添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应
发布时间：2021-08-08 12:39
玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设不添加玉米秸秆对照（CK）和添加占干土重的1%、5%和9%的粉碎玉米秸秆处理进行室内培养,分析土壤CO2释放动态及激发效应。试验结果表明,添加不同量玉米秸秆后,土壤CO2释放速率和累积量呈现出抛物线型变化趋势。在培养前期,各处理土壤CO2释放速率表现为9%>5%>1%>CK,到培养的第8天左右,添加5%玉米秸秆的土壤CO2释放速率超过了添加9%玉米秸秆的土壤,在培养后期,所有处理的土壤CO2释放速率慢慢地趋于一致。从累积CO2释放量来看,添加5%玉米秸秆的处理比9%玉米秸秆的处理土壤总CO2释放量高,表明添加5%秸秆的处理对微生物群落和微生物活性的作用最大。在整个培养阶段,玉米秸秆添加对土壤有机质的激...
【文章来源】：土壤. 2019,51(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
玉米秸秆添加对土壤累积CO2释放量的影响
隼吹慕隙嘁妆豢?化的碳抑制了微生物对土壤原有有机碳的矿化[11]。2.3玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应根据外源碳对土壤有机质激发效应的机制，外源有机碳加入到土壤中后，土壤释放的CO2主要有两个方面的来源：一是外源碳矿化释放出CO2；二是外图2玉米秸秆添加对土壤累积CO2释放量的影响源碳中的可利用碳源，提高/降低了土壤微生物的活性，使微生物矿化土壤有机质的能力相应增强/减弱，从而释放出更多/较少的CO2。其中第二个来源就是所谓的激发效应[11]。由图3可以看出，在本试验条件下，外加玉米秸秆对土壤原有有机质的矿化产生了负激发效应，并且随着培养时间的延长，激发效应逐渐降低。也就是说，在本试验条件下，外加的玉米秸秆对土壤原有有机质的矿化产生了抑制作用，试验中测得的CO2释放全部来自于微生物对外加玉米秸秆的分解，即对玉米秸秆中可利用碳的矿化。比较而言，5%玉米秸秆所产生的激发效应明显高于9%玉米秸秆所产生的激发效应，这是因为5%秸秆处理，秸秆矿化释放出来的可利用碳激活了土壤中因碳贫瘠而休眠的微生物，促进它们对土壤原有有机质的矿化，产生激发效应；而9%秸秆处理，因秸秆矿化释放出来较多的可利用碳，用来满足微生物对碳的需求，反而抑制了微生物通过矿化土壤原有有机碳获得碳源的需求[12-13]。该结论在相关研究中多次报道，已经被广大研究者认同。但加入1%玉米秸秆的处理，由于其加入的可供微生物利用的有效外源碳量过少，其对微生物活性的激发程度还很低，所以激发效应明显低于添加5%玉米秸秆的处理。图3玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应2.4玉米秸秆添加对土壤有机碳含量的影响
第3期苗淑杰等：添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应625http://soils.issas.ac.cn和31.1g/kg。相比培养前土壤有机碳含量(20.63g/kg)，培养30d后，各处理有机碳含量分别增加17.7%、33.4%和50.6%。从图4中不难发现，添加玉米秸秆的处理都增加了土壤有机碳的含量(P<0.05)。然而，未加玉米秸秆的对照处理，经过30d的培养后，其土壤有机碳含量为19.4g/kg，比培养前土壤有机碳下降了6.2%。这些结果表明外加玉米秸秆可以增加土壤有机碳含量，这与棉田试验的结果一致[14]，且外加玉米秸秆越多，土壤有机碳含量增加量也越大。然而，本研究仅仅是30d的短期培养试验的结果，从CO2释放速率可以看出(图1)，在培养结束时，矿化过程仍然在进行，因此，还不能做出最后判断。为了阐明秸秆还田对黄棕壤有机碳的影响，需要延长培养时间，同时进行田间试验进行检验。图4玉米秸秆添加对土壤有机碳含量的影响2.5玉米秸秆添加对土壤全氮含量的影响玉米秸秆添加培养30d后，土壤全氮含量见图5。培养结束后，添加1%玉米秸秆处理的全氮含量为2.24g/kg，相对于土壤原始全氮量增加23.1%；添加5%玉米秸秆的处理，全氮含量为3.07g/kg，比原始土壤全氮量增加68.7%；添加9%玉米秸秆的处理，全氮含量为3.46g/kg，相对于土壤原始全氮量增加90.1%。然而，未添加玉米秸秆的对照处理经过30d试验培养，土壤全氮含量为1.48g/kg，比土壤原始全氮含量下降18.7%。这些结果说明外加玉米秸秆可以增加土壤全氮的含量，并且土壤全氮的含量随着玉米秸秆添加量的增加也相应地有所增加。图5玉米秸秆添加对土壤全氮含量的影响2.6玉米秸秆?
