【摘要】：作物秸稈作為一種重要的可再生生物能源、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源,含有豐富的營養(yǎng)元素以及可利用化學資源。近年來為了解決秸稈利用問題,國內(nèi)外學者進行了大量的研究。但是已有的研究大多基于等碳量玉米秸稈還田,對相同質(zhì)量玉米秸稈及其腐解、炭化材料的研究較少,而且在實際生產(chǎn)生活中關(guān)注更多的也是相同質(zhì)量的秸稈到底能轉(zhuǎn)化成多少腐熟秸稈和生物質(zhì)炭,目前的研究中沒有具體對比到底哪種還田材料對土壤組成及結(jié)構(gòu)改善效果最為顯著。因此,本文通過室內(nèi)模擬試驗,研究等質(zhì)量下玉米秸稈(CS)、腐熟秸稈(HCS)和生物質(zhì)炭(Bc)還田對土壤腐殖質(zhì)及團聚體腐殖質(zhì)產(chǎn)生的影響。以期為實際生產(chǎn)生活提供理論基礎(chǔ)和科學依據(jù)。具體研究如下:1、玉米秸稈及其腐解、炭化過程中類腐殖質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)的變化玉米秸稈在腐解和炭化過程中,類腐殖質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)變化顯著。腐解和炭化過程對類腐殖質(zhì)各組分有機碳含量以及腐殖化水平(PQ)均有提高作用。與玉米秸稈原樣相比,腐解后芳香性增強,脂族性下降,炭化過程脂族性增強,芳香性下降,分子結(jié)構(gòu)簡單化。2、添加玉米秸稈及其腐解、炭化材料對土壤團聚體分布狀況的影響不論培養(yǎng)時間的長短,添加有機物料培養(yǎng)均促進2mm、0.25~0.053mm粒級含量的增加,且各處理0.25~0.053mm的團聚體含量均為最高,,培養(yǎng)3個月后達31.29%~49.75%,培養(yǎng)12個月達48.79%~53.12%;最少的為2mm的粒級,含量分別為1.85%~4.52%和2.86%~5.10%。3、添加玉米秸稈及其腐解、炭化材料對土壤和團聚體總有機碳的影響添加有機物料的土壤總有機碳(SOC)含量均呈上升趨勢,均表現(xiàn)為BcHCSCSCK,培養(yǎng)90d后Bc處理較CK差異達顯著水平(P0.05),培養(yǎng)培養(yǎng)360 d后各處理均較CK差異達顯著水平(P0.05),但相比于培養(yǎng)90d,培養(yǎng)360d后土壤總有機碳整體呈現(xiàn)下降趨勢。培養(yǎng)90d后CS、HCS和Bc處理的SOC含量較CK分別增加6.06%、10.34%和17.64%;培養(yǎng)360d后CS、HCS和Bc處理的SOC含量較CK分別增加2.84%、9.47%和15.51%。添加有機物料后,團聚體各粒級總有機碳含量均高于對照,且隨培養(yǎng)時間的增加逐漸減少。不同處理各粒級團聚體中總有機碳含量隨培養(yǎng)時間的增加差異顯著,CS和HCS處理隨土壤團聚體粒級直徑增大,總有機碳含量逐漸增加,大小依次為:2,2~0.25,0.25~0.053和0.053mm,而Bc處理隨土壤粒級直徑的增大,有機碳含量呈現(xiàn)先減小后增加的V型分布,由大至小依次為:2,2~0.25,0.053和0.25~0.053 mm。4、添加玉米秸稈及其腐解炭化材料對土壤和團聚體腐殖質(zhì)組成的影響就不同培養(yǎng)時間的土壤而言,添加有機物料均有利于增加腐殖質(zhì)各組分有機碳含量,提高土壤腐殖化程度。培養(yǎng)90 d的土壤,CS、HCS和Bc處理PQ值分別增加了5.44%、9.10%和11.95%;培養(yǎng)180 d的土壤,PQ值分別增加了6.40%、10.50%和12.52%;培養(yǎng)360 d的土壤,PQ值分別增加了11.38%、12.97%和13.94%。培養(yǎng)90d時,HCS處理對提升土壤團聚體胡敏酸含碳量影響最大,各粒級胡敏酸(HA)含碳量分別為:3.50g/kg、3.80g/kg、3.49g/kg和3.90g/kg。在培養(yǎng)360d時,各粒級HA含量相對降低,各粒級HA含量最多的仍為CS和HCS處理,但隨著培養(yǎng)時間的增加,Bc處理和HCS處理之間差異不再顯著。5、添加玉米秸稈及其腐解炭化材料對土壤HA結(jié)構(gòu)的影響添加有機物料培養(yǎng)后C/N比增加,H/C和O/C均降低,Bc、HCS和CS 3種處理降低了土壤HA的氧化度。CS和HCS處理使中溫放熱和失重均較CK增加,而高溫放熱和失重降低,Bc處理則相反,隨培養(yǎng)時間的增加,各處理中高溫放熱量和失重均隨之增加,Bc處理2920/1620的比值有所減弱。結(jié)果表明,玉米秸稈和腐熟秸稈的添加增加了土壤HA的脂族化程度,降低了芳香化程度,使其結(jié)構(gòu)更簡單。而Bc處理則使得土壤HA結(jié)構(gòu)中芳香化程度得到提升,脂族化程度減弱。6、添加玉米秸稈與土壤不同混合方式對腐殖質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的影響與CK相比,玉米秸稈與土壤混合(I)與玉米秸稈覆蓋(C)處理均使得土壤總有機碳含量顯著增加,各處理富里酸含碳量及PQ值無顯著差異;各處理I2920/I1720和I2920/I1620比值均高于CK,熱量高/中比值和失重高/中比值均小于CK,玉米秸稈與土壤不同混合方式均使得土壤HA脂族化程度增強,芳香化程度降低,氧化度降低,結(jié)構(gòu)趨于簡單化,其中玉米秸稈覆蓋處理HA的脂族性更低,芳香性和熱穩(wěn)定性更高,結(jié)構(gòu)更復雜。
【學位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S153

