生物炭对石灰土性质及土壤系统中碳迁移转化的影响研究
发布时间：2020-08-10 18:32
【摘要】：生物炭是生物质在缺氧或无氧条件下热解得到碳的富集体,近年来在土壤改良、碳封存和环境污染修复等方面有着广泛的研究。通过野外盆栽试验,以蔗渣为原料,采用自制炭化炉烧制生物炭,以棕色石灰土和红色石灰土为研究对象,每种土壤分别栽种玉米和大豆,研究生物炭对棕色石灰土和红色石灰土的性质、玉米和大豆的生物量和产量、碳在棕色石灰土系统中迁移转化的影响。 主要研究结果如下： (1)生物炭对土壤性质影响,生物炭对棕色石灰土和红色石灰土均产生一定的影响。生物炭对两种石灰土pH、碱解氮、全磷和全钾含量均没有显著影响；土壤容重均随着生物炭添加量增加而降低,土壤土壤有机碳质量分数(TOC)和C/N(TOC/TTN)随着生物炭的添加量增加而增加,生物炭均能增加棕色石灰土和红色石灰土的全氮、速效磷和速效钾含量。生物炭对棕色石灰土的阳离子交换量(CEC)没有显著影响,但增加了红色石灰土的CEC；生物炭降低了棕色石灰土的水稳性团聚体平均几何直径(GMD),但是没有显著改变红色石灰土的GMD；棕色石灰土含水率随着生物炭添加量增加先增加后降低,而红色石灰土含水率则随着生物炭添加量增加而升高。 (2)生物炭对农作物生长影响,施加生物炭增加了生长在棕色石灰土和红色石灰土上的玉米和大豆生物量和产量。较高浓度生物炭(2%和5%)能显著增加棕色石灰土中玉米的产量和生物量,而低浓度(0.5%)和高浓度(2%)均显著增加了红色石灰土中玉米的产量和生物量；高低浓度生物炭添加均显著增加了生长在两种石灰土上的大豆生物量和产量。 (3)生物炭对棕色石灰土系统中碳迁移转化的影响,生物炭对棕色石灰土CO2浓度和CO2排放速率影响与玉米生育期有关,在玉米苗期,5%生物炭添加显著增加了石灰土0-30cm深土壤CO2浓度和表层土壤CO2排放速率。在玉米拔节期、抽穗期和成熟期,2%和5%生物炭添加均显著增加了石灰土0-30cm深土壤CO2浓度和表层土壤CO2排放速率。当玉米进入拔节期后,2%和5%生物炭添加显著增加了土壤淋溶水的Ca2+和HCO3-浓度,加快了岩溶作用速率。 可见,生物炭均能在一定程度上改善棕色石灰土和红色石灰土的性质,且对肥力较差的红色石灰土的改良效果优于肥力较高的棕色石灰土；促进玉米和大豆在这两种石灰土上的生长；当2%及以上浓度生物炭施入棕色石灰土,且进入玉米拔节期后,明显加快了碳在棕色石灰土系统中迁移转化的速率。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S156;X144
【图文】：
3.1.2生物炭对掠色石灰土含水率的影响在玉米和大豆各个生育期，测试土壤的含水率，试验结果见图3-1，添加生物炭对棕色石灰土含水率产生影响。大体表现为：随着生物炭的施加量增加，土壤含水率先增加后减小。在本试验条件下，与对照组CK相比，较低浓度生物炭添加增加土壤含水率，有利于棕色石灰土保水；添加高浓度生物炭（5%)添加却降低土壤含水率，不利棕色石灰土保水。其中玉米组，苗期，各处理的土壤含水率大小为T1>T2>CK>T3>T4，T1比CK显著增加了 35.32%, T4比CK显著降低了 39.38%
分别为 19.75、24.02、30.20、40.19、66.53g.kg-i，丁]、别比CK显著增加了 52.91%、103.49%、238.86%； T3较 33.08%、65.54%。大豆组，CK、T1、T2、T3、T4处、20.92、24.80、38.84、66.62 g-kg', T2、T3、T4 处理 32.62%、107.70%. 256.26%； T3 较 T2、T4 较 T3 分别显著大豆组 CK、T1、T2、T3、T4 处理 C/N 分别为 6.49、7.96、6.70、7.94、11.68、18.23。其中，玉米组 T2、T3、T4 增加了 56.86%、93.37%、168.41%, T2 较 T1、T3 较 T了 27.89%、23.28%、38.80%，T1较CK增加不显著。 C/N 分别比 CK 显著增加了 29.32%、90.23%、196.91%, 3处理分别显著增加了 18.51%、47.10%. 56.08%, T1较析结果表明，土壤有机碳质量分数和C/N与生物炭添加玉米组和大豆组土壤有机碳质量分数与生物炭添加量相4，土壤C/N与生物炭添加量相关性系数分别为0.972和
