生物质炭对红壤水稻土有机碳分解和重金属形态的影响

论文摘要

生物质炭孔隙结构发达,比表面积巨大,带负电荷多,高度芳香化,具有很强的吸附特性和高度的稳定性。基于以上特性,添加生物质炭对土壤性质和功能的影响日益受到关注,成为目前的一个研究热点。本文通过采集江西鹰潭红壤水稻土的样品,布置室内培育试验,研究添加小麦秸秆源的生物质炭对红壤微生物生物量碳、氮及有机碳矿化的影响；用δ12C方法研究玉米秸秆源的生物质炭对土壤中原有有机碳分解的影响；在铜锌污染的土壤中添加不同温度烧制的生物质炭,研究生物质炭对铜锌污染土壤的改良效果。结果表明：红壤有机碳矿化速率在培养第2天达最大值后迅速降低,培养7天后下降缓慢并趋于平稳；添加生物质炭降低了土壤有机碳的矿化速率和累积矿化量,培养结束时,不加生物质炭的对照处理中有机碳的累积矿化量分别比添加0.5%和1.0%生物质炭的处理高10.0%和10.8%。此外,生物质炭的加入显著提高了土壤微生物生物量,添加0.5%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高111.5-250.6%和11.6-97.6%,添加1.0%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高58.9-243.6%和55.9-110.4%。相同处理中,干旱条件下（40%田间持水量）土壤微生物生物量要高于湿润条件（70%田间持水量）。同时,添加0.5%和1.0%的生物质炭使土壤代谢熵分别降低2.4%和26.8%,微生物商减少了43.7%和31.7%。在红壤水稻土中加入生物质炭以后,提高了土壤的有机碳含量和δ13C值,并且加入量越多,这种变化越明显。随着培养时间的延长,土壤有机碳含量不断下降,而土壤的δ13C值却是不断升高的。生物质炭的加入对土壤中原有有机碳的分解速率有影响,这种影响在培养期间是不断变化的。添加300℃烧制的生物质炭的处理在培养前期（30d和90d）减缓了原有有机碳的分解,减缓作用的大小与施入量有关；在后期（180d）却又促进了有机碳的分解。400℃烧制的生物质炭在培养前期（30d）对土壤中原有有机碳的分解没有影响,在90 d时减缓了原有有机碳的分解,后期（180d）却促进了土壤有机碳的分解。500℃烧制的生物质炭在培养前期（30d和90d）对土壤中原有有机碳的分解没有影响,后期（180d）却促进了土壤有机碳的分解。生物质炭的加入对铜锌污染的红壤水稻土有一定的改良效果。加入生物质炭后能显著降低土壤中有效态铜锌的含量,并随着生物质炭用量的增加下降的幅度变大。不同温度烧制的生物质炭对铜污染土壤的改良效果存在差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1. 秸秆利用现状
• 1.1 秸秆利用的意义
• 1.2 我国秸秆资源利用现状
• 2. 生物质炭的研究进展
• 2.1 生物质炭的概念
• 2.2 生物质炭的降解
• 2.3 生物质炭在农业生产上的作用
• 3. 土壤有机碳
• 3.1 土壤有机碳的概念
• 3.2 土壤有机质（碳）分解的影响因素
• 3.3 黑碳对有机碳分解的影响
• 4 问题的提出及本文的研究重点
• 2释放和微生物生物量的影响'>第二章 添加生物质炭对红壤水稻土CO₂释放和微生物生物量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试土壤
• 1.2 生物质炭的制备
• 1.3 培育试验
• 1.4 测定项目和分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同生物质炭添加量下红壤水稻土有机碳含量的变化
• 2释放的动态变化'>2.2 不同生物质炭添加量下红壤CO₂释放的动态变化
• 2.3 不同生物质炭添加量下红壤水稻土微生物生物量的变化
• 2.4 添加生物质炭对红壤水稻土代谢熵和微生物商的影响
• 3 讨论
• 4 小结
• 13C方法研究添加生物质炭下对红壤水稻土总有机碳分解的影响'>第三章 用△¹³C方法研究添加生物质炭下对红壤水稻土总有机碳分解的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 采样区概况及样品采集
• 1.2 生物质炭的制备
• 1.3 培养方法
• 1.4 分析方法
• 1.5 计算方法
• 2. 结果与分析
• 13C值的变化'>2.1 培养30d时土壤有机碳含量及δ¹³C值的变化
• 13C值的变化'>2.2 培养90d时土壤有机碳含量及δ¹³C值的变化
• 13C值的变化'>2.3 培养180d时土壤有机碳含量及δ¹³C值的变化
• 3. 讨论
• 4. 小结
• 第四章 生物质炭对铜锌污染土壤的改良作用
• 1. 材料与方法
• 1.1 供试土壤
• 1.2 生物质炭的制备
• 1.3 试验方法
• 1.4 分析方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 生物质炭对红壤水稻土中水溶态、有效态铜含量的影响
• 2.2 生物质炭对红壤水稻土水溶态、有效态锌含量的影响
• 3. 讨论
• 4. 结论
• 全文总结与创新点
• 1. 全文结论
• 2. 创新点
• 3. 不足之处
• 4. 研究展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