秸秆及其生物炭对土壤碳库管理指数及有机碳矿化的影响
发布时间：2021-03-08 04:03
以河南省粮食主产区壤质潮土和砂土为研究对象,通过盆栽试验和室内恒温培养试验,研究了生物炭与不同腐殖化程度的传统有机物料（秸秆和腐熟鸡粪）单施及配施对壤质潮土和砂土有机碳储量、活性及碳库管理指数的影响,并进一步比较了小麦秸秆直接还田和制炭还田对土壤有机碳矿化的影响,以及生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用。结果表明:相同添加量下,生物炭对土壤有机碳含量的提升效果优于秸秆和腐熟鸡粪,在壤质潮土和砂土上分别较对照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭显著增加了土壤稳态碳含量和土壤碳库指数（CPI）,但降低了土壤碳素有效率（SC）和碳库活度指数（AI）,对土壤易氧化有机碳（POXC）和碳库管理指数（CMPI）无显著影响,添加秸秆显著增加了2种土壤POXC含量、基础呼吸和CPMI。进一步通过室内恒温培养试验发现,秸秆可在培养前期（0～37天）大幅度提升2种类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,秸秆制炭还田对土壤有机碳矿化无显著影响。此外生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用受其施用量、外源活性有机碳输入和土壤类型的影响,高量生物炭（2%）对非秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较强的负激发效应,而...
【文章来源】：水土保持学报. 2019,33(03)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１生物炭与有机物料对土壤总有机碳、全氮、碳氮比的影响土壤活性有机碳和基础呼吸土壤易氧化有升作用未达到显著水平，、、显著提注：
用量的秸秆和鸡粪，但其对壤质潮土易氧化有机碳和土壤呼吸以及砂土易氧化有机碳的影响均不显著（图１、图２），这与张杰等［１７］的研究结果一致。可能是由于生物炭是有机材料在缺氧条件下高温裂解的产物，碳含量高于传统有机物料，且芳香性较强，具有化学和微生物学惰性，可在土壤中长期保存，为土壤提供的主要是稳定性有机碳，与传统有机肥相比对土壤呼吸的直接贡献较小［１８］。图４生物炭与秸秆对壤质潮土和砂土有机碳累积矿化量的影响图５生物炭对不同处理条件下壤质潮土和砂土原有有机碳矿化的激发效应生物炭促进［１１］或抑制［１９］了土壤呼吸和有机碳活度，这种差异可能受生物炭特性、土壤类型和试验周期等诸多因素影响。土壤碳库管理指数（ＣＰＭＩ）可表征土壤养分及碳素动态变化，比土壤有机碳更具灵敏性，反映有机碳被微生物和植物利用的难易程度，其值越大表示碳库活度和质量也就越高［２０］。本研究条件下，生物炭向土壤输入大量惰性碳，可显著增加土壤有机碳含量和碳库指数，却大幅度降低了土壤碳库活度，导致其对土壤碳库管理指数影响不显著。秸秆和鸡粪均可显著增加砂土有机碳含量，但对壤质潮土有机碳的提升作用不显著，这与前人［２１］在潮土上的研究结果不同，可能是由于供试土壤基础有机碳含量差异导致。此外，秸秆可显著提升２种土壤易氧化有机碳和土壤基础呼吸（图２），丁瑞霞等［２２］也在田间条件下发现秸秆还田对土壤呼吸的良好促进作用。究其原因：一方面，秸秆中活性有机碳的快速分解直接增加土壤呼吸强度；另
【参考文献】：
期刊论文
[1]花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响[J]. 方明,任天志,赖欣,王知文,宋婷婷,李洁,张贵龙. 农业环境科学学报. 2018(06)
[2]秸秆及生物炭还田对土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 黎嘉成,高明,田冬,黄容,徐国鑫. 草业学报. 2018(05)
[3]生物炭对土壤有机碳矿化的激发效应及其机理研究进展[J]. 陈颖,刘玉学,陈重军,吕豪豪,汪玉瑛,何莉莉,杨生茂. 应用生态学报. 2018(01)
[4]秸秆还田对汉中盆地稻田土壤有机碳组分、碳储量及水稻产量的影响[J]. 吴玉红,郝兴顺,田霄鸿,陈艳龙,张春辉,陈浩,李厚华,秦宇航,黄重. 水土保持学报. 2017(04)
[5]两种轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响[J]. 丁瑞霞,王维钰,张青. 中国生态农业学报. 2017(08)
[6]不同农业废弃物还田对土壤碳排放及碳固定的影响[J]. 刘昊,曹国军,耿玉辉,叶青,王振华. 水土保持学报. 2016(03)
