外源碳酸钙和温度对黄壤活性有机碳组分及微生物群落组成的影响

为探究不同温度条件下添加碳酸钙对活性有机碳组分及微生物群落组成的影响，以贵州典型黄壤土为研究对象，采用同位素标记法，设置6个处理(培养温度分别为15,25,35℃下添加碳酸钙和不添加碳酸钙),通过分析不同温度下碳酸钙添加对土壤活性有机碳、微生物群落组成的影响，揭示外源碳在土壤活性碳库中的分配规律，以期为贵州典型黄壤有机碳固存和改良提供理论依据。结果表明：各温度下添加碳酸钙显著增加土壤DOC和MBC含量(p<0.01),添加碳酸钙各处理土壤DOC含量在培养第5天均达到最大值，相较于不添加碳酸钙处理，添加碳酸钙处理土壤DOC含量在15,25,35℃下分别显著提高83.41%,80.37%,90.41%;添加碳酸钙处理温度对土壤DOC、MBC具有显著影响(p<0.05),在培养的第15,60天，土壤DOC和MBC含量均在不同温度下达到显著性差异，土壤DOC含量大小依次为35,15,25℃,土壤MBC含量多少依次为15,25,35℃。同位素标记发现，在培养第1和第5天，¹³C-DOC,¹³C-MBC含量在15,25,35℃下达到峰值，且<...     

腐植酸对土壤氮素转化及氨挥发损失的影响

采用培养试验方法研究腐植酸添加量(0、5%、10%、25%、50%、75%HA)对土壤氮素转化及其损失的影响。结果表明:与CK对比,1)腐植酸可显著降低氨挥发量,各处理平均降低12.08%,且随着腐植酸添加量的增加对氨挥发的抑制作用增大;2)培养前期,5%~50%添加量范围内腐植酸能提高土壤脲酶活性,至5 d时平均提高了35.13%,75%腐植酸添加量的土壤脲酶活性降低了13.23%,但培养后期(14 d后)腐植酸处理均能提高土壤脲酶活性;3)添加腐植酸使土壤铵态氮含量增加,且随着腐植酸添加量的增大,土壤铵态氮含量呈增加趋势,至培养112 d时,腐植酸处理的土壤铵态氮含量平均增加了39.63%;4)在整个培养期间,腐植酸处理的土壤表观硝化率平均降低了17.20%,且腐植酸的添加量越大,土壤表观硝化率越低。这些结果充分表明腐植酸能够调控土壤氮素去向、减少氮素损失,对提高氮肥利用率具有重要意义。     

紫云英添加对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

以湖北省武汉市稻田土壤为研究对象,分别设置不添加紫云英(CK)、添加2%土壤质量的紫云英(G1)、添加4%土壤质量的紫云英(G2)3个处理,进行干湿交替模拟培养试验,研究培养60、120和180d土壤团聚体组成及团聚体内有机碳的分布特征。结果表明:添加紫云英培养120 d增加了各处理2 mm团聚体含量,培养60 d时G1处理的增幅最大(78.08%),培养120 d时G2处理的增幅最大(77.31%),且显著提高了团聚体的平均重量直径。不同培养时期添加紫云英均提高了土壤的有机碳含量,且G2处理土壤有机碳含量高于G1处理,各处理随着培养时间的增加有机碳含量先增加后降低。团聚体中有机碳含量均随着粒级的减小而降低,紫云英添加培养180 d时团聚体各粒级有机碳含量均有所提升,且2 mm团聚体的有机碳含量增幅最大(17.17%～43.67%)。紫云英添加培养120 d时主要增加大团聚体内各有机碳组分的相对含量,180 d时显著增加了微团聚体内细颗粒有机碳的含量。     

黑碳添加对土壤活性有机碳和原有机碳的影响

通过室内培养实验,向土壤(甘蔗土)中分别添加不同用量的黑碳(BC,350℃热解水稻秸秆),添加量分别为0(BC0)、1％(BC1)、2％(BC2)、3％(BC3)、4％(BC4)和5％(BC5),研究黑碳添加量对土壤活性有机碳和原有机碳的影响.结果表明,在25℃培养条件下,土壤易矿化碳(Cm)随黑碳添加量的增加而增加;土壤微生物生物量碳含量亦随添加量的增加呈增加趋势(BC3处理除外).土壤可溶性有机碳含量在BC1、BC2和BC3处理之间的差异不显著,并显著低于对照土壤(BC0);应用δ13C自然丰度方法研究发现,BC1处理抑制了土壤原有机碳分解,而BC2、BC3、BC4和BC5处理促进了土壤原有机碳的分解,但统计上未达显著水平.     

