史思伟:长期施用生物炭对土壤碳库的影响——以山东砂姜黑土为例论文

史思伟:长期施用生物炭对土壤碳库的影响——以山东砂姜黑土为例论文

本文主要研究内容

作者史思伟(2019)在《长期施用生物炭对土壤碳库的影响——以山东砂姜黑土为例》一文中研究指出:施用生物炭能够提升土壤总的有机碳储量,从而起到缓解大气二氧化碳浓度升高的作用,其对农田生态系统固碳的贡献引起了众多科学家的研究兴趣。此前,施用生物炭对土壤碳库的影响的研究结果大多基于短期田间试验及室内培养试验,而田间试验条件下生物炭对土壤碳库的长期效应的报道仍然十分匮乏。本研究一方面依托连续10年施用生物炭的田间定位实验,包括Control(不施生物炭),B4.5(施用生物炭4.5 t ha-1yr-1)和B9.0(施用生物炭9.0 t ha-1yr-1)三个处理,采用物理化学联合分组方法,将过2 mm筛的风干土样分离为>250μm,53–250μm,2–53μm,<2μm等不同粒径组分有机碳,分析了施用生物炭对表层土壤各组分有机碳的影响,以及对土壤总有机碳和无机碳(SIC)含量及碳储量的影响,并结合土壤湿度、pH、微生物生物量、阳离子交换量(CEC)等关键性质的分析,探讨了影响机制,此外采取了0–7.5 cm,7.5–15 cm,15–30 cm,30–60 cm和60–100 cm不同深度土样,分析了施用生物炭对剖面土壤总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(DOC)的影响;另一方面,采用室内培养实验,包括CK(不添加生物炭)和B5(5%生物炭)两个处理,利用稳定性同位素自然标记技术,研究了培养试验条件下添加生物炭对土壤原有机碳分解释放的影响。主要结果如下:(1)对于田间表层土壤(0–7.5cm和7.5–15cm),相比Control处理,B4.5和B9.0处理的土壤SIC含量显著提高3.3%–19.5%,土壤粗颗粒有机碳(cPOC),细颗粒有机碳(fPOC),微团聚体有机碳(iPOC)组分及总有机碳(SOC)含量分别提高了18.4%–292.8%,28.6%–150.1%,65.2%–107.3%,15.7%–87.1%,而土壤粉粒粘粒结合态有机碳(SCOC)显著降低了2.0%–28.4%。0–15 cm土层,土壤总有机碳,无机碳以及总碳储量分别提高了0.6%–6.5%,19.9%–53.5%,14.5%–43.1%。(2)施用生物炭之后,在0–100 cm土壤之间,剖面土壤TOC含量均有显著提高(2.4%–109.9%)。表层0–15cm土层中,剖面土壤DOC含量显著提高了25.3%–75.8%,而表层以下的15–100cm土层中,剖面土壤DOC含量降低了3.9%–54.2%。(3)室内培养实验结果显示,与CK处理相比,添加生物炭的B5处理的CO2累积排放量显著增加,但显著降低了土壤有机碳的矿化量,抑制了土壤原有机碳的分解,表现为负激发效应(–11.8%)。田间定位试验研究结果表明,长期施用生物炭显著提升了表层土壤有机碳、无机碳和总碳的含量及碳储量,表现出明显的固碳作用。生物炭连续施用下,无机碳的积累对于生物炭的固碳作用具有一定的贡献,有机碳的积累主要发生在较大粒径的有机碳组分。较小粒径组分有机碳的显著减少,说明生物炭对土壤原有机碳可能存在正激发效应,而室内培养试验结果发现的负激发效应,则说明室内培养试验条件的局限性可能导致其结果低估了生物炭的田间实际激发效应。

