秸稈及其生物炭對(duì)土壤碳庫(kù)管理指數(shù)及有機(jī)碳礦化的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 04:03
以河南省糧食主產(chǎn)區(qū)壤質(zhì)潮土和砂土為研究對(duì)象,通過盆栽試驗(yàn)和室內(nèi)恒溫培養(yǎng)試驗(yàn),研究了生物炭與不同腐殖化程度的傳統(tǒng)有機(jī)物料(秸稈和腐熟雞糞)單施及配施對(duì)壤質(zhì)潮土和砂土有機(jī)碳儲(chǔ)量、活性及碳庫(kù)管理指數(shù)的影響,并進(jìn)一步比較了小麥秸稈直接還田和制炭還田對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響,以及生物炭對(duì)土壤原有有機(jī)碳礦化的調(diào)控作用。結(jié)果表明:相同添加量下,生物炭對(duì)土壤有機(jī)碳含量的提升效果優(yōu)于秸稈和腐熟雞糞,在壤質(zhì)潮土和砂土上分別較對(duì)照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭顯著增加了土壤穩(wěn)態(tài)碳含量和土壤碳庫(kù)指數(shù)(CPI),但降低了土壤碳素有效率(SC)和碳庫(kù)活度指數(shù)(AI),對(duì)土壤易氧化有機(jī)碳(POXC)和碳庫(kù)管理指數(shù)(CMPI)無(wú)顯著影響,添加秸稈顯著增加了2種土壤POXC含量、基礎(chǔ)呼吸和CPMI。進(jìn)一步通過室內(nèi)恒溫培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),秸稈可在培養(yǎng)前期(0~37天)大幅度提升2種類型土壤有機(jī)碳礦化速率和累積礦化量,秸稈制炭還田對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無(wú)顯著影響。此外生物炭對(duì)土壤原有有機(jī)碳礦化的調(diào)控作用受其施用量、外源活性有機(jī)碳輸入和土壤類型的影響,高量生物炭(2%)對(duì)非秸稈還田土壤有機(jī)碳礦化表現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)激發(fā)效應(yīng),而...
【文章來(lái)源】:水土保持學(xué)報(bào). 2019,33(03)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1生物炭與有機(jī)物料對(duì)土壤總有機(jī)碳、全氮、碳氮比的影響土壤活性有機(jī)碳和基礎(chǔ)呼吸土壤易氧化有升作用未達(dá)到顯著水平,、、顯著提注:
用量的秸稈和雞糞,但其對(duì)壤質(zhì)潮土易氧化有機(jī)碳和土壤呼吸以及砂土易氧化有機(jī)碳的影響均不顯著(圖1、圖2),這與張杰等[17]的研究結(jié)果一致。可能是由于生物炭是有機(jī)材料在缺氧條件下高溫裂解的產(chǎn)物,碳含量高于傳統(tǒng)有機(jī)物料,且芳香性較強(qiáng),具有化學(xué)和微生物學(xué)惰性,可在土壤中長(zhǎng)期保存,為土壤提供的主要是穩(wěn)定性有機(jī)碳,與傳統(tǒng)有機(jī)肥相比對(duì)土壤呼吸的直接貢獻(xiàn)較。郏保福。圖4生物炭與秸稈對(duì)壤質(zhì)潮土和砂土有機(jī)碳累積礦化量的影響圖5生物炭對(duì)不同處理?xiàng)l件下壤質(zhì)潮土和砂土原有有機(jī)碳礦化的激發(fā)效應(yīng)生物炭促進(jìn)[11]或抑制[19]了土壤呼吸和有機(jī)碳活度,這種差異可能受生物炭特性、土壤類型和試驗(yàn)周期等諸多因素影響。土壤碳庫(kù)管理指數(shù)(CPMI)可表征土壤養(yǎng)分及碳素動(dòng)態(tài)變化,比土壤有機(jī)碳更具靈敏性,反映有機(jī)碳被微生物和植物利用的難易程度,其值越大表示碳庫(kù)活度和質(zhì)量也就越高[20]。本研究條件下,生物炭向土壤輸入大量惰性碳,可顯著增加土壤有機(jī)碳含量和碳庫(kù)指數(shù),卻大幅度降低了土壤碳庫(kù)活度,導(dǎo)致其對(duì)土壤碳庫(kù)管理指數(shù)影響不顯著。秸稈和雞糞均可顯著增加砂土有機(jī)碳含量,但對(duì)壤質(zhì)潮土有機(jī)碳的提升作用不顯著,這與前人[21]在潮土上的研究結(jié)果不同,可能是由于供試土壤基礎(chǔ)有機(jī)碳含量差異導(dǎo)致。此外,秸稈可顯著提升2種土壤易氧化有機(jī)碳和土壤基礎(chǔ)呼吸(圖2),丁瑞霞等[22]也在田間條件下發(fā)現(xiàn)秸稈還田對(duì)土壤呼吸的良好促進(jìn)作用。究其原因:一方面,秸稈中活性有機(jī)碳的快速分解直接增加土壤呼吸強(qiáng)度;另