长期定位施肥下黑土呼吸的变化特征及其影响因素

阐明长期不同施肥下的土壤呼吸特征及其影响机制对黑土区固碳减排研究至关重要。该研究基于1990年开始的国家土壤肥力与肥料效益监测网站-吉林省公主岭市黑土监测基地,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、无机肥配施低量有机肥(NPKM1)、1.5倍的无机肥配施低量有机肥(1.5(NPKM1))、无机肥配施高量有机肥(NPKM2)和无机肥配施秸秆(NPKS)6个处理,明确了长期不同施肥下土壤总呼吸和异养呼吸的季节变化特征,并分析了土壤温度、水分、微生物量碳氮、铵态氮、硝态氮与土壤呼吸和异养呼吸的关系。结果表明:长期有机无机肥配施可以显著提高土壤有机碳、全氮、土壤速效磷、有效钾的含量和土壤活性有机碳库组分含量(P0.05);与不施肥相比,长期有机无机肥配施和无机配施秸秆处理分别显著增加土壤呼吸及异养呼吸碳累积排放量56.32%~86.54%和70.01%~100.93%;根系呼吸对土壤呼吸的整体贡献为23.68%~34.30%;相关分析表明,土壤呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度极显著正相关(P0.01),与土壤含水率呈显著负相关(P0.01),土壤温度可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的42.79%和39.61%;土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮均与土壤呼吸速率和异养呼吸速率极显著相关(P0.01),土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的78.42%和77.18%,58.33%和56.79%,59.29%和59.14%;土壤铵态氮虽然显著影响土壤呼吸速率(P0.05),可以解释土壤呼吸变化的5.56%,但其对异养呼吸速率的影响不显著。综合来看,微生物量碳对土壤呼吸及异养呼吸的影响最大,而土壤含水率(15%)越高则土壤呼吸越弱;无机配施秸秆处理可以提高土壤碳库组分含量,且作物生育期内土壤呼吸及异养呼吸碳累积释放量均低于等氮量下施用有机肥(NPKM1)的处理,为最佳的农田管理措施。     

絮凝黄河泥沙复配生物炭对盐碱土水盐运移及水力特征参数影响

通过室内环刀试验,研究絮凝黄河泥沙复配生物炭对盐碱土水盐运移及水力特征参数的影响。将生物炭和絮凝黄河泥沙按4∶6质量比混合成土壤改良剂,再将复配后的土壤改良剂按0,1%,2%,3%,6%,10%混合到盐碱土中。结果表明:(1)随着土壤改良剂添加量的增加,土壤孔隙度及水分含量不断增大,10%添加量下的土壤孔隙度和水分含量较未添加改良剂的处理平均增加了12%;(2)土壤饱和导水率在3%的添加量下最大,较未添加处理增大68.9%;(3)土壤改良剂添加量越大水分扩散的越慢,土壤pH越大,降低盐分的效果越不明显,试验发现3%添加量下土壤盐分降低的较为明显,17 cm以上盐分降低量达到30%~50%,但土壤pH增大不明显,仅增大4%左右,波尔兹曼参数λ增加31.5%,水分扩散速率较快。综合考虑,3%添加量处理可以较为有效地提高土壤孔隙度、土壤水分含量、饱和导水率、水分扩散率,并降低土壤表层盐分。     