Abstract

shi yong sheng wu tan neng gou di sheng tu rang zong de you ji tan chu liang ,cong er qi dao huan jie da qi er yang hua tan nong du sheng gao de zuo yong ,ji dui nong tian sheng tai ji tong gu tan de gong suo yin qi le zhong duo ke xue jia de yan jiu xing qu 。ci qian ,shi yong sheng wu tan dui tu rang tan ku de ying xiang de yan jiu jie guo da duo ji yu duan ji tian jian shi yan ji shi nei pei yang shi yan ,er tian jian shi yan tiao jian xia sheng wu tan dui tu rang tan ku de chang ji xiao ying de bao dao reng ran shi fen kui fa 。ben yan jiu yi fang mian yi tuo lian xu 10nian shi yong sheng wu tan de tian jian ding wei shi yan ,bao gua Control(bu shi sheng wu tan ),B4.5(shi yong sheng wu tan 4.5 t ha-1yr-1)he B9.0(shi yong sheng wu tan 9.0 t ha-1yr-1)san ge chu li ,cai yong wu li hua xue lian ge fen zu fang fa ,jiang guo 2 mmshai de feng gan tu yang fen li wei >250μm,53–250μm,2–53μm,<2μmdeng bu tong li jing zu fen you ji tan ,fen xi le shi yong sheng wu tan dui biao ceng tu rang ge zu fen you ji tan de ying xiang ,yi ji dui tu rang zong you ji tan he mo ji tan (SIC)han liang ji tan chu liang de ying xiang ,bing jie ge tu rang shi du 、pH、wei sheng wu sheng wu liang 、yang li zi jiao huan liang (CEC)deng guan jian xing zhi de fen xi ,tan tao le ying xiang ji zhi ,ci wai cai qu le 0–7.5 cm,7.5–15 cm,15–30 cm,30–60 cmhe 60–100 cmbu tong shen du tu yang ,fen xi le shi yong sheng wu tan dui pou mian tu rang zong you ji tan (TOC)he shui rong xing you ji tan (DOC)de ying xiang ;ling yi fang mian ,cai yong shi nei pei yang shi yan ,bao gua CK(bu tian jia sheng wu tan )he B5(5%sheng wu tan )liang ge chu li ,li yong wen ding xing tong wei su zi ran biao ji ji shu ,yan jiu le pei yang shi yan tiao jian xia tian jia sheng wu tan dui tu rang yuan you ji tan fen jie shi fang de ying xiang 。zhu yao jie guo ru xia :(1)dui yu tian jian biao ceng tu rang (0–7.5cmhe 7.5–15cm),xiang bi Controlchu li ,B4.5he B9.0chu li de tu rang SIChan liang xian zhe di gao 3.3%–19.5%,tu rang cu ke li you ji tan (cPOC),xi ke li you ji tan (fPOC),wei tuan ju ti you ji tan (iPOC)zu fen ji zong you ji tan (SOC)han liang fen bie di gao le 18.4%–292.8%,28.6%–150.1%,65.2%–107.3%,15.7%–87.1%,er tu rang fen li nian li jie ge tai you ji tan (SCOC)xian zhe jiang di le 2.0%–28.4%。0–15 cmtu ceng ,tu rang zong you ji tan ,mo ji tan yi ji zong tan chu liang fen bie di gao le 0.6%–6.5%,19.9%–53.5%,14.5%–43.1%。(2)shi yong sheng wu tan zhi hou ,zai 0–100 cmtu rang zhi jian ,pou mian tu rang TOChan liang jun you xian zhe di gao (2.4%–109.9%)。biao ceng 0–15cmtu ceng zhong ,pou mian tu rang DOChan liang xian zhe di gao le 25.3%–75.8%,er biao ceng yi xia de 15–100cmtu ceng zhong ,pou mian tu rang DOChan liang jiang di le 3.9%–54.2%。(3)shi nei pei yang shi yan jie guo xian shi ,yu CKchu li xiang bi ,tian jia sheng wu tan de B5chu li de CO2lei ji pai fang liang xian zhe zeng jia ,dan xian zhe jiang di le tu rang you ji tan de kuang hua liang ,yi zhi le tu rang yuan you ji tan de fen jie ,biao xian wei fu ji fa xiao ying (–11.8%)。tian jian ding wei shi yan yan jiu jie guo biao ming ,chang ji shi yong sheng wu tan xian zhe di sheng le biao ceng tu rang you ji tan 、mo ji tan he zong tan de han liang ji tan chu liang ,biao xian chu ming xian de gu tan zuo yong 。sheng wu tan lian xu shi yong xia ,mo ji tan de ji lei dui yu sheng wu tan de gu tan zuo yong ju you yi ding de gong suo ,you ji tan de ji lei zhu yao fa sheng zai jiao da li jing de you ji tan zu fen 。jiao xiao li jing zu fen you ji tan de xian zhe jian shao ,shui ming sheng wu tan dui tu rang yuan you ji tan ke neng cun zai zheng ji fa xiao ying ,er shi nei pei yang shi yan jie guo fa xian de fu ji fa xiao ying ,ze shui ming shi nei pei yang shi yan tiao jian de ju xian xing ke neng dao zhi ji jie guo di gu le sheng wu tan de tian jian shi ji ji fa xiao ying 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国农业科学院的史思伟,发表于刊物中国农业科学院2019-07-05论文,是一篇关于生物炭论文,长期效应论文,激发效应论文,有机碳组分论文,无机碳论文,中国农业科学院2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国农业科学院2019-07-05论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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