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龔振平;鄧乃榛;宋秋來;李中韜;;基于長期定位試驗的松嫩平原還田玉米秸稈腐解特征研究[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2018年08期

2 李彬旭;秸桿腐解過程中有效氮保護的研究[J];黑龍江環(huán)境通報;2003年01期

3 張一平,白錦鱗,陳思根,韓勁,董建輝,邵曉榮;植物殘體腐解過程中的能態(tài)變化特征[J];西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版);1988年04期

4 卞景陽;劉琳帥;孫興榮;曾憲楠;王麒;馮延江;;施氮對寒地粳稻還田秸稈腐解及養(yǎng)分釋放的影響[J];黑龍江八一農(nóng)墾大學學報;2019年05期

5 劉少東;汪春;張偉;王漢羊;;黑龍江墾區(qū)玉米秸稈腐解規(guī)律試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2019年08期

6 吳景貴，，席時權(quán)，曾廣賦，汪冬梅,姜巖，王明輝;玉米秸稈腐解過程的紅外光譜研究[J];土壤學報;1999年01期

7 周淑清;王慧;黃祖杰;劉一凌;胡卉芳;;狼毒在土壤里腐解過程中對苜�；凶饔玫难芯縖J];中國草地學報;2008年04期

8 王旭東,于天富,陳多仁,殷憲強;玉米秸稈腐解過程物質(zhì)組成及胡敏酸的動態(tài)變化Ⅰ.物質(zhì)組成的動態(tài)變化[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2001年03期

9 王志方;陳競;代金平;古麗努爾·艾合買提;王小武;秦新政;李晨華;楊新平;;棉秸稈自然腐解過程中細菌菌群多樣性分析[J];新疆農(nóng)業(yè)科學;2019年01期

10 倪文海;劉歡;劉振濤;羅榮;周江敏;陳華林;葛世玫;代靜玉;;水稻秸桿腐解過程溶解性有機質(zhì)紅外光譜研究[J];土壤;2013年02期

相關(guān)會議論文 前6條

1 王麒;馮延江;宋秋來;孫羽;曾憲楠;來永才;;不同氮肥梯度下寒地水稻秸稈腐解規(guī)律研究[A];中國農(nóng)學會耕作制度分會2018年度學術(shù)年會論文摘要集[C];2018年

2 蔡麗君;趙桂范;蓋志佳;劉婧琦;杜佳興;張敬濤;龔振平;馬春梅;;不同部位玉米秸稈腐解特征及其影響因素研究[A];中國農(nóng)學會耕作制度分會2018年度學術(shù)年會論文摘要集[C];2018年

3 孫波;王曉s

本文編號：2639152