有机肥添加对镉污染稻田土壤养分及镉有效性的影响

通过田间小区定位试验,一次性添加不同量的有机肥(0、10、20、30 t hm~(-2)和40 t hm~(-2)),于水稻不同生育期(分蘖期、扬花期和收获期)采集各处理耕作层和犁底层的土壤样品,研究其土壤理化性质、有效态Cd含量及Cd迁移状况的变化。结果表明:随着有机肥添加量的增加,各水稻生育期的耕作层土壤中pH、铵态氮和有效磷含量均呈先增大后减小的趋势,有机质和硝态氮含量呈上升趋势。添加适量(≤20 t hm~(-2))的有机肥可以降低土壤中有效态Cd的含量,在有机肥添加量为20 t hm~(-2)时耕作层和犁底层中有效态Cd含量达到最小值,降幅分别为31.26%(扬花期)和65.99%(收获期);但当有机肥添加过多时(≥30 t hm~(-2)),土壤中有效态Cd含量反而会增加。相关分析表明,耕作层中土壤的有效态Cd含量与该土层土壤的pH和有效磷含量呈显著负相关关系,与犁底层中土壤有效态Cd含量呈显著正相关关系。添加适量的有机肥可以抑制土壤中Cd向下层土壤的迁移,在有机肥添加量为20 t hm-2时这种抑制作用最为显著。因此,添加适量的有机肥可以改善Cd污染土壤的养分状况,减小稻田土壤中的有效态Cd含量,抑制土壤中Cd的迁移;20 t hm~(-2)的有机肥添加量可作为研究区周边Cd污染稻田修复的参考标准。     

氮肥配施纳米碳对植烟土壤氮素转化及N2O排放的影响

采用实验室静态培养方法,通过氮肥配施不同量纳米碳来探究纳米碳对植烟土壤氮素转化以及N_2O排放的影响。试验在等氮条件下共设置5个处理:CK,硝酸铵(N 200 mg/kg,下同);NC1,硝酸铵+纳米碳(2.5 g/kg);NC2,硝酸铵+纳米碳(5 g/kg);NC3,硝酸铵+纳米碳(10 g/kg);NC4,硝酸铵+纳米碳(15 g/kg)。结果表明:NC3和NC4处理较CK处理显著降低了土壤pH(P0.05);与CK处理相比,NC1、NC2、NC3和NC4处理在培养前期增加了土壤NH_4~+-N含量,相应降低了NO_3~–-N含量;在培养结束时,与CK处理相比,添加纳米碳处理显著降低了无机氮含量,而显著增加了CO_2累积排放量(P0.05);另外,添加纳米碳处理较CK处理增加了N_2O累积排放量,但仅NC4处理与CK处理间差异显著(P0.05),N_2O累积排放量与CO_2累积排放量呈显著正相关关系(R~2=0.50,P0.001)。可见,添加纳米碳能够降低土壤pH和无机氮含量,抑制土壤硝化作用,同时还可以提高微生物活性和增加N_2O排放量。     

不同管理措施对滨海盐渍农田土壤CO2排放及碳平衡的影响

为探讨不同管理措施对滨海盐渍农田碳平衡的影响,本文通过玉米–小麦轮作试验,研究农田土壤的CO_2释放规律,及其农田碳收支状况。试验设计6个处理:1常规对照(CK);2有机肥常量(OF);3氮肥增施(NF);4秸秆还田(S);5有机肥加秸秆(OF+S);6免耕(NT)。研究表明,秸秆还田和有机肥的施用增加了土壤呼吸的强度,而免耕处理的CO_2平均释放量最低,不同处理下土壤呼吸总体表现为OF+SSOMNFCKNT。各处理土壤有机碳含量随着作物的收获逐渐升高,其中OF与NT增加最多,而增施氮肥处理并没有显著提高土壤的有机碳水平。各处理间的有机碳含量没有显著性差异。在两季作物种植结束后,各处理的碳输入均高于碳输出,均为碳净输入,表现出较强的碳汇特征。秸秆还田和单施有机肥的碳净输入均显著高于对照,可有效减缓因农田土壤CO_2排放而造成的全球气候变化问题。     

添加碳酸钙对土壤中镉形态转化与玉米叶片镉组分的影响

采用土壤培养、盆栽试验及连续提取测定等方法研究添加碳酸钙对外源镉在棕壤中的转化与玉米叶片镉组分的影响。与不加碳酸钙处理比较，添加碳酸钙处理土壤交换态镉含量显著下降，专性吸附态镉、铁锰氧化物结合态镉和残余态镉含量显著增加；添加碳酸钙处理可显著增加土壤ｐＨ、土壤饱和浸提液［Ｃａ２十］及［Ｃａ２十］／［Ｃｄ２十］，并显著降低饱和浸提液［Ｃｄ２＋］碳酸钙处理玉米根、茎、叶干重和全钙量显著增加，全镉含量及叶片Ｈ２Ｏ提取镉、２ｍｏｌ　Ｌ－１　ＮａＮＯ３提取镉、１０％ＨＯＡｃ提取镉、２ｍｏｌ　Ｌ－１　ＨＣＩ提取镉和残余镉含量均明显减少。上述结果显示，添加碳酸钙可降低土壤─植物体系的镉毒害。     