生物次对石灰土性■质及土银系统中软迁移转化的影响研究加浓度增加而显著增加；但种植玉米和大豆对土壤全氮质量分数没有显著影响（图3-3)。玉米组，CK、T1、T2、T3、T4 处理土壤全氮分别为 1.76、1.75、].72、1.86、2.21 gkg',T3、T4处理分别比CK显著增加了 5.68%、25.57%，T4较T3处理显著增加了 18.82%，T1、T2与CK之间变化不显著。大豆组，CK、T1、T2、T3、T4处理土壤全氮分别为1.77、1.81、1.81、1.93、2.12 g-kg', T3、T4 处理分别比 CK 显著增加了 9.04%、19.77%,T4较T3处理显著增加了 9.84%，T1、T2与CK之间变化不显著。无论是种植玉米还是种植大豆，各生物炭处理间棕色石灰土碱解氮质量分数均未发生显著变化。同一生物炭处理水平下，大豆组土壤碱解氮质量分数均高于玉米组（图3-3)。在本试验条件下
本文编号：2788457
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S156;X144
【图文】：
3.1.2生物炭对掠色石灰土含水率的影响在玉米和大豆各个生育期，测试土壤的含水率，试验结果见图3-1，添加生物炭对棕色石灰土含水率产生影响。大体表现为：随着生物炭的施加量增加，土壤含水率先增加后减小。在本试验条件下，与对照组CK相比，较低浓度生物炭添加增加土壤含水率，有利于棕色石灰土保水；添加高浓度生物炭（5%)添加却降低土壤含水率，不利棕色石灰土保水。其中玉米组，苗期，各处理的土壤含水率大小为T1>T2>CK>T3>T4，T1比CK显著增加了 35.32%, T4比CK显著降低了 39.38%
分别为 19.75、24.02、30.20、40.19、66.53g.kg-i，丁]、别比CK显著增加了 52.91%、103.49%、238.86%； T3较 33.08%、65.54%。大豆组，CK、T1、T2、T3、T4处、20.92、24.80、38.84、66.62 g-kg', T2、T3、T4 处理 32.62%、107.70%. 256.26%； T3 较 T2、T4 较 T3 分别显著大豆组 CK、T1、T2、T3、T4 处理 C/N 分别为 6.49、7.96、6.70、7.94、11.68、18.23。其中，玉米组 T2、T3、T4 增加了 56.86%、93.37%、168.41%, T2 较 T1、T3 较 T了 27.89%、23.28%、38.80%，T1较CK增加不显著。 C/N 分别比 CK 显著增加了 29.32%、90.23%、196.91%, 3处理分别显著增加了 18.51%、47.10%. 56.08%, T1较析结果表明，土壤有机碳质量分数和C/N与生物炭添加玉米组和大豆组土壤有机碳质量分数与生物炭添加量相4，土壤C/N与生物炭添加量相关性系数分别为0.972和
生物次对石灰土性■质及土银系统中软迁移转化的影响研究加浓度增加而显著增加；但种植玉米和大豆对土壤全氮质量分数没有显著影响（图3-3)。玉米组，CK、T1、T2、T3、T4 处理土壤全氮分别为 1.76、1.75、].72、1.86、2.21 gkg',T3、T4处理分别比CK显著增加了 5.68%、25.57%，T4较T3处理显著增加了 18.82%，T1、T2与CK之间变化不显著。大豆组，CK、T1、T2、T3、T4处理土壤全氮分别为1.77、1.81、1.81、1.93、2.12 g-kg', T3、T4 处理分别比 CK 显著增加了 9.04%、19.77%,T4较T3处理显著增加了 9.84%，T1、T2与CK之间变化不显著。无论是种植玉米还是种植大豆，各生物炭处理间棕色石灰土碱解氮质量分数均未发生显著变化。同一生物炭处理水平下，大豆组土壤碱解氮质量分数均高于玉米组（图3-3)。在本试验条件下
【参考文献】
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本文编号：2788457
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