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大学设计方案全套格式模板现科
编号NO:
河北农业大学现代科技学院毕业论文
论文题目不同促腐条件与秸秆还田方式
对土壤微生物量氮动态变化的影响
学生姓名宋雅琼学号2006614150121成绩
学部生命科学学部专业班级环境科学0601班
指导教师姓名___刘文菊__指导教师职称教授
材料目录:
1、任务书
(1)份
2、开题报告
(1)份
3、文献综述
(1)份
4、翻译文章及外文原文
(1)份
5、开题报告记录表
(1)份
6、阶段检查表
(1)份
7、指导教师评阅书
(1)份
8、专家评阅书
(1)份
9、答辩评分表(5)份
10、答辩记录表
(1)份
11、论文正文
(1)份
12、其它材料
河北农业大学现代科技学院
毕业论文任务书
学院:
现代科技学院
教师姓名:
刘文菊
职称:
教授
2010年3月15日
专业名称
环境科学
论文
题目
不同促腐条件与秸秆还田方式对土壤微生物量氮动态变化的影响
题目
来源
十一五“国家科技支撑计划”粮食丰产科技工程项目(2006BAD02A08)
目的意义:
1、目的:
本研究以河北省山前平原秸秆还田条件下现有小麦-玉米轮作体系为试验对象,通过大田定点定位和实验室分析相结合的方法,明确秸秆促腐菌剂的应用与耕作方式下土壤微生物量N的动态变化规律。
最终目的在于构建秸秆还田的最佳方式和促进秸秆腐熟的技术体系。
2、意义:
秸秆直接还田后的腐解过程主要是在土壤微生物作用下的生物化学过程。
在对秸秆进行腐解的同时,土壤微生物利用秸秆中的碳源物质大量进行自身繁殖,将秸秆中的碳同化为微生物体碳,同时从土壤中吸取部分氮、磷等养分作为自身机体的组成部分。
土壤微生物量在土壤物质和能量转换中起着极为重要的作用,它不仅能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物数量,而且能够反映出人为因素或其它干扰引起的土壤性质变化,对土壤环境的改变极为敏感。
秸秆直接还田是向土壤加入大量新鲜有机碳源的过程,土壤微生物量碳、氮、磷会对对不同还田控制条件做出响应,同时不同的外源微生物制剂也会对对土壤微生物量有影响。
这对于研究不同促腐条件与秸秆还田方式对土壤微生物量氮动态变化的影响具有重要意义。
可行性分析:
研究条件:
1、试验研究内容是当前农业生产中急需解决的问题,对生产有较强的指导意义;
2、选地好:
华北太行山山前平原自然条件优越,农田生态系统生产力高,属河北农业高产类型区,历来是重要的粮食产区;
3、所采用的研究方法及分析测定方法成熟可靠,时间安排合理,整个试验可在预期的时间内完成;
4、经费充足,实验设备配套,可支持试验的顺利实施;
5、技术路线清晰,分工明确,能够完成预期目标。
预期结果:
不同的秸秆促腐菌剂与还田方式下对夏玉米季生育期内土壤微生物量N的动态变化规律。
可能存在的问题:
1、实验过程比较繁琐,试验中出现问题不易查找;
2、土壤中微生物量N在土壤全氮中所占比例小,测定中可能会产生误差。
进度安排:
2011.11.20开动员大会,听取院指导教师的动员报告;
2010.3.01开始实习;
2010.3.01-3.15查阅相关文献资料,2010.3.15下达任务书;
2010.3.26-4.05查阅有关资料,完成开题报告;
2010.4.05正式开题;
2010.4.06-5.15开始试验;5.15进行中期阶段检查;
2010.5.24处理数据,构思毕业论文的结构,撰写论文;
2010.5.25-6.09修改毕业论文;
2010.6.12毕业论文的答辩。
专家意见:
我国秸秆资源丰富,目前秸秆年产量高达数亿吨,秸秆还田是国内外研究的重点问题。