生物炭对干旱区绿洲农田土壤呼吸的影响

为探究不同粒径秸秆生物炭添加对绿洲农田土壤CO2排放及Q10的影响,以新疆典型绿洲农田土壤灰漠土为供试材料,采用室内土柱培养的方法,研究添加＞5、1～5、0.25～1和＜0.25mm共4种粒径棉花秸秆生物炭和葡萄藤生物炭对农田土壤CO2释放的影响。结果表明：（1）试验周期内（0～85d）,添加生物炭处理土壤呼吸速率呈先增加后降低的趋势,前10d土壤呼吸增速较高;添加生物炭的土壤呼吸速率（1.27μmol·m-2·s-1）高于不添加生物炭的对照处理（1.01μmol·m-2·s-1）,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率（1.43μmol·m-2·s-1）高于添加葡萄藤生物炭处理（1.08μmol·m-2·s-1）。培养期内土壤CO2累积过程符合一级反应动力学方程,生物炭添加改变了土壤CO2潜在排放量、周转速率和半周转期。（2）添加棉花秸秆和葡萄藤两种生物炭处理与土壤CO2累积排放量（y）分别符合y=7.51x+88.53和y=2.68x+75.85的线性关系（x为生物炭粒径）。（3）添加生物炭处理土壤呼吸速率与空气温度和土壤温度显著相关,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率与温度的相关性高于葡萄藤生物炭处理,土壤温度敏感系数随粒径的减小而增加。综合土壤呼吸速率和温度敏感系数考虑,建议绿洲农田施用1～5mm中等粒径生物炭。     

钙质钝化材料对四川盆地6种主要旱作土壤Cd的钝化效应

为针对性、定量化地利用钝化处理实现不同类型Cd污染土壤的安全利用,以四川盆地6种主要旱作土壤为研究对象,采用室内培养试验和土培试验探讨了6个剂量水平下,钙质钝化材料对土壤pH、CEC、有效Cd含量、Cd形态、小白菜生物量和Cd含量的影响。结果表明:(1)钙质钝化材料可提升6种土壤的pH和CEC,土壤CEC随用量的增加而持续增加,而土壤pH在提升至微碱性水平后,不再随用量的增加而增加;(2)6种土壤有效Cd含量随钝化材料用量的增加先显著降低,后趋于平稳,用量＞2.5%后均无显著变化。该添加量下,有效Cd含量降幅为典型黄壤(63.32%)＞酸性紫色土(46.65%)＞漂洗黄壤(38.51%)＞中性紫色土(34.97%)＞石灰性紫色土(18.03%)＞灰潮土(16.60%);土壤中可交换态Cd主要向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态形态转化;(3)除石灰性紫色土外,钙质钝化材料可显著提升其余5种污染土壤中小白菜的生物量并显著降低其可食部位Cd含量。用量为2.5%时,典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中小白菜Cd含量降幅高达84.28%,79.90%,69.87%,显著优于中性紫色土、灰潮土和石灰性紫色土(5%用量时降幅仅为40.27%,31.13%,17.98%)。该研究揭示钙质钝化材料对6种Cd污染旱作土壤的剂量-效应差异,并在典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中钝化效率较优,为不同土壤条件下钙质钝化材料的合理使用提供科学依据。     

硅钙钾镁肥及引入柠檬酸对红壤和潮土pH值及养分含量的影响

通过土壤培养试验研究了硅钙钾镁肥(SCPM)及引入柠檬酸的复混肥(CA-SCPM)在酸性红壤和石灰性潮土上的养分供给和酸碱度调节能力。硅钙钾镁肥添加量设置为6 g/kg,硅钙钾镁肥与柠檬酸(CA)的比例为88%∶12%。与对照处理相比,培养至150 d时,SCPM肥及CA-SCPM肥提高红壤pH值约1.16个单位,提高潮土pH值约0.19个单位。SCPM、CA-SCPM两个处理均能显著提高红壤速效钾、交换性钙镁、水溶性钙镁硅及有效硅含量;SCPM、CA-SCPM两个处理提高了潮土速效钾、有效硅及水溶性硅含量,却降低了潮土交换性钙镁、水溶性钙镁含量。CA对两种土壤养分有效性无明显影响。SCPM肥在红壤上的改良效果,体现在其提高pH值、盐基离子以及有效硅含量;在潮土上的积极效果主要表现在速效钾和有效硅含量的提高,将CA引入SCPM肥后综合效果更好。     

