亚热带不同类型林地土壤可溶性有机氮及其营养功能研究

被引量 : 6次 | 上传用户:mzhou2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
国外的研究已证实,土壤可溶性有机氮(SON)可能是植物可直接吸收的一种重要的土壤氮素组分,这对传统的陆地生态系统土壤氮素循环理论构成极大挑战。此外,由于土壤SON移动性强,会直接影响到陆地生态系统中各种营养物质的流动性与生物有效性以及污染物的迁移特性,从而影响到流域的水质,故土壤SON已成为陆地生态系统土壤氮素循环研究的热点。然而,作为土壤可溶性氮的重要组成部分,SON在很多生态系统中尚未被很好地理解,关于森林生态系统中土壤SON的来源、动力学性质、化学本质和生态学功能仍方面,还了解甚少,目前还不明确土壤SON库的大小对植物的氮营养贡献到底有多大。国内外关于土壤SON的研究报道主要集中于温带和寒温带地区,而对热带和亚热带森林生态系统土壤SON,尤其是SON的组成、季节动态及生态功能的研究仍很少,土壤生化性质等诸多要素对SON的综合影响也尚少见研究报道。为此,本研究以中亚热带发育于相同母质的三种相邻的不同覆被类型林地(针叶林、针阔混交林和阔叶林)为研究对象,在分析其相关理化和生化性质的基础上,研究了不同林地类型土壤SON的含量、组成及其差异以及季节动态变化规律,利用灰色关联分析法深入探讨了环境因子对SON的综合影响,借助稳定同位素示踪法研究了樟树和松树幼苗对土壤SON的直接吸收能力及其差异,旨在揭示不同林地生态系统土壤SON的组成、季节动态、主要影响因素以及SON的营养功能,为完善陆地生态系统特别是森林生态系统土壤氮循环理论提供科学依据。研究结果表明:1、供试阔叶林、针阔混交林和针叶林土壤均呈强酸性,上层(0-20cm)与下层(20-40cm)土壤间pH值无显著差异,土壤质地类型相近,砂、粉和粘粒含量差异不显著;上层土壤阳离子交换量和总氮(TN)含量高低次序为阔叶林>针阔混交林>针叶林,总有机碳含量(TC)和C/N比率均表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林,但下层土壤TC、TN和C/N比率均以针叶林最高。2、供试三种林地上层和下层土壤中真菌数量、细菌数量、放线菌数量和土壤微生物相对生物量高低均表现为针阔混交林>阔叶林>针叶林,土壤微生物区系均以细菌占优势,占微生物总量的69.92~77.08%,真菌和放线菌分别占微生物总量的20.64~30.01%和3.45~3.65%,针阔混交林土壤细菌的多样性均高于阔叶林和针叶纯林、阔叶林土壤则高于针叶纯林。供试针阔混交林和阔叶林土壤脲酶、蛋白酶和天门冬酰胺酶活性之间无显著差异,但均显著高于针叶林;三种类型林地上层土壤脲酶、蛋白酶和酰胺酶活性均均显著高于下层土壤。3、供试三种林地土壤采用冷水、热水和KCl提取剂测定的上层土壤SON含量(SONw、SONhw和SONKCl)均显著高于下层。上、下层土壤SONw含量分别占土壤总可溶性氮的(TSNw)含量的58~71%和55~64%,SONhw含量分别占TSNhw含量的67~78%和58~71%,SONKCl含量分别占TSNKCl含量的67~78%和58~71%,表明SON是林地生态系统土壤可溶性氮的重要组成部分。针阔混交林与阔叶林上层或下层土壤SONhw和SOCKCl含量之间差异均不显著,但均显著高于针叶林上下层土壤,三种人工林之间土壤SONw含量差异不显著。4、相同覆被类型下或相同土层中,三种提取液测定的土壤SON含量依次为SONw<SONhw<SONKCl,热水(70℃)提取法能更好地反映林地覆被类型等差异对土壤SON的影响,是研究林地土壤SON较理想的提取方法。5、供试三种林地不同土层中土壤SON含量季节动态均呈“夏季最高、秋季最低、冬季回升,与春季相近”的变化规律,故应特别关注林地生态系统夏季土壤SON的形成、迁移及其生态功能的研究。6、供试三种林地上、下层土壤游离氨基酸总量(TFAA)及其占SON的比例均以阔叶林土壤最高,针阔混交林次之,针叶林最低,而非氨基酸的其它SON(OSON)含量以及其占SON的比例则均以针叶林土壤最高,阔叶林次之,针阔混交林最低。土壤TFAA含量与有机质、SON和碱解氮含量、脲酶、蛋白酶和酰胺酶活性之间均呈极显著正相关。7、供试阔叶林、针阔混交林和针叶林土壤氨基酸均以中性氨基酸为主,在上层土壤中的含量分别占TFAA的83.75%、81.71%和84.94%,在下层土壤中则分别占TFAA的86.92%、82.59%和86.16%,碱性和酸性氨基酸含量次之,含硫氨基酸含量最低。针阔混交林土壤中酸性、碱性和中性氨基酸含量均显著高于阔叶林和针叶林,但阔叶林和针叶林之间差异不显著。8、供试阔叶林和针阔混交林土壤游离氨基酸(FAA)均以丙氨酸、苏氨酸、亮氨酸和缬氨酸含量较高,丝氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸和精氨酸含量次之,针叶林土壤FAA则以苏氨酸、亮氨酸、缬草氨酸、丝氨酸和甘氨酸为主。