CO2升高对光合碳稳定性的影响

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为了探讨“新”“老”有机碳的矿化过程，在盆栽小麦的基础上进行实验室矿化模拟实验。盆栽小麦是用13C-CO210％atom供给春小麦，设350ppm和600ppm两个CO2浓度，80、120、180kg N ha-1三个氮浓度。取成熟期小麦的盆栽土进行2个月的室内培养，每3-4天称重补水，使含水量维持在田间最大持水量的60%。定期测定土壤的呼吸速率和定期破坏性取土壤样品测定氨基糖和磷脂脂肪酸的指标。
　　研究结果表明土壤的呼吸速率随着培养时间在逐渐减小，在培养的第一周减幅较大，达到36%，培养到一个月的时候呼吸速率趋于平稳。其中13C的呼吸速率减小的幅度更大，呈指数型下降。氮浓度是N1时，培养样品第一周13C的减幅为22%左右；氮浓度为N2时减幅在40%左右;氮浓度为N3时减幅在55%左右。有效氮素的升高可以增大微生物的活性和数量，加速有机质的分解和矿化。
　　氨基糖的研究结果显示：氨基糖的含量随培养时间没有显著的变化趋势。当CO2浓度升高时氨基糖的含量会增多，比常规 CO2浓度处理高出10%左右。氨基葡萄糖来自真菌的细胞壁，胞壁酸来自细菌的细胞壁，氨基葡萄糖/胞壁酸的值代表了土壤中细菌和真菌的活动变化。在本研究中氨基葡萄糖/胞壁酸的值随培养时间没有显著的变化。从本研究中结论看，增加氮的浓度会增加氨基糖含量，促进土壤中真菌的数量和活性。因为碳氮之间的耦合效应，氮素充足的时候，氮在土壤中快速分解，导致土壤中原有有机质的分解减少。当氮受限时，高碳氮比会促进微生物对无机氮的需求，促进土壤中原有有机质的分解。
　　各种磷脂脂肪酸的13C的含量随着培养时间都在减小。因为随着培养时间的增长，土壤的有机物逐渐被微生物利用消耗，有机质慢慢的减少，微生物的活性和数量也越来越少,所以磷脂脂肪酸的同位素富集比例在慢慢减少。不同的氮浓度处理对磷脂脂肪酸同位素富集比例有不同程度影响，氮浓度为N3的处理，各磷脂脂肪酸的13C的富集比例较高。CO2浓度升高对细菌的影响大于对真菌的影响，当CO2浓度升高时细菌利用的光合碳比常规 CO2浓度下平均高出12%；真菌利用的光合碳比常规CO2浓度条件下提高了约8.5%。随着培养时间的增长细菌和真菌都有不同程度的减小，但是真菌变化的幅度较高。培养第一周真菌的δ-13C最大；其次是革兰氏阴性菌；最小的是革兰氏阳性菌。培养到1个月的时候最活跃的还是真菌，到培养2个月的时候依旧是真菌的δ-13C略大，但增幅比培养初期相比有所减小。

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作者
赵秀红;
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作者单位

沈阳理工大学;

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授予单位沈阳理工大学;
学科环境科学
授予学位硕士
导师姓名李红;
年度 2016
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类光合作用、碳素同化作用;
关键词
CO2浓度; 磷脂脂肪酸; 光合碳; 稳定性;

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