该论文针对这一问题,从土壤微生物生物量的角度进行分析,拟对秸秆还田条件下不同耕作方式和不同微生物制剂对土壤微生物量N这一重要指标的影响进行分析研究,选题具有一定的科学性和先进性。
试验方案设计合理,研究方法可行,同意立题。
专家签字:
年月日
学院意见:
(是否同意立题)
院长:
年月日
生命科学学部环境科学专业
宋雅琼学生:
现把2009—2010学年,第二学期的毕业论文安排下达给你,你本学期承担的毕业论文任务如下:
1、依据本任务书中论文题目、目的意义、可行性分析的内容完成开题报告。
2、按照开题报告的要求按期完成毕业论文各项工作的实施。
3、完成毕业论文的撰写。
4、完成毕业论文的答辩。
请按相关要求完成毕业论文任务。
教师签字:
年月日
河北农业大学现代科技学院
毕业论文开题报告
题目:
不同促腐条件与秸秆还田方式
对土壤微生物量氮动态变化的影响
学部:
现代科技学院
学生姓名:
宋雅琼
专业:
环境科学
班级学号:
2006614150121
指导教师姓名:
刘文菊
指导教师职称:
教授
2010年3月25日
学生姓名
宋雅琼
专业班级
环境科学
学号
2006614150121
指导教师
刘文菊
职称
教授
所在学院
现代科技学院
论文名称
不同促腐条件与秸秆还田方式对土壤微生物量氮动态变化的影响
选题依据:
一、理论依据
农作物秸秆含有丰富的有机质、氮、磷、钾及微量元素等养分,是我国重要的有机肥源之一。
过去,秸秆大多被作为燃料烧掉了,不仅未能充分利用,还污染了环境。
秸秆还田,既可以增加土壤肥力,避免秸秆燃烧污染环境,又可以降低种田的成本,保温、保湿,提高作物抗灾害能力。
但是,由于我国人均占有耕地少,复种指数高,倒茬间隔时间短,加之秸秆碳氮比高,不易腐烂,所以秸秆还田常因翻压量过大,土壤水分不适,施氮肥不够,翻压质量不好等原因,出现妨碍耕作,影响出苗、烧苗、增加病虫害等现象,有时甚至造成减产。
为了克服秸秆还田的盲目性,减少秸秆燃烧带来的不利影响,对秸秆还田进行研究就显得十分必要。
秸秆直接还田后在土壤中的转化是一个复杂的生物化学过程。
在土壤、环境、秸秆本身性质等各种因素的综合影响下,其转化速率的大小一方面受限于土壤生物活性的高低,另一方面又必然对土壤生物活性产生重大作用,通过复杂的生物学效应影响到土壤内部的物质和能量运转,秸秆还田后土壤生物化学性质的动态变化规律对于评价秸秆直接还田技术措施的效果具有重要意义。
土壤微生物量氮(microbialbiomassnitrogen,MBN)是土壤有机氮的重要组成部分,它的数量虽少,但却控制着土壤中碳、氮养分循环,对土壤有机质含量、氮磷钾硫等养分的供给以及有机无机养分转化起重要作用,是土壤氮素转化的重要环节,也是土壤有效氮活性库的主要部分。
土壤微生物量氮的基础含量能够反映土壤肥力状况及土壤的供氮能力。
随着土壤氮素水平的提高,土壤中微生物量氮也会有所增加。
在高氮土壤中,微生物总量随作物生长时间的延长而增加,氮在低氮土壤上,微生物总量在作物长到一定时间后,后有所下降。
根际微生物通过吸收土壤中的大量养分,形成近根缓效供应的养分库,而且根际微生物固持氮导致根际土壤蛋白酶和酰胺酶活性高于非根际土壤;土壤酶活性的提高,进一步促进了根际微生物量的转化速度,使根际微生物氮的富集更加明显。
二、目的意义
1、目的:
本研究以河北省山前平原秸秆还田条件下现有小麦-玉米轮作体系为试验对象,通过大田定点定位和实验室分析相结合的方法,明确秸秆促腐菌剂的应用与耕作方式下土壤微生物量N的动态变化规律。
最终目的在于构建秸秆还田的最佳方式和促进秸秆腐熟的技术体系。
2、意义:
秸秆直接还田后的腐解过程主要是在土壤微生物作用下的生物化学过程。