针叶林上层土壤中丙氨酸含量(仅占TFAA的6.72%)显著低于阔叶林和针阔混交林土壤,但丝氨酸和甘氨酸占土壤TFAA的比例则相对较高(分别达10.61%和9.51%)。9、供试针阔混交林和针叶林上层土壤TFAA含量显著高于下层,而阔叶林上层土壤TFAA含量则低于下层,但差异不显著。阔叶林上层土壤中天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸和苯丙氨酸含量显著高于下层,赖氨酸、丝氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸略低于下层,但差异不显著;苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸含量则显著低于下层。针阔混交林上层土壤中酪氨酸、组氨酸和脯氨酸含量低于下层,而其余氨基酸组分均显著高于下层。针叶林下层土壤中甲硫氨酸、赖氨酸含量低于上层,但上层土壤中其余15种氨基酸含量均高于下层。10、灰色关联度分析结果显示,全氮含量、砂粒含量、粉粒含量、微生物生物量、细菌生物量、蛋白酶活性和脲酶活性是影响供试林地土壤SON含量的关键因子,有机质含量、SOC含量、粘粒含量、天门冬酰胺酶活性、含水量、真菌生物量、碱解氮含量和土壤pH值是影响供试林地土壤SON含量的一般因子。11、单标记铵态氮和硝态氮处理对供试樟树和松树根系吸收无机氮无显著影响,碳氮双标记甘氨酸处理下,樟树和松树根系13C和15N均产生增量,说明供试樟树和松树根系均能从土壤中吸收完整的甘氨酸分子。12、施肥72h时,樟树对铵态氮、硝态氮、甘氨酸态氮的吸收量均显著高于松树。樟树对铵态氮的吸收量低于硝态氮的吸收量,但极显著高于对甘氨酸态氮的吸收量,松树对铵态氮的吸收量高于对硝态氮和甘氨酸态氮的吸收量,差异均达极显著水平,表明不同树种对不同形态可溶性氮的吸收量存在明显差异。13、在铵态氮处理中,樟树和松树地下部对15N的吸收率呈现出随施肥时间的延长而逐渐下降的趋势。在硝态氮处理中,随施肥时间的延长,樟树地下部中15N的吸收率呈现出先升高后下降的变化趋势,松树地下部对15N的吸收率则呈逐渐下降的变化趋势。在甘氨酸态氮处理中,随施肥时间的延长,樟树和松树地下部中15N的吸收率呈现出先升高后降低的变化趋势,表明经一定施肥时间后,不同树种对可溶性氮的吸收量均呈下降趋势。1)14、在甘氨酸态氮施肥72h后,樟树地上部分13C的增量是松树地上部分13C的增量的2.31倍,樟树地下部分13C的增量显著低于松树地下部,表明樟树根系吸收甘氨酸态氮后向地上部的运输能力高于松树;樟树和松树地下部分13C的增量极显著地高于地上部。在甘氨酸态氮处理中,供试樟树和松树对13C的吸收率表现出相同的变化趋势,即均随施肥时间的延长而逐渐下降,且樟树对13C的吸收率高于松树。
其他文献
部队装备管理信息化建设是一个由诸多要素相互作用、相互依赖相结合而成的具有特定功能的有机动态反馈复杂系统。为分清其内部的复杂动态反馈结构,提高建设质量,在对其进行系统
<正>奥尔夫的音乐教学体系以"原本性"作为基本的教学思想,强调音乐教学不应该仅仅局限于音乐内容本身,应该与舞蹈、形体动作等紧密联系在一起,通过"寓教于乐"的教学方式将枯
随着人们消费水平和消费观念的转变,传统的观光旅游逐渐向休闲度假旅游发展,环城游憩带成为城市居民的重要旅游目的地,也成为旅游研究的热点。城市化水平伴随着经济的增长逐
<正> 当前,刑事犯罪趋于集团化、智能化和技能化,犯罪活动更加隐蔽狡猾,惯犯、累犯、流窜犯、团伙犯及重大经济犯增多,多案一人犯,一人犯数罪,案中有案,案中有线索的情况普遍
多囊卵巢综合征是一种涉及多个系统的复杂生殖内分泌疾病,临床上单种药物治疗效果有限,并有一定副作用。药物联合使用能弥补单种药物治疗多囊卵巢综合征的不足,提高疗效。中
南音洞箫形制古朴,制作考究,演奏时委婉如歌。其润腔精彩,装饰性演奏技法独特,形成了南音洞箫的艺术特质,也是构成南音演奏风格、韵味的最重要因素之一。本文试从南音洞箫乐
通过论述种子丸粒化技术发展历史、类型及工艺,对国内外丸粒化技术存在的差距作出总结,并对我国种子丸粒化技术发展作出展望。
基于新达尔文进化论观点解释文化进化规律的模因论可以为人们解释许多文化相关论题提供新的视角。从模因论视角来看,语言本身就是一种模因;而另一方面,语用学研究如何得体、
鲁迅在清末民初提出了“直译”的翻译方法后,又提出了“硬译”、“欧化”、“宁信而不顺”等翻译主张,进一步完善了自己的翻译观。本文拟分析鲁迅的这些翻译观的形成过程和历
<正>新时期党建工作取得了长足的进步和发展,适应了新的社会经济发展形势和政治发展任务的要求,为和谐社会建设和行政体制改革起到了巨大的促进作用。但是从当前我国社会发展