【参考文献】：
期刊论文
[1]持续棉秆还田对新疆棉田土壤可矿化碳库的影响[J]. 魏飞,黄金花,马芳霞,景峰,刘建国. 土壤. 2017(02)
[2]不同耕作方式下长期秸秆还田对旱作春玉米田土壤碳、氮、水含量及产量的影响[J]. 王淑兰,王浩,李娟,吕薇,陈宁宁,李军. 应用生态学报. 2016(05)
[3]黑土团聚体碳矿化和小麦秸秆对其的激发效应[J]. 苗淑杰,乔云发,张福韬. 水土保持学报. 2014(04)
[4]添加生物质炭对红壤水稻土有机碳矿化和微生物生物量的影响[J]. 匡崇婷,江春玉,李忠佩,胡锋. 土壤. 2012(04)
[5]秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳含量及土壤碳矿化的影响[J]. 张鹏,李涵,贾志宽,王维,路文涛,张惠,杨宝平. 农业环境科学学报. 2011(12)
[6]秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响[J]. 路文涛,贾志宽,张鹏,王维,侯贤清,杨保平,李永平. 农业环境科学学报. 2011(03)
[7]不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响[J]. 王娇,张玉龙,张玉玲,金烁,韩琳. 沈阳农业大学学报. 2010(01)
[8]不同耕作方式和秸秆还田对麦田土壤有机碳含量的影响[J]. 田慎重,宁堂原,王瑜,李洪杰,仲惟磊,李增嘉. 应用生态学报. 2010(02)
[9]外加碳、氮对土壤氮矿化、固定与激发效应的影响[J]. 吕殿青,张树兰,杨学云. 植物营养与肥料学报. 2007(02)
博士论文
[1]秸秆还田的土壤有机碳周转特征[D]. 王金洲.中国农业大学 2015
本文编号：3329971
【文章来源】：土壤. 2019,51(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
玉米秸秆添加对土壤累积CO2释放量的影响
隼吹慕隙嘁妆豢?化的碳抑制了微生物对土壤原有有机碳的矿化[11]。2.3玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应根据外源碳对土壤有机质激发效应的机制，外源有机碳加入到土壤中后，土壤释放的CO2主要有两个方面的来源：一是外源碳矿化释放出CO2；二是外图2玉米秸秆添加对土壤累积CO2释放量的影响源碳中的可利用碳源，提高/降低了土壤微生物的活性，使微生物矿化土壤有机质的能力相应增强/减弱，从而释放出更多/较少的CO2。其中第二个来源就是所谓的激发效应[11]。由图3可以看出，在本试验条件下，外加玉米秸秆对土壤原有有机质的矿化产生了负激发效应，并且随着培养时间的延长，激发效应逐渐降低。也就是说，在本试验条件下，外加的玉米秸秆对土壤原有有机质的矿化产生了抑制作用，试验中测得的CO2释放全部来自于微生物对外加玉米秸秆的分解，即对玉米秸秆中可利用碳的矿化。比较而言，5%玉米秸秆所产生的激发效应明显高于9%玉米秸秆所产生的激发效应，这是因为5%秸秆处理，秸秆矿化释放出来的可利用碳激活了土壤中因碳贫瘠而休眠的微生物，促进它们对土壤原有有机质的矿化，产生激发效应；而9%秸秆处理，因秸秆矿化释放出来较多的可利用碳，用来满足微生物对碳的需求，反而抑制了微生物通过矿化土壤原有有机碳获得碳源的需求[12-13]。该结论在相关研究中多次报道，已经被广大研究者认同。但加入1%玉米秸秆的处理，由于其加入的可供微生物利用的有效外源碳量过少，其对微生物活性的激发程度还很低，所以激发效应明显低于添加5%玉米秸秆的处理。图3玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应2.4玉米秸秆添加对土壤有机碳含量的影响