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]花生殼生物炭對(duì)潮土和紅壤理化性質(zhì)和溫室氣體排放的影響[J]. 方明,任天志,賴欣,王知文,宋婷婷,李潔,張貴龍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]秸稈及生物炭還田對(duì)土壤有機(jī)碳及其活性組分的影響[J]. 黎嘉成,高明,田冬,黃容,徐國(guó)鑫. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]生物炭對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的激發(fā)效應(yīng)及其機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 陳穎,劉玉學(xué),陳重軍,呂豪豪,汪玉瑛,何莉莉,楊生茂. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]秸稈還田對(duì)漢中盆地稻田土壤有機(jī)碳組分、碳儲(chǔ)量及水稻產(chǎn)量的影響[J]. 吳玉紅,郝興順,田霄鴻,陳艷龍,張春輝,陳浩,李厚華,秦宇航,黃重. 水土保持學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]兩種輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤呼吸及其溫度敏感性的影響[J]. 丁瑞霞,王維鈺,張青. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]不同農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)土壤碳排放及碳固定的影響[J]. 劉昊,曹國(guó)軍,耿玉輝,葉青,王振華. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]不同秸稈還田方式對(duì)和田風(fēng)沙土土壤微生物多樣性的影響[J]. 顧美英,唐光木,葛春輝,馬海剛,張志東,徐萬(wàn)里. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]長(zhǎng)期不同施肥模式下華北旱作潮土有機(jī)碳的平衡特征[J]. 高偉,楊軍,任順榮. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]長(zhǎng)期施肥下紅壤性水稻土有機(jī)碳儲(chǔ)量變化特征[J]. 黃晶,張楊珠,高菊生,張文菊,劉淑軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]作物殘?bào)w與其生物炭配施對(duì)土壤有機(jī)碳及其自身礦化率的提升[J]. 李有兵,把余玲,李碩,田霄鴻. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2015(04)
本文編號(hào):3070378
【文章來(lái)源】:水土保持學(xué)報(bào). 2019,33(03)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1生物炭與有機(jī)物料對(duì)土壤總有機(jī)碳、全氮、碳氮比的影響土壤活性有機(jī)碳和基礎(chǔ)呼吸土壤易氧化有升作用未達(dá)到顯著水平,、、顯著提注:
用量的秸稈和雞糞,但其對(duì)壤質(zhì)潮土易氧化有機(jī)碳和土壤呼吸以及砂土易氧化有機(jī)碳的影響均不顯著(圖1、圖2),這與張杰等[17]的研究結(jié)果一致。可能是由于生物炭是有機(jī)材料在缺氧條件下高溫裂解的產(chǎn)物,碳含量高于傳統(tǒng)有機(jī)物料,且芳香性較強(qiáng),具有化學(xué)和微生物學(xué)惰性,可在土壤中長(zhǎng)期保存,為土壤提供的主要是穩(wěn)定性有機(jī)碳,與傳統(tǒng)有機(jī)肥相比對(duì)土壤呼吸的直接貢獻(xiàn)較。郏保福。