温室栽培对土壤C、N和P含量的影响

1、温室栽培对土壤温室栽培对土壤C C、N N和和P P含量的影响含量的影响答辩人：王琪指导老师：石兆勇专业班级：资环112班答辩大纲答辩大纲目的与意义材料与方法结果与分析讨论与结论一、目的与意义一、目的与意义温室栽培是我国现代农业设施的最突出的代表，它在现代化农业生产中发挥着至关重要的作用。为了更好的实现农业生产的现代化和可持续发展，推动我国农业的发展，为此大力的发展设施农业以及与之相应的农业工程是非常必要的。本研究拟以山东寿光、河南洛阳的温室作为研究对象，探讨了温室栽培对土壤中C、N和P含量的影响。通过本项目的实施，明确了在全球变暖、大气中的CO2升高的情况下，温室栽培能够增加土壤对大气中的C

2、O2的固定能力，这样使得土壤中有机碳的含量增加，从而可以达到改善环境的效果。并在此基础上研究了温室栽培这项设施农业对土壤中的C、N和P的含量的影响，这些研究为准确评估农业生态系统对土壤有机碳含量及土壤中N、P含量的影响提供数据基础和理论支持，为中国发展温室栽培技术可持续化发展提供基础参考数据资料，为准确评估农业生态系统对植被的生长和发育影响提供依据，同时也为类似的工作提供相关的参考。二、材料与方法二、材料与方法土样采集土样采集 根据典型性和代表性原则，分别对河南及山东地区大棚和大田的土壤选择有代表性（土壤类型、肥力、质地具有代表性）的地块作为该地区的取样地块，采用土钻法分层次采集土样，土壤取样

3、层次依次为0-20cm、20-40cm、40-60cm,共3个层次，每个层次取样一份（1.0kg左右）。取土方法为四点取样法。土样取好带回实验室后，风干，碾碎，过筛（1mm筛孔），过筛后装入原土样袋中备测。测定方法测定方法 根据所采集的土样，选取山东寿光市和河南洛阳白马寺以及李楼乡的大棚土壤和与之对照的大田的土壤进行了实验室内的C、N和P含量的系统分析。并着重测定了土壤中的有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效磷等土壤中的元素指标。其中有机碳的测定采用的方法是重铬酸钾容量法-外加热法。全氮的测定采用的是是凯氏定氮法。速效氮采用的方法是碱解扩散法。全磷的测定采用的方法是高氯酸-浓硫酸消解-钼锑抗比色法

4、。速效磷的测定采用的方法是碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法。三、结果与分析三、结果与分析由表1和表2可知，山东、河南两地不管是温室栽培还是大田栽培土壤，土壤有机碳的基本上都是处于中等水平；河南温室栽培及大田栽培土壤的全磷含量都处于中等偏上水平，山东温室栽培土壤的全磷含量适中，但大田栽培土壤的全磷含量偏低；两地土壤的速效磷含量较高，但是全氮及速效氮含量则处于中等偏低水平。温室对不同土层的土壤有机碳含量的影响由图1和图2可以看出，温室栽培0-20cm、20-40cm和40-60cm土壤层次中有机碳含量均高于大田土壤，但是各个层次的增幅却不尽相同。从两个图中发现，0-20cm土壤层次中的有机碳含量相较于大

5、田栽培土壤的有机碳含量的增幅最大。 在山东，0-20cm、20-40cm和40-60cm土层的有机碳相较大田土壤的增加量分别为101.6%、32.0%和25.7%，随土层深度的增加，有机碳增量逐渐降低，在河南，0-20cm、20-40cm和40-60cm土层的有机碳的含量则分别比大田土壤中有机碳的含量增加了25.7%、28.6%和25.9%，三个土壤层次中有机碳含量的增加量基本是一致的。 051015200-20cm20-40cm40-60cm0-60cmg/kg)大棚大田 05101520250-20cm20-40cm40-60cm0-60cmg/kg)大 棚大 田 图1 河南温室栽培对不同

6、土层有机碳含量的影响图2 山东温室栽培对不同土壤层有机碳含量的影响温室栽培年限对土壤有机碳含量的影响从图3中可以看出，随着种植年限的增加，土壤有机碳含量的增加量也是在不断的增加。在0-60cm的土壤层内，土壤有机碳含量的增加与种植年限基本上呈指数函数的关系。并且，种植年限可以决定0-60cm土层中，有机碳增量的35.6%。对不同土层有机碳增量的分析可以看出，在0-20cm土层中，其有机碳的增量也随种植年限的增加而呈指数函数的关系，显著增加。在20-40cm和40-60cm的土层中，土壤有机碳的增加量随着种植年限的增加就相对平缓了许多。由以上可知，种植年限主要影响的是0-20cm土层的有机碳的增

7、加量。图3 温室种植年限对土壤有机碳含量增加量的影响温室栽培植物类别对土壤有机碳含量增加量的影响由图4可知，栽培瓜类蔬菜的土壤有机碳增加量和栽培茄果类蔬菜的土壤有机碳增加量相比，两者没有显著差异。总体来看，在0-20cm 的土壤层次中，种植瓜类蔬菜的土壤有机碳增量要略高于种植茄果类蔬菜的土壤有机碳增量。而在20-40cm和40-60cm的土层中，则正好相反，种植茄果类蔬菜的土壤有机碳的增量要大于瓜类蔬菜。这可能是由于不同蔬菜类群的根系分布区域不同或者其分泌物的差异所引起的不同。02468101214160-20cm20-40cm40-60cm0-60cm有机碳含量增加量（g/kg）瓜类茄果类