[7]不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物多样性的影响[J]. 顾美英,唐光木,葛春辉,马海刚,张志东,徐万里. 中国生态农业学报. 2016(04)
[8]长期不同施肥模式下华北旱作潮土有机碳的平衡特征[J]. 高伟,杨军,任顺荣. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
[9]长期施肥下红壤性水稻土有机碳储量变化特征[J]. 黄晶,张杨珠,高菊生,张文菊,刘淑军. 应用生态学报. 2015(11)
[10]作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升[J]. 李有兵,把余玲,李硕,田霄鸿. 植物营养与肥料学报. 2015(04)
本文编号：3070378
【文章来源】：水土保持学报. 2019,33(03)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图１生物炭与有机物料对土壤总有机碳、全氮、碳氮比的影响土壤活性有机碳和基础呼吸土壤易氧化有升作用未达到显著水平，、、显著提注：
用量的秸秆和鸡粪，但其对壤质潮土易氧化有机碳和土壤呼吸以及砂土易氧化有机碳的影响均不显著（图１、图２），这与张杰等［１７］的研究结果一致。可能是由于生物炭是有机材料在缺氧条件下高温裂解的产物，碳含量高于传统有机物料，且芳香性较强，具有化学和微生物学惰性，可在土壤中长期保存，为土壤提供的主要是稳定性有机碳，与传统有机肥相比对土壤呼吸的直接贡献较小［１８］。图４生物炭与秸秆对壤质潮土和砂土有机碳累积矿化量的影响图５生物炭对不同处理条件下壤质潮土和砂土原有有机碳矿化的激发效应生物炭促进［１１］或抑制［１９］了土壤呼吸和有机碳活度，这种差异可能受生物炭特性、土壤类型和试验周期等诸多因素影响。土壤碳库管理指数（ＣＰＭＩ）可表征土壤养分及碳素动态变化，比土壤有机碳更具灵敏性，反映有机碳被微生物和植物利用的难易程度，其值越大表示碳库活度和质量也就越高［２０］。本研究条件下，生物炭向土壤输入大量惰性碳，可显著增加土壤有机碳含量和碳库指数，却大幅度降低了土壤碳库活度，导致其对土壤碳库管理指数影响不显著。秸秆和鸡粪均可显著增加砂土有机碳含量，但对壤质潮土有机碳的提升作用不显著，这与前人［２１］在潮土上的研究结果不同，可能是由于供试土壤基础有机碳含量差异导致。此外，秸秆可显著提升２种土壤易氧化有机碳和土壤基础呼吸（图２），丁瑞霞等［２２］也在田间条件下发现秸秆还田对土壤呼吸的良好促进作用。究其原因：一方面，秸秆中活性有机碳的快速分解直接增加土壤呼吸强度；另
【参考文献】：
期刊论文
[1]花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响[J]. 方明,任天志,赖欣,王知文,宋婷婷,李洁,张贵龙. 农业环境科学学报. 2018(06)
[2]秸秆及生物炭还田对土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 黎嘉成,高明,田冬,黄容,徐国鑫. 草业学报. 2018(05)
[3]生物炭对土壤有机碳矿化的激发效应及其机理研究进展[J]. 陈颖,刘玉学,陈重军,吕豪豪,汪玉瑛,何莉莉,杨生茂. 应用生态学报. 2018(01)
[4]秸秆还田对汉中盆地稻田土壤有机碳组分、碳储量及水稻产量的影响[J]. 吴玉红,郝兴顺,田霄鸿,陈艳龙,张春辉,陈浩,李厚华,秦宇航,黄重. 水土保持学报. 2017(04)
[5]两种轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响[J]. 丁瑞霞,王维钰,张青. 中国生态农业学报. 2017(08)
[6]不同农业废弃物还田对土壤碳排放及碳固定的影响[J]. 刘昊,曹国军,耿玉辉,叶青,王振华. 水土保持学报. 2016(03)
[7]不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物多样性的影响[J]. 顾美英,唐光木,葛春辉,马海刚,张志东,徐万里. 中国生态农业学报. 2016(04)
[8]长期不同施肥模式下华北旱作潮土有机碳的平衡特征[J]. 高伟,杨军,任顺荣. 植物营养与肥料学报. 2015(06)
[9]长期施肥下红壤性水稻土有机碳储量变化特征[J]. 黄晶,张杨珠,高菊生,张文菊,刘淑军. 应用生态学报. 2015(11)
[10]作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升[J]. 李有兵,把余玲,李硕,田霄鸿. 植物营养与肥料学报. 2015(04)
本文编号：3070378
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