圖4生物炭與秸稈對(duì)壤質(zhì)潮土和砂土有機(jī)碳累積礦化量的影響圖5生物炭對(duì)不同處理?xiàng)l件下壤質(zhì)潮土和砂土原有有機(jī)碳礦化的激發(fā)效應(yīng)生物炭促進(jìn)[11]或抑制[19]了土壤呼吸和有機(jī)碳活度,這種差異可能受生物炭特性、土壤類型和試驗(yàn)周期等諸多因素影響。土壤碳庫(kù)管理指數(shù)(CPMI)可表征土壤養(yǎng)分及碳素動(dòng)態(tài)變化,比土壤有機(jī)碳更具靈敏性,反映有機(jī)碳被微生物和植物利用的難易程度,其值越大表示碳庫(kù)活度和質(zhì)量也就越高[20]。本研究條件下,生物炭向土壤輸入大量惰性碳,可顯著增加土壤有機(jī)碳含量和碳庫(kù)指數(shù),卻大幅度降低了土壤碳庫(kù)活度,導(dǎo)致其對(duì)土壤碳庫(kù)管理指數(shù)影響不顯著。秸稈和雞糞均可顯著增加砂土有機(jī)碳含量,但對(duì)壤質(zhì)潮土有機(jī)碳的提升作用不顯著,這與前人[21]在潮土上的研究結(jié)果不同,可能是由于供試土壤基礎(chǔ)有機(jī)碳含量差異導(dǎo)致。此外,秸稈可顯著提升2種土壤易氧化有機(jī)碳和土壤基礎(chǔ)呼吸(圖2),丁瑞霞等[22]也在田間條件下發(fā)現(xiàn)秸稈還田對(duì)土壤呼吸的良好促進(jìn)作用。究其原因:一方面,秸稈中活性有機(jī)碳的快速分解直接增加土壤呼吸強(qiáng)度;另
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]花生殼生物炭對(duì)潮土和紅壤理化性質(zhì)和溫室氣體排放的影響[J]. 方明,任天志,賴欣,王知文,宋婷婷,李潔,張貴龍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]秸稈及生物炭還田對(duì)土壤有機(jī)碳及其活性組分的影響[J]. 黎嘉成,高明,田冬,黃容,徐國(guó)鑫. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]生物炭對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的激發(fā)效應(yīng)及其機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 陳穎,劉玉學(xué),陳重軍,呂豪豪,汪玉瑛,何莉莉,楊生茂. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]秸稈還田對(duì)漢中盆地稻田土壤有機(jī)碳組分、碳儲(chǔ)量及水稻產(chǎn)量的影響[J]. 吳玉紅,郝興順,田霄鴻,陳艷龍,張春輝,陳浩,李厚華,秦宇航,黃重. 水土保持學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]兩種輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤呼吸及其溫度敏感性的影響[J]. 丁瑞霞,王維鈺,張青. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]不同農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)土壤碳排放及碳固定的影響[J]. 劉昊,曹國(guó)軍,耿玉輝,葉青,王振華. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]不同秸稈還田方式對(duì)和田風(fēng)沙土土壤微生物多樣性的影響[J]. 顧美英,唐光木,葛春輝,馬海剛,張志東,徐萬(wàn)里. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]長(zhǎng)期不同施肥模式下華北旱作潮土有機(jī)碳的平衡特征[J]. 高偉,楊軍,任順榮. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]長(zhǎng)期施肥下紅壤性水稻土有機(jī)碳儲(chǔ)量變化特征[J]. 黃晶,張楊珠,高菊生,張文菊,劉淑軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]作物殘?bào)w與其生物炭配施對(duì)土壤有機(jī)碳及其自身礦化率的提升[J]. 李有兵,把余玲,李碩,田霄鴻. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2015(04)
本文編號(hào):3070378
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