不同水分状况下铁氧化物对水稻土有机碳矿化的影响机制
发布时间：2022-01-08 11:39
土壤有机碳储存丰富,作为全球温室气体的源和汇,在全球碳收支中占核心地位。水稻土作为人为湿地,相对于旱地普遍具有更高的有机碳含量,固碳潜力巨大,水稻土有机碳的矿化对全球碳循环和气候变化有重要的意义。水稻种植期和休耕期的淹水和落干操作可能使水稻土有机碳矿化过程因水分变化而不同。铁氧化物在土壤有机碳固定中起重要作用,同时在水分变化过程中,铁作为变价金属,其氧化还原过程可能对水稻土有机碳矿化造成影响。针对水分状况和铁氧化物这两个重要因素,本文以我国典型亚热带水稻土为对象,选取三种铁含量有差异的水稻土,在不同的水分状况（干湿交替、淹水以及厌氧）下,开展室内模拟培养实验,揭示不同水分状况下水稻土有机碳矿化特征;探究水稻土中铁氧化物形态和价态变化及水稻土有机碳矿化对其的响应;结合土壤理化性质、微生物量和酶活性等信息,分析红壤水稻土铁氧化物影响有机碳矿化的机制。这对完善稻田生态系统碳循环理论研究、揭示稻田土壤长期持续固碳能力的机理具有重要科学意义。主要结果如下:（1）铁含量和水分对CO2释放规律的影响显著。水稻土铁氧化物含量越高,其CO2累积释放量越大;厌氧...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同水分状况下铁氧化物对有机质碳矿化影响机制的技术路线
3.1 水稻土有机碳矿化规律在干湿交替条件下,中铁土和高铁土CO2累积释放量之间没有显著的差异。在78 d培养结束时,高铁土和中铁土CO2累积释放量分别是743.24、751.80 mg·kg-1。而低铁土CO2累积释放量显著低于高铁土和中铁土,在培养结束时为500.28 mg·kg-1。不同铁梯度的碳累积矿化率也存在较明显差异,在培养初期其矿化率随水稻土铁氧化物含量升高而增加;但在实验后期,低铁土矿化率显著增加;在78 d培养结束时,高、中和低铁土累积矿化率分别为2.67%、2.29%和2.73%。在30 d淹水后,高、中和低铁土的碳矿化日速率分别增加了1.53、1.28和1.88倍。
可溶性有机碳具有在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化等特点;就其形态和空间位置对植物、微生物来说是活性比较高的土壤有机碳组分。络合态有机碳的主要是指与铁、铝等离子络合的有机碳。可溶性有机碳和络合态碳的含量受不同水分状况和土壤铁氧化物含量的影响。在干湿交替条件下,三种不同铁含量土壤DOC含量随培养时间逐渐减少,而络合态碳含量增加。整个培养过程中土壤DOC含量:高铁土>中铁土>低铁土;培养结束时,高铁土、中铁土和低铁土的土壤DOC含量分别是64.07、37.67和18.87 mg·kg-1。络合态有机碳在培养初期增加较快,培养后期变化不大;高铁土相比于中铁土和低铁土其变化幅度最大,培养结束时络合态碳是0 d含量的4.15倍,而中铁土和低铁土分别是3.21和3.67倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农田土壤固碳潜力与速率:认识、挑战与研究建议[J]. 赵永存,徐胜祥,王美艳,史学正. 中国科学院院刊. 2018(02)
[2]铁氧化物对有机质厌氧产甲烷过程的影响及其机制[J]. 张勋,陈天虎,王进,岳正波. 地球科学. 2018(S1)
[3]亚热带红壤丘陵小流域土地利用类型对土壤微生物活性和土壤呼吸的影响[J]. 熊林,林荣科,王敦球,叶丽丽,蒋金平. 桂林理工大学学报. 2017(04)
[4]浅谈CANOCO4.5中RDA分析在水生态评价的应用[J]. 佟丽丽. 科技风. 2018(02)
[5]淹水和好气条件下东北稻田黑土有机碳矿化和微生物群落演变规律[J]. 张敬智,马超,郜红建. 农业环境科学学报. 2017(06)
[6]长期不同施肥设施菜地土壤酶活性与微生物碳源利用特征比较[J]. 李猛,张恩平,张淑红,周芳,王月,谭福雷,韩丹丹. 植物营养与肥料学报. 2017(01)
[7]温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅铝铁锰的影响[J]. 何刚,袁大刚,张俊思,母媛,张东坡,王昌全. 土壤. 2015(06)
[8]不同坡度下紫色土地表微地形变化及其对土壤侵蚀的影响[J]. 郑子成,秦凤,李廷轩. 农业工程学报. 2015(08)
[9]不同干湿交替频率对芦苇生长和生理的影响[J]. 李晓宇,刘兴土,李秀军,张继涛,文波龙. 草业学报. 2015(03)
[10]固沙植被区两类结皮斑块土壤呼吸对不同频率干湿交替的响应[J]. 赵蓉,李小军,赵洋,杨昊天,陈栋. 生态学杂志. 2015(01)
博士论文
[1]我国典型农田土壤固碳效率的时空差异特征及驱动因素[D]. 梁丰.中国农业科学院 2018
[2]铁铝矿物吸附作用对土壤可溶性有机碳矿化以及三种碳循环相关酶催化性状的影响[D]. 吴越.南京农业大学 2014
硕士论文
[1]聚合氨基酸对北方水稻土中氧化铁转化与活性有机碳组分的影响[D]. 查文文.沈阳农业大学 2017
[2]我国典型农田土壤固碳效率特征及影响因素[D]. 蔡岸冬.中国农业科学院 2016