在对秸秆进行腐解的同时,土壤微生物利用秸秆中的碳源物质大量进行自身繁殖,将秸秆中的碳同化为微生物体碳,同时从土壤中吸取部分氮、磷等养分作为自身机体的组成部分。
土壤微生物量在土壤物质和能量转换中起着极为重要的作用,它不仅能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物数量,而且能够反映出人为因素或其它干扰引起的土壤性质变化,对土壤环境的改变极为敏感。
秸秆直接还田是向土壤加入大量新鲜有机碳源的过程,土壤微生物量碳、氮、磷会对对不同还田控制条件做出响应,同时不同的外源微生物制剂也会对对土壤微生物量有影响。
这对于研究不同促腐条件与秸秆还田方式对土壤微生物量氮动态变化的影响具有重要意义。
三、国内外研究概况
随着农业生产的发展和科学种田水平的提高,自九十年代以来,秸秆还田已在我国全面推广,各地都开展了秸秆还田的科学试验。
目前秸秆问题己经引起各界的重视,国内外众多学者进行了广泛研究,使得秸秆还田面积逐年扩大(OeioJAetal.1991)。
农作物秸秆是目前农业生产中的主要副产品,产量大,分布广。
作物秸秆直接或间接归还于土壤,不仅有利于良好的土壤生态系统的构建,而且又同时有效解决了有机废弃物的资源化利用问题。
因此,秸秆还田技术在现代农业生产中被大力提倡,且应用广泛,有关秸秆还田的效应研究已随之展开。
植物生长需要大量的N素,施用N肥是当前提高农作物产量最有效的手段之一,但肥在大幅度促进农作物增产的同时,又因其挥发和淋溶损失,增加了农业生产成本,还造成一定程度的环境污染。
因此提高N肥利用率,降低N肥损失,充分发挥N肥在农业生产中的作用,对保护生态环境,促进农业的可持续发展具有重要意义。
长期以来如何提高N肥利用率一直是农业科研工作者重点研究的课题之一,已有研究表明促使无机氮肥的微生物固定是减少N肥损失的有效途径,因此有关土壤微生物生物量N的研究已引起国内外越来越多研究者的关注,国外对土壤微生物生物量N的研究已从土壤微生物体内的组成成分及结构来阐明这部分的有效性,而国内在这方面的研究刚刚起步。
近来,随着测试方法的不断改进和完善,土壤微生物量的研究日益受到国际土壤学界的重视,并取得了一些重要进展。
在土壤有机质和养分循环,生态系统优化及环境与资源质量等方面都大大开阔了研究者的眼界,增加了新的知识。
可以预计,在持续农业、环境和资源保护方面土壤微生物量的研究将日益显示其巨大的潜力。
研究方法、内容:
一、田间试验设计(08-09小麦—玉米轮作中玉米季)
1、试验地点选择:
本试验预定于2009年6月-2009年10月在河北省辛集市马庄试验站壤质潮土上进行。
2、品种确定:
初步选定超高产品种丰玉4号
3、实验设计:
在玉米的关键生育期(苗期、拔节、大喇叭口时期、抽雄、收获期)采集以20cm为间隔,0—40cm土层土壤样品,分析土壤的微生物学指标。
小区面积:
36m2,共计:
540m2(包括小区间隔100cm,留出边行200cm)
不同还田方式:
A.小麦秸秆留茬B.小麦秸秆粉碎覆盖
不同促腐菌剂:
(1)CK
(2)秸秆促腐菌剂一(3)秸秆促腐菌剂二
南
小区分布:
A3
A1
A1
A2
A1
A2
A3
A2
A3
B3
B2
B1
B3
B3
B2
B3
B1
B2
小区面积6*6=36m2,小区间隔1m,,留出边行2m,共6个处理,每个处理重复3次,合计6*3=18个试验小区。
水肥管理设计:
品种
播种量
复合肥
水分管理
丰玉4号
密度为6—6.8万株/ha
225
(28:
6:
6)
大喇叭口期灌水
注:
(1).氮肥追施450kg/ha(大喇叭口期追施)
4、样品采集:
动态土壤样品在玉米的关键生育期:
苗期、拔节、大喇叭口时期、抽雄、收获期,采集0-20cm,20-40cm土壤样品,样品采集后用冰盒保存立即运回,后在4℃下保存。
土壤微生物量N的测定:
1、土壤前处理:
新鲜土壤测定前,先仔细除去土壤中可见的植物残体及土壤动植物残体,过2mm筛并混匀。
将土壤置于密封的塑料桶中,在25度下密封7天,桶内放置适量水以保持相对湿度为100%,并放置一小杯1mol/l的溶液易吸收释放的CO2.
2、熏蒸:
称取经前处理相当于2.5g烘干基的新鲜土壤3份。
将一份置于比色皿中,放入真空干燥器,并盛有一烧杯去乙醇氯仿,同时放入一小杯稀NaOH溶液以吸收熏蒸期间释放出来的CO2,干燥器底部还应加入少量水以保持湿度。
采用真空泵抽真空,控制在0.09Mpa以下,使氯仿剧烈分沸腾3—5min。
关闭真空干燥器,在25度暗室放置24小时,熏蒸结束后取出比色皿。
3、提取:
将熏蒸的未熏蒸的两份土壤无损的转移到振荡瓶中,加入50ml0.5mol/LK2SO4溶液提取液,充分振荡30min,用慢速定量滤纸过滤。
如果滤液浑浊,应使用双层滤纸,或先离心再过滤。
4、测定:
取5ml提取液于50ml消化管中,加入0.25ml浓硫酸酸化后,至于电热板上110—120℃下浓缩3小时,将溶液浓缩至1~2ml,冷却,再加入3ml浓硫酸、1mlNa2SO4,340℃环境下消煮3h(消煮时要盖上小漏斗)。
消煮完毕后,将剩余液体定容至50ml,去10ml该液体于定氮管中,再加入10ml10mol/LNaOH溶液,定氮蒸馏,同时用10ml硼酸溶液(20g分析纯硼酸溶于去离子水,定容至1L)吸收。
定氮结束后,用0.001mol/L稀硫酸(需标定)滴定,溶液颜色由蓝色到紫色最终滴至微红色为滴定终点。
5、计算:
土壤微生物量氮:
BN=EN/kEN
式中EN为熏蒸与未熏蒸土壤的差值;kEN为转换系数,取值0.45(Jenkinson,1988;Brookesetal,1985b)
进度安排:
2009.10.14开动员大会,听取院指导教师的动员报告;
2010.3.01开始实习;
2010.3.01-3.15查阅相关文献资料,2010.3.15下达任务书;
2010.3.26-4.05查阅有关资料,完成开题报告;
2010.4.05正式开题;
2010.4.06-5.15开始试验;5.15进行中期阶段检查;
2010.5.24处理数据,构思毕业论文的结构,撰写论文;
2010.5.25-6.09修改毕业论文;
2010.6.12毕业论文的答辩。
指导教师意见:
该选题“不同促腐条件与秸秆还田方式对土壤微生物量氮动态变化的影响”,针对当前的热点问题之一“秸秆还田问题”,拟研究秸秆还田技术及微生物制剂对土壤微生物量氮的影响及其生育期内的动态变化特征,具有很强的代表性和一定的科学性。
试验方案设计合理,研究方法可行,同意开题。
指导教师:
年月日
文献综述
秸秆还田对土壤微生物量动态变化影响的研究进展
宋雅琼
(河北农业大学现代科技学院河北保定071000)
摘要:
我国秸秆资源丰富,更好的利用秸秆资源是一项非常重要的任务。
秸秆还田技术,在有效利用秸秆资源的同时,也给土壤带来了大量的碳源物质,对改善土壤质量,保持土壤水分等都有很大的作用。
秸秆直接还田后腐解过程主要是在土壤微生物作用下的生物化学过程,而土壤微生物生物量是土壤养分的储存库和植物生长可利用养分的重要来源,与微生物个体数量指标相比,更能反映微生物在土壤中的实际含量和作用,因而具有更加灵敏、准确的优点。
本文从秸秆还田、土壤微生物生物量以及秸秆还田对土壤微生物量的影响等几个角度进行综述,对目前的研究现状进行了介绍。
关键词:
秸秆还田土壤微生物量
ResearchProgressEffectsofReturningStrawintoFieldonDynamicChangeofSoilMicrobialBiomass
