝军.一种基于小生境技术的群智能粒子滤波算法[J].控制与决策,2010,02:316-320.
[39]张奇.高压直流输电换相失败解决方法的研究[D].兰州理工大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[40]彭坚定,曹红双,聂秋平,谢迎春,何杨,黄钢.涟钢CIMS销售子系统应用软件的开发移植[J].冶金自动化,2001,04:67-68.
[41]管建华,夏冷.城轨交通乘客资讯系统[J].铁道通信信号.2005(06)
[42]李作进.基于视觉认知的自然图像目标识别研究[D].重庆大学,2010.
[43]王一.法治视野下强化企业社会责任的路径探索[D].信阳师范学院,思想政治教育,2014,硕士.
[44]柯瑞华,余定志,于凤莲,曹宏耀,张月霞.痕量元素系列标准物质的研究[J].钢铁研究学报.1992(02)
[45]黄洛兮.《案例》:DCK公司——连锁快餐企业的信息系统管理[D].暨南大学,2001.
[46]沈丹萍.不同产地大豆中矿质元素及异黄酮含量分析[D].苏州大学,公共卫生(专业学位),2014,硕士.
[47]屈娟.EW75变形镁合金热处理及后续变形行为研究[D].北京有色金属研究总院,材料科学与工程,2013,硕士.
[48]刘蒙蒙,刘涛,郁章玉.多巴胺和甘氨酸相互作用的电化学研究[J].济宁学院学报,2014,03:5-8.
[49]胡银.硫铁矿烧渣催化类Fenton深度处理印染废水研究[D].东华大学,环境工程(专业学位),2014,硕士.
[50]李大兵.承租人优先购买权探析[D].山东大学,法律(专业学位),2012,硕士.
![cnki中国知网](http://www.shidacloud.com/wp-content/themes/Rcloud/images/shidacloud.png)
- 下一篇: 板栗花期喷硼对其光合特性和结实情况的影响
- 上一篇: 马尾松胚性培养物增殖与成熟DNA甲基化多态性研究