油枯对镉污染土壤的钝化研究

为了研究油枯对镉(Cd)污染土壤的钝化效果,以油枯为外源添加物(质量比:1%、2%、3%、4%、5%),模拟田间条件在塑料桶中进行为期45 d的培养,对镉污染土壤中Cd形态分布特征、DTPA提取态Cd(DTPA-Cd)含量、pH、有机质含量进行分析。结果表明,添加油枯可显著降低镉污染土壤中可交换态镉(Ex-Cd)的比例,提高碳酸盐结合态镉(Cb-Cd)、铁锰氧化物结合态镉(Fe-Mnb-Cd)以及有机质及硫化物晶格态镉(OMb-Cd)的比例,而残渣晶格结合态镉(RLb-Cd)变化不明显。添加油枯显著降低镉污染土壤中DTPA-Cd含量,降幅最高可达49%。镉污染土壤p H值维持在6.0左右,1%~4%添加处理中土壤pH波动幅度较大;而5%添加处理的土壤pH波动幅度小。添加油枯均能显著提高镉污染土壤中有机质含量。由此可见,油枯对镉污染土壤有较好的钝化效果,这为重金属污染土壤的修复和农业废弃物的循环利用提供了参考。     

改良剂对旱地红壤活性有机碳及土壤酶活性的影响

针对江西旱地红壤肥力低下、生产力不高等突出问题,基于长期野外旱地红壤定位试验,研究了改良剂(生物质炭和过氧化钙)对旱地红壤活性有机碳及与碳代谢相关酶活性的影响。试验设置生物质炭施用量0(C0)、758(C1)、1 515(C2)kg/hm2和过氧化钙施用量0(Ca0)、61(Ca1)、121(Ca2)kg/hm2,生物质炭和过氧化钙单施和配施共9个处理,即CK、C0Ca1、C0Ca2、C1Ca0、C1Ca1、C1Ca2、C2Ca0、C2Ca1、C2Ca2。结果表明,生物质炭单施和配施均在一定程度上提高了旱地红壤有机碳及活性碳组分,且效果优于单施过氧化钙。C2Ca0、C2Ca1和C2Ca2处理土壤有机碳增加较显著。生物质炭和过氧化钙显著提高土壤活性有机碳组分,与对照(CK)相比,其中C1Ca0处理的微生物生物量碳平均增加了45.22%,C1Ca2处理的可溶性有机碳平均增加了21.34%,C1Ca0处理的颗粒有机碳平均增加了20.72%,C2Ca2处理的易氧化有机碳平均增加了22.19%。生物质炭和过氧化钙对提高碳库管理指数均有较好的效果,0~10 cm和10~20 cm土层分别平均增加了11.09%、14.07%。添加生物质炭对旱地红壤酶活性均有促进作用,且对0~10 cm土层土壤酶的影响较10~20 cm土层明显;配施C2Ca2明显提高旱地红壤淀粉酶、纤维素酶和β-葡糖苷酶活性,C1Ca1明显提高红壤蔗糖酶活性。因此,生物质炭和过氧化钙能有效改善旱地红壤活性有机碳组分以及与碳代谢相关酶活性,且生物质炭与过氧化钙配合施用对土壤改良的效果更好。     

Effects of a humic deposit (gyttja) on soil chemical and microbiological properties and heavy metal availability

The influence of a humic deposit (Gyttja, G) alone (applied at 25 kg ha⁻¹) and in combination with mineral fertilizer (G + NP) on soil organic matter content, pH, electrical conductivity, total N content, calcium carbonate content, enzyme activities (urease, β-glucosidase, arylsulphatase, and alkaline phosphatase), microbial biomass C, soil respiration, and availability of Cd, Pb, Ni, and Zn was examined through a 180-day incubation period and compared with the behavior of no treatment (control) and NP treatment. A significant increase in organic matter content was observed in soils treated with G + NP. Compared with G and NP alone, the G + NP-amended soils showed higher values of the selected microbiological properties.Diethylenetriaminepentaacetic-acid-extractable Cd, Pb, Ni, Cu, and Zn increased significantly with increasing rates of NP, but the addition of G + NP resulted in a considerable decrease in the amount of extractable metals during the incubation period (P<0.05). Based on these results, it can be concluded that the organic matter applied in the gyttja led to an increase in the metal adsorption capacity of the amended soils. This material can be used to reduce the availability and mobility of heavy metals in the soils intensively amended with mineral fertilizers. A combination of G with NP can, therefore, be considered as an alternative approach in the applications of organomineral fertilization.     