第3期苗淑杰等：添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应625http://soils.issas.ac.cn和31.1g/kg。相比培养前土壤有机碳含量(20.63g/kg)，培养30d后，各处理有机碳含量分别增加17.7%、33.4%和50.6%。从图4中不难发现，添加玉米秸秆的处理都增加了土壤有机碳的含量(P<0.05)。然而，未加玉米秸秆的对照处理，经过30d的培养后，其土壤有机碳含量为19.4g/kg，比培养前土壤有机碳下降了6.2%。这些结果表明外加玉米秸秆可以增加土壤有机碳含量，这与棉田试验的结果一致[14]，且外加玉米秸秆越多，土壤有机碳含量增加量也越大。然而，本研究仅仅是30d的短期培养试验的结果，从CO2释放速率可以看出(图1)，在培养结束时，矿化过程仍然在进行，因此，还不能做出最后判断。为了阐明秸秆还田对黄棕壤有机碳的影响，需要延长培养时间，同时进行田间试验进行检验。图4玉米秸秆添加对土壤有机碳含量的影响2.5玉米秸秆添加对土壤全氮含量的影响玉米秸秆添加培养30d后，土壤全氮含量见图5。培养结束后，添加1%玉米秸秆处理的全氮含量为2.24g/kg，相对于土壤原始全氮量增加23.1%；添加5%玉米秸秆的处理，全氮含量为3.07g/kg，比原始土壤全氮量增加68.7%；添加9%玉米秸秆的处理，全氮含量为3.46g/kg，相对于土壤原始全氮量增加90.1%。然而，未添加玉米秸秆的对照处理经过30d试验培养，土壤全氮含量为1.48g/kg，比土壤原始全氮含量下降18.7%。这些结果说明外加玉米秸秆可以增加土壤全氮的含量，并且土壤全氮的含量随着玉米秸秆添加量的增加也相应地有所增加。图5玉米秸秆添加对土壤全氮含量的影响2.6玉米秸秆?
【参考文献】：
期刊论文
[1]持续棉秆还田对新疆棉田土壤可矿化碳库的影响[J]. 魏飞,黄金花,马芳霞,景峰,刘建国. 土壤. 2017(02)
[2]不同耕作方式下长期秸秆还田对旱作春玉米田土壤碳、氮、水含量及产量的影响[J]. 王淑兰,王浩,李娟,吕薇,陈宁宁,李军. 应用生态学报. 2016(05)
[3]黑土团聚体碳矿化和小麦秸秆对其的激发效应[J]. 苗淑杰,乔云发,张福韬. 水土保持学报. 2014(04)
[4]添加生物质炭对红壤水稻土有机碳矿化和微生物生物量的影响[J]. 匡崇婷,江春玉,李忠佩,胡锋. 土壤. 2012(04)
[5]秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳含量及土壤碳矿化的影响[J]. 张鹏,李涵,贾志宽,王维,路文涛,张惠,杨宝平. 农业环境科学学报. 2011(12)
[6]秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响[J]. 路文涛,贾志宽,张鹏,王维,侯贤清,杨保平,李永平. 农业环境科学学报. 2011(03)
[7]不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响[J]. 王娇,张玉龙,张玉玲,金烁,韩琳. 沈阳农业大学学报. 2010(01)
[8]不同耕作方式和秸秆还田对麦田土壤有机碳含量的影响[J]. 田慎重,宁堂原,王瑜,李洪杰,仲惟磊,李增嘉. 应用生态学报. 2010(02)
[9]外加碳、氮对土壤氮矿化、固定与激发效应的影响[J]. 吕殿青,张树兰,杨学云. 植物营养与肥料学报. 2007(02)
博士论文
[1]秸秆还田的土壤有机碳周转特征[D]. 王金洲.中国农业大学 2015
本文编号：3329971
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