SongYaqiong
(DepartmentOfModernScience&Technology,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071000,China)
Abstract:
StrawisabundantinChina.Thebetteruseofstrawresourcewasaveryimportanttask.Technologyofreturningstrawintofieldcouldusestrawresourceeffectively,bringalotofcarbonsource,improvethequalityofthesoilandkeepthesoilmoisture.Thedecompositionprocessesofstrawafterfieldingdirectlyisthebiochemicalprocessesunderthesoilmicrobes,whilemicrobialbiomassistherepositoryofsoilnutrientsandtheimportantsourceofavailablenutrientswhichcanbeabsorbedbyplants.Comparingtothenumberofindividuals,itcanreflecttheactualcontentandfunctionofmicroorganismsinthesoil,thusithasthemoresensitiveandaccurateadvantages.Thisreviewwillintroducethereturningofstraw,soilmicrobialbiomass,effectsofreturningstrawintofieldondynamicchangeofsoilmicrobialbiomass,andthecurrentresearchprogress.
Keywords:
Returningstrawintofield;Soilmicrobialbiomass
农作物秸秆具有丰富的氮磷钾和微量元素成分,是重要的有机肥源之一。
在我国,传统上作物秸秆是农村生活燃料和动物饲料的主要来源,是一项宝贵的资源。
据相关资料统计,我国年生产秸秆约6亿t左右。
为了有效地利用秸秆这项资源,近年来,农业部大力向全国农村推荐秸秆还田技术。
秸秆还田,既可以增加土壤肥力,避免秸秆燃烧污染环境,又可以降低种田的成本,保温、保湿,提高作物抗灾害能力[1]。
秸秆还田的方法分为整株还田技术、根插粉碎还田技术和传统沤肥还田技术[2]。
秸秆还田具有很好的增产效果,特别对改造中低产农田,缓解我国氮、磷、钾的比例失调,弥补磷、钾化肥不足有十分重要的意义。
在小麦—玉米轮作体系中,小麦秸秆直接覆盖还田有助于保持土壤水分,降低土壤温度,增加土壤表层微生物量,其玉米产量随着小麦秸秆覆盖还田量的增加而增加[3]。
与此同时秸秆直接还田还可以提高土壤的全氮含量。
土壤微生物量(MicrobialBiomass,MB)指土壤中体积小于5.0×103μm3的生物总量,但活的植物体如植物根系等不包括在内,它是活的土壤有机质部分。
广义的土壤微生物量应包括微生物碳(MB-C)、微生物氮(MB-N)、微生物磷(MB-P)和微生物硫(MB-S),它们均可采用氯仿熏蒸—提取法测定[3]。
土壤微生物生物量是土壤养分的储存库和植物生长可利用养分的重要来源,与微生物个体数量指标相比,更能反映微生物在土壤中的实际含量和作用潜力,因而具有更加灵敏、准确的优点,现已成为近年来国内外土壤学研究的热点之一[4-5],土壤微生物是所有进入土壤的有机物质的分解者和转化者。
土壤微生物在土壤中的绝对数量不大,土壤微生物碳(MB-C)一般为土壤有机碳的1%~4%;土壤微生物氮(MB-N)为土壤全N的2%~6%[6];土壤微生物磷(MB-P)为土壤有机磷的3%[7];土壤微生物硫(MB-S)为土壤有机硫的1%~3%。
Hassink[8]研究发现,在粗质土中,MB-C占土壤全C的比例要比细土低,但在粗质土中,C、N转化快。
污染物的存在不但影响生物量的数量,更重要的是影响其活性,从而进一步影响微生物对污染物的分解与转化的速度[9]。
人们对环境和高产持续农业的日益关注要求人们研究和发展新的农业管理措施和手段来保护土壤和环境资源。
农业中种植制度、轮作措施、有机残体的投入和施肥均对土壤微生物量有较大的影响。
而微生物本身是有机物分解、养分转化的中介者,它们的数量及其活性直接影响着进入土壤中有机物和污染物的分解转化速度,因而影响作物的生长和环境的质量。
提高土壤微生物数量和保持其较高的活性则是提高和保持土壤肥力,保护生态平衡和提高环境质量的前提[9]。
国内外有关施肥措施对土壤微生物生物量的影响研究已有许多报道。
秸秆直接还田后腐解过程主要是在土壤微生物作用下的生物化学过程。
在对秸秆进行腐解的同时,土壤微生物利用秸秆中的碳源物质大量进行自身繁殖,将秸秆中的碳同化为微生物体碳,同时从土壤中吸取部分氮、磷等养分作为自身机体的组成部分,将土壤氮、磷养分同化为微生物体氮、磷[10-13]。
研究表明,土壤微生物量N的周转速率一般较土壤有机氮快5倍[14],土壤微生物量P的年周转量至少是微生物量P的2倍[15-16],微生物量N、P在调控土壤氮、磷对植物有效性和生态循环方面有重要意义[17-18]。
因此,土壤微生物量在土壤物质和能量转换中起着极为重要的作用,它不仅能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物数量,而且能够反映出人为因素或其它干扰引起的土壤性质变化,对土壤环境的改变极为敏感。
秸秆直接还田是向土壤加入大量新鲜有机碳源的过程,土壤微生物量碳、氮、磷必然对不同还田控制条件做出响应,而考察这些响应对评价秸秆直接还田技术措施的效应显然具有重要意义[10]。
随着测试方法的不断改进和完善,土壤微生物量的研究日益受到国际土壤学界的重视,并取得了一些重要进展。
在土壤有机质和养分循环,生态系统优化及环境与资源质量等方面都大大开阔了研究者的眼界,增加了新的知识。
可以预计,在持续农业、环境和资源保护方面土壤微生物量的研究将日益显示其巨大的潜力[3]。
参考文献:
[1]孙颉吗,胡敏,谢笔钧.秸秆还田的效果与方法.精细化工.2000,7(17):
431。
[2]韩永俊,尹大庆,赵艳忠.秸秆还田的研究现状.农机化研究.2003,2:
39。
[3]王爱玲,高旺盛,黄进勇.秸秆直接还田的生态效应.中国农业资源与区划.2000,4(21):
41.
[4]赵先丽,程海涛,吕国红,贾庆宇.土壤微生物生物量研究进展.气象与环境学报.2006,4(22):
39
[5]陈安磊,王凯荣,谢小立.施肥制度与养分循环对稻田土壤微生物生物量碳氮磷的影响.农业环境科学学报.2005,24(6):
1094–1099.
[6]BrookesPC,LandmanA,PrudenG,etal.Chloroformfumigationandthereleaseofsoilnitrogen:
ArapiddirectextractionmethodtomeasureMB-Ninsoil.Soil
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