施用生物质炭对旱地红壤有机碳矿化及碳库的影响

为探究生物质炭施入旱地红壤后对该地区土壤有机碳矿化以及有机碳库的影响,采用田间定位试验,设置7种生物质炭施用量处理,分别为0(C0),2.5(C1),5(C2),10(C3),20(C4),30(C5),40t/hm2(C6),以三库一级动力学理论为基础,对这7种处理的土样进行了室内呼吸培养试验。结果表明:(1)与C0相比,C4、C5和C6处理的土壤有机碳含量呈上升趋势,C5处理土壤有机碳含量上升幅度最大为14.66%;C2、C3、C4、C5和C6处理土壤活性碳均显著增加,C6处理增幅最大为25.00%;土壤惰性碳在C3、C4、C5和C6处理中显著增加,增幅分别为18.92%,40.09%,53.60%和49.55%;除C5处理外,其他生物质炭施用量下土壤缓性碳相对于C0处理,分别降低了1.96%,6.54%,8.82%,9.31%和12.91%。(2)与C0处理相比,施加生物质炭后土壤有机碳累积矿化量均显著降低,C6处理降低幅度达25.93%。随着生物质炭施用量的增加,土壤有机碳累积矿化量逐渐降低。(3)土壤有机碳、活性碳和惰性碳与生物质炭施用量存在极显著(p0.01)的正相关,土壤缓性碳与其存在显著(p0.05)的负相关。研究结果可为提升典型旱地红壤肥力,减缓温室气体排放提供科学依据。     

缙云山针阔混交林土壤呼吸速率对降水输入量变化的响应

为探讨亚热带季风性湿润气候地区降水对土壤呼吸的影响,于2014年选取重庆市缙云山自然保护区内针阔混交林为研究对象,通过人为拦挡和增水方式模拟不同降水输入量对土壤呼吸速率的影响,包括达到土壤含水量的70%(增水70%,70%A),100%(增水100%,100%A),130%(增水130%,130%A)及对照(CK)和零降水(Z)5种情况。结果表明:(1)不同降水处理下土壤呼吸速率日变化均呈单峰变化曲线,并在12:00—14:00之间达到最大值;其年内月变化也为单峰曲线,于8月份达到最大值,12月份达到最小值。(2)适当增水可以提高土壤呼吸速率与10cm深度土壤温度的Pearson相关性,但指数模型的拟合度以对照组最好,减水和过度增水都会减少其相关性;温度敏感性Q10值的变化情况与其相同。(3)土壤呼吸速率与10cm深度的土壤含水量的相关性总体很低,但明显受到土壤水分条件影响,除零降水处理表现为极显著正相关外,对照组几乎不相关,增水处理转为明显的负相关,尤其增水130%后呈显著负相关。(4)在研究地区的自然环境条件下,增水100%时提高了土壤呼吸速率,也扩大了其变化范围,减水明显降低了土壤呼吸速率。     

Application of mixed straw and biochar meets plant demand of carbon dioxide and increases soil carbon storage in sunken solar greenhouse vegetable production

Solar vegetable greenhouse soils show low soil organic carbon content and thus also low rates of soil respiration. Processing vegetable residues to biochar and mixing biochar with maize straw might improve soil respiration and increase soil organic carbon stocks, while preventing the spread of soil-borne diseases carried by vegetable residues. In an incubation experiment, we tested how additions of maize straw (S) and biochar (B) added in varying ratios (100S, 75S25B, 50S50B, 25S75B, 100B and 0S0B (control)) affect soil respiration and fraction of added C remaining in soil. Daily CO₂ emissions were measured over 60 days incubation, the natural abundance of ¹³C in soil and in the added biochar and maize straw were analysed. Our result shows that (a) soil CO₂ emissions were significantly increased compared to soil without the straw additions, while addition of biochar only decreased soil respiration; (b) cumulative CO₂ emissions decreased with increasing ratio of added biochar to maize straw; (c) the abundance of soil ¹³C was significant positively correlated with cumulative CO₂ emissions, and thus with the ratio of straw addition. Our