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碳在地球生物体的生长、发展进化中是有举足轻重的作用的,碳在土壤有机质的起源作用也十分重要。植物通过光合作用吸收二氧化碳,并将它通过光合固定的碳和其他养分,通过五花八门的方法输送到植物体的根、茎、叶、块茎,再通过植物根系和块茎等部分转移到植物根附近的土壤中,再经过土壤中微生物以二氧化碳、甲烷等气体为主要形式,继而释放到地球大气中。我国政府及科学研究人员对土地的盐碱化问题很重视,中国现存的盐碱地面积不在少数,好好开发利用它们大有所为。我国地理环境上,大江南北分布的盐碱地是一个可持续发展的潜力巨大的碳汇。而合理开发和科学运用这方面的资源,增加我国盐碱地碳库的储存量不仅可以减缓全球气候变暖而且可以增加土壤肥力,取得了的建设性作用。
本研究主要围绕江苏盐城滨海盐碱地三块不同盐度土壤类型:新洋(XY)、大丰(DF)、顺秦(ST)土壤的基本理化性质进行分析,研究了不同盐碱土地有机碳、有机质的变化,以此来阐明土壤盐碱化现状对土壤固碳可能发生改变的主要因素。我们的研究同时还研究而了土壤pH值、土壤有机碳、速效磷、速效钾、氨态氮之间的相关性关系,并测量菊芋各器官的含碳量以及净初级生产力、光能利用率以及碳储量。还分析了菊芋和的1-FFT、6G-FFT基因,土壤pufM基因的表达量。为阐明江苏盐城盐碱地上菊芋的固碳功能以及菊芋光合碳分配提供数据支撑。主要研究结果如下:
1.在沿海滩涂菊芋生长发育的过程中中土壤pH值、电导率和含盐量下降,不仅有利于土壤有机碳的固定,营养元素含量也会呈现相同的趋势,表明菊芋种植对江苏盐城滨海盐碱地肥力改善有显著的作用。且从顺泰地块、大丰地块到新洋地块土壤MBC/SOC的比例的升高,土壤DOC/SOC比例的增加有利于碳的积累。提高土壤肥力。
2.通过13C脉冲标记法对菊芋进行标记操作程序后,经过大约四个星期的不断观察,13C在菊芋-土壤生态系统中的分配已经越来越稳定。在苗期内分配到菊芋的碳分为:地上部、根部、根际呼吸和土壤有机碳中的量分别占44.17%~5.33%、16.40%~19.25%、49.74%~53.98%和23.48%~25.43%。
3.菊芋的株高、茎粗、根长等生理形态指标在生长发育过程中表现出先上升随后下降的趋势。其中新洋、大丰地块生长状况良好,顺秦地块较差。新洋、大丰地块的菊芋碳储量、净初级生产力、光能利用率高于顺泰地块。说明菊芋在新洋、大丰地块的光合作用进行的更加充分。
4.1-FFT、6G-FFT菊芋基因的相对表达量表现出大丰地块>新洋地块>顺秦地块,这表现了这几块地生长菊芋的固碳功能强弱;在各地块中,块茎部分的1-FFT、6G-FFT基因相对表达量达到了最低谷,根部分的1-FFT、6G-FFT相对表达量达到了最高峰。
5.三个不同地块的pufM基因的绝对定量拷贝数不同。大丰地块的根际土、非根际土的pufM基因的绝对定量拷贝数显著的高于新洋地块、新洋地块的根际土、非根际土的pufM基因的绝对定量拷贝数显著的高于顺秦地块。在各地块中,根际土的pufM绝对定量拷贝数均高于非根际土。
菊芋生长会提高土壤肥力,增加碳固定,苗期菊芋的碳分配大部分转移到了地下,适度的盐度更适合菊芋生长以及固碳细菌起作用。
本研究主要围绕江苏盐城滨海盐碱地三块不同盐度土壤类型:新洋(XY)、大丰(DF)、顺秦(ST)土壤的基本理化性质进行分析,研究了不同盐碱土地有机碳、有机质的变化,以此来阐明土壤盐碱化现状对土壤固碳可能发生改变的主要因素。我们的研究同时还研究而了土壤pH值、土壤有机碳、速效磷、速效钾、氨态氮之间的相关性关系,并测量菊芋各器官的含碳量以及净初级生产力、光能利用率以及碳储量。还分析了菊芋和的1-FFT、6G-FFT基因,土壤pufM基因的表达量。为阐明江苏盐城盐碱地上菊芋的固碳功能以及菊芋光合碳分配提供数据支撑。主要研究结果如下:
1.在沿海滩涂菊芋生长发育的过程中中土壤pH值、电导率和含盐量下降,不仅有利于土壤有机碳的固定,营养元素含量也会呈现相同的趋势,表明菊芋种植对江苏盐城滨海盐碱地肥力改善有显著的作用。且从顺泰地块、大丰地块到新洋地块土壤MBC/SOC的比例的升高,土壤DOC/SOC比例的增加有利于碳的积累。提高土壤肥力。
2.通过13C脉冲标记法对菊芋进行标记操作程序后,经过大约四个星期的不断观察,13C在菊芋-土壤生态系统中的分配已经越来越稳定。在苗期内分配到菊芋的碳分为:地上部、根部、根际呼吸和土壤有机碳中的量分别占44.17%~5.33%、16.40%~19.25%、49.74%~53.98%和23.48%~25.43%。
3.菊芋的株高、茎粗、根长等生理形态指标在生长发育过程中表现出先上升随后下降的趋势。其中新洋、大丰地块生长状况良好,顺秦地块较差。新洋、大丰地块的菊芋碳储量、净初级生产力、光能利用率高于顺泰地块。说明菊芋在新洋、大丰地块的光合作用进行的更加充分。
4.1-FFT、6G-FFT菊芋基因的相对表达量表现出大丰地块>新洋地块>顺秦地块,这表现了这几块地生长菊芋的固碳功能强弱;在各地块中,块茎部分的1-FFT、6G-FFT基因相对表达量达到了最低谷,根部分的1-FFT、6G-FFT相对表达量达到了最高峰。
5.三个不同地块的pufM基因的绝对定量拷贝数不同。大丰地块的根际土、非根际土的pufM基因的绝对定量拷贝数显著的高于新洋地块、新洋地块的根际土、非根际土的pufM基因的绝对定量拷贝数显著的高于顺秦地块。在各地块中,根际土的pufM绝对定量拷贝数均高于非根际土。
菊芋生长会提高土壤肥力,增加碳固定,苗期菊芋的碳分配大部分转移到了地下,适度的盐度更适合菊芋生长以及固碳细菌起作用。