[3]关于控制土壤有机质矿化速率的“调节阀”假说的证明[D]. 陈彦丰.浙江大学 2016
[4]不同利用方式土壤团聚体稳定性及其与有机质和铁铝氧化物的关系[D]. 陈山.华中农业大学 2012
[5]红壤性水稻土铁氧化物的分异特征与固碳机制[D]. 王莹.南京农业大学 2012
[6]川西北高寒草地土壤活性铁空间异质性及其与碳、磷的比较[D]. 郭晓敏.四川师范大学 2010
[7]重庆水稻土剖面胶膜中铁锰形态特征研究[D]. 杨义.西南大学 2007
本文编号：3576490
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同水分状况下铁氧化物对有机质碳矿化影响机制的技术路线
3.1 水稻土有机碳矿化规律在干湿交替条件下,中铁土和高铁土CO2累积释放量之间没有显著的差异。在78 d培养结束时,高铁土和中铁土CO2累积释放量分别是743.24、751.80 mg·kg-1。而低铁土CO2累积释放量显著低于高铁土和中铁土,在培养结束时为500.28 mg·kg-1。不同铁梯度的碳累积矿化率也存在较明显差异,在培养初期其矿化率随水稻土铁氧化物含量升高而增加;但在实验后期,低铁土矿化率显著增加;在78 d培养结束时,高、中和低铁土累积矿化率分别为2.67%、2.29%和2.73%。在30 d淹水后,高、中和低铁土的碳矿化日速率分别增加了1.53、1.28和1.88倍。
可溶性有机碳具有在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化等特点;就其形态和空间位置对植物、微生物来说是活性比较高的土壤有机碳组分。络合态有机碳的主要是指与铁、铝等离子络合的有机碳。可溶性有机碳和络合态碳的含量受不同水分状况和土壤铁氧化物含量的影响。在干湿交替条件下,三种不同铁含量土壤DOC含量随培养时间逐渐减少,而络合态碳含量增加。整个培养过程中土壤DOC含量:高铁土>中铁土>低铁土;培养结束时,高铁土、中铁土和低铁土的土壤DOC含量分别是64.07、37.67和18.87 mg·kg-1。络合态有机碳在培养初期增加较快,培养后期变化不大;高铁土相比于中铁土和低铁土其变化幅度最大,培养结束时络合态碳是0 d含量的4.15倍,而中铁土和低铁土分别是3.21和3.67倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国农田土壤固碳潜力与速率:认识、挑战与研究建议[J]. 赵永存,徐胜祥,王美艳,史学正. 中国科学院院刊. 2018(02)
[2]铁氧化物对有机质厌氧产甲烷过程的影响及其机制[J]. 张勋,陈天虎,王进,岳正波. 地球科学. 2018(S1)
[3]亚热带红壤丘陵小流域土地利用类型对土壤微生物活性和土壤呼吸的影响[J]. 熊林,林荣科,王敦球,叶丽丽,蒋金平. 桂林理工大学学报. 2017(04)
[4]浅谈CANOCO4.5中RDA分析在水生态评价的应用[J]. 佟丽丽. 科技风. 2018(02)
[5]淹水和好气条件下东北稻田黑土有机碳矿化和微生物群落演变规律[J]. 张敬智,马超,郜红建. 农业环境科学学报. 2017(06)
[6]长期不同施肥设施菜地土壤酶活性与微生物碳源利用特征比较[J]. 李猛,张恩平,张淑红,周芳,王月,谭福雷,韩丹丹. 植物营养与肥料学报. 2017(01)
[7]温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅铝铁锰的影响[J]. 何刚,袁大刚,张俊思,母媛,张东坡,王昌全. 土壤. 2015(06)
[8]不同坡度下紫色土地表微地形变化及其对土壤侵蚀的影响[J]. 郑子成,秦凤,李廷轩. 农业工程学报. 2015(08)
[9]不同干湿交替频率对芦苇生长和生理的影响[J]. 李晓宇,刘兴土,李秀军,张继涛,文波龙. 草业学报. 2015(03)
[10]固沙植被区两类结皮斑块土壤呼吸对不同频率干湿交替的响应[J]. 赵蓉,李小军,赵洋,杨昊天,陈栋. 生态学杂志. 2015(01)
博士论文
[1]我国典型农田土壤固碳效率的时空差异特征及驱动因素[D]. 梁丰.中国农业科学院 2018
[2]铁铝矿物吸附作用对土壤可溶性有机碳矿化以及三种碳循环相关酶催化性状的影响[D]. 吴越.南京农业大学 2014
硕士论文
[1]聚合氨基酸对北方水稻土中氧化铁转化与活性有机碳组分的影响[D]. 查文文.沈阳农业大学 2017
[2]我国典型农田土壤固碳效率特征及影响因素[D]. 蔡岸冬.中国农业科学院 2016
[3]关于控制土壤有机质矿化速率的“调节阀”假说的证明[D]. 陈彦丰.浙江大学 2016
[4]不同利用方式土壤团聚体稳定性及其与有机质和铁铝氧化物的关系[D]. 陈山.华中农业大学 2012
[5]红壤性水稻土铁氧化物的分异特征与固碳机制[D]. 王莹.南京农业大学 2012
[6]川西北高寒草地土壤活性铁空间异质性及其与碳、磷的比较[D]. 郭晓敏.四川师范大学 2010
[7]重庆水稻土剖面胶膜中铁锰形态特征研究[D]. 杨义.西南大学 2007
本文编号：3576490
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