种植水稻改良滨海盐土效应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义以气候变暖为主要特征的全球气候变化已经对世界环境和社会经济活动产生重大影响，成为全球可持续发展的严峻挑战。

切实减少温室气体排放、增加碳汇成为缓解气候变暖的首要任务。

为了明确土壤固碳与温室气体减排的自然潜力和主要途径，土壤固碳机制研究成为农业土壤研究的一个极其活跃的新兴领域和土壤学的最新前沿（lal, 2004；mccarl et al., 2007；潘根兴等，2007）。

2. 研究的基本内容和问题

研究内容（1）还田秸秆中碳的归宿（进入大气、进入不同粒级土壤团聚体和在团聚体内部微结构中的分配）及其在土壤中的可固存性利用13c元素示踪技术追踪秸秆还田后秸秆碳被矿化成为大气co2和进入土壤中成为soc的比例，并重点针对成为soc的部分，定量其在不同粒级团聚体（> 2 mm、2-1 mm、1-0.25 mm、0.25-0.053 mm、< 0.053="" mm）和团聚体内部微结构不同层理（团聚体核心、过渡层、团聚体外层）中的分布位置和形态，并利用光谱技术（中红外光谱与核磁共振）分析不同位置soc分子官能团信息和随时间的动态变化，最后根据碳矿化模型预测秸秆碳在土壤中的可固存性与存留年限。

="" （2）秸秆还田后土壤团聚体孔隙分布特征及其对soc固定的影响机制="" ①利用somatom="" definition="" flash型医用ct和同步辐射微ct（srμ-ct）技术研究原状土（0-30="" cm）以及不同粒级团聚体微域中孔隙的三维分布特征（孔隙度、平均孔径、孔径分布及弯曲度等）；②利用扫描电镜-x射线能谱仪（sem-edx）量化碳元素在全土及团聚体微域空间的分布以及其存在状态（是否与铁铝氧化物或黏粒矿物结合）；③利用分子生物学及扫描电镜技术研究秸秆腐解过程中全土及各粒级团聚体不同层理中微生物活性与群落结构特征；④测定全土及团聚体不同层理中soc的化学组分和soc分子官能团信息（soc本身的难降解性）、铁铝氧化物与黏粒含量等。

="" 系统综合以上四部分，阐明团聚体内外孔隙特征与微生物、soc之间的关系，深入剖析soc固定的关键过程及主导影响机制，并揭示不同粒级团聚体在soc固定中扮演不同功能角色的内在原因。

3. 研究的方法与方案

研究方案与技术路线本实验拟依托长期施肥定位试验基地，结合田间模拟和室内模拟实验，借助同位素示踪、光谱学技术、团聚体分组域剥离等手段，研究随着时间推移还田秸秆碳、氮在全土和各粒级团聚体中的分布和矿化规律以及不同分布位置中的形态和分子结构稳定和微生物功能群落的演变，同时根据ct扫描和x射线能谱仪技术获取的土壤孔隙结构和碳、氮的分布位置，最后综合分析碳的可固存性（persistence）及其固存的机制；通过田间氮肥减施实验对比分析秸秆还田与不同施氮量情况下soc与氮的含量、形态及微生物群落结构变化，并监测田间co2和作物生长情况，分析氮肥减量施用的可行性及其机理。

拟采取的技术路线如下图（图1）所示： 图1 技术路线图田间实验设计与样品采集实验小区位于南京市六合区竹镇的江苏省农科院试验基地内，自2007年起进行秸秆全量还田，以传统的不还田小区为对照。

种植制度为稻-麦轮作，每个小区面积为4 m 8 m。

4. 研究创新点

（1）以团聚体微结构孔隙特征为切入点，借助同位素示踪、CT扫描及X射线等计算机成像技术、分子生物技术及光谱学先等先进技术与传统方法的综合运用，研究秸秆还田后碳、氮的归宿、形态及存在状态，不仅有利于深入认识碳固定的物理、化学和生物学机理，同时对秸秆还田后的施肥制度调整具有指导意义；（2）在方法上将以往用于研究土壤微形态的扫描电镜与辅助的X射线能谱仪结合起来用于揭示秸秆还田影响下土壤团聚体固碳机制和碳-氮互作机制的研究。

5. 研究计划与进展

2018.02-2018.03研究方案的设定和完善，布设实验，前期研究材料与设备准备工作；2018.02-2018.03阅读文献，积累理论知识，撰写相关报告；2018.04-2018.05小区背景样品采集，并着手开始室内培养实验的实施；2018.03-2018.05进行各项实验，撰写中期报告；2018.04-2018.05撰写毕业论文，准备进行毕业答辩。