8、图4 不同种植作物类群对土壤有机碳含量增加量的影响温室栽培对土壤全氮含量的影响由图5可知，温室栽培土壤的全氮含量是显著高于大田栽培土壤的全氮含量，特别是山东地区，山东温室栽培土壤全氮含量平均为1.2g/kg，较大田增加了56.3%倍；河南温室栽培土壤全氮含量平均为0.98g/kg，较大田增加了18.5%。对河南以及山东不同土壤层次的全氮含量发现，河南温室栽培土壤0-20cm、20-40cm、40-60cm三个层次全氮含量相较于大田栽培土壤的增量依次为10.1%、22.7%、29.7%，其增量随着土层深度的增加而增加；山东温室栽培土壤0-20cm、20-40cm、40-60cm三个层次全氮含量相

9、较于大田栽培土壤的增量依次为85.6%、26.9%、25.9%，也就是说，随着土壤层次的加深，全氮的增加量逐渐降低。00.511.522.50-20cm20-40cm40-60cm0-60cmg/kg)温室大田 (a) 河南不同土层全氮含量(b) 山东不同土层全氮含量图5 温室栽培土壤全氮含量变化温室栽培对土壤速效氮含量的影响由图6可知河南、山东两省的温室栽培土壤速效氮含量相较于大田栽培土壤均有不同程度提高，河南温室栽培0-60cm土层速效氮的含量为71mg/kg，是大田土壤的1.2倍；山东温室栽培0-60cm土层速效氮含量平均为98.5 mg/kg，是大田土壤的1.6倍。对于0-20cm、2

10、0-40cm、40-60cm的3个不同土层速效氮含量来说，河南温室栽培土壤速效氮含量从表层到下层土壤分别为78.5 mg/kg、77 mg/kg、50.5 mg/kg，相较于大田土壤速效氮的增量依次为30.7%、60.4%、7.9%；山东温室栽培土壤速效氮含量从表层到下层土壤分别为113.1 mg/kg、96.7 mg/kg、78.8 mg/kg，增量依次为60.2%、55.8%、59.8%。0204060801001201400-20cm20-40cm40-60cm0-60cm(mg/kg)温室大田 (a) 河南不同土层速效氮含量(b) 山东不同土层速效氮含量图6 温室栽培土壤速效氮含量变化

11、温室栽培对土壤全磷含量的影响由图7可知，温室栽培土壤的全磷含量是显著高于大田栽培土壤的全磷含量，山东温室栽培土壤全磷含量平均为420 mg/kg，是大田的2.1倍；河南温室栽培土壤全磷含量平均为581mg/kg，是大田的1.1倍。对不同土壤层次全磷的分析发现，河南温室栽培土壤0-20cm,20-40cm,40-60cm三个层次全磷含量相较于大田栽培土壤的增量依次为31.7%、9.3%、2.2%，0-20cm土壤层次全磷的增量最大，而随着土层的加深，全磷增量逐渐降低。在山东，0-20c土壤层次的全磷增量为194.6%，20-40cm土层增量为113.2%，40-60cm土层增量为57.6%。02

12、00400600800100012000-20cm20-40cm40-60cm0-60cmmg/kg)温室大田 02004006008001000120014000-20cm20-40cm40-60cm0-60cmmg/kg)温室大田 (a) 河南不同土层全磷含量 (b) 山东不同土层全磷含量图7 温室栽培土壤全磷含量变化温室栽培对土壤速效磷含量的影响由图8可知，河南温室栽培土壤中0-20cm表层土壤的速效磷平均含量为28.77 mg/kg，较大田增加 46.3%，20-40cm和40-60cm土壤层的速效磷平均含量为17.84 mg/kg、12.12 mg/kg，分别较大田增加19.3%和4

13、.8%，随着土壤深度的增加，增量逐步降低；山东温室栽培土壤中0-20cm土层速效磷含量为42.94mg/kg ，20-40cm、40-60cm的土壤层速效磷含量分别是23.75mg/kg、13.46mg/kg，三个层次土壤的速效磷含量都是高于大田栽培土壤，但是随着土层深度的增加，速效磷增量逐渐减少。(a) 河南不同土层速效磷含量(b) 山东不同土层速效磷含量图8 温室栽培土壤速效磷含量变化01020304050600-20cm20-40cm40-60cm0-60cmmg/kg温室大田 0510152025303540450-20cm20-40cm40-60cm0-60cmmg/kg温室大田 四、讨论与结论四、讨论与结论在温室栽培的条件下土壤中的有机碳含量与大田土壤相比有明显的增加，在山东与河南温室栽培的0-20cm、20-40cm、40-60cm土层中有机碳的增加量都分别为101.6%、32.0%、25.7%和25.7%、28.6%、25.9%。温室栽培土壤中全氮和速效氮含量与大田土壤相比均有增加。山东温室栽培的全氮和全磷分别增加了56.3%和110.0%，在河南地区则分别增加18.5%和10.0%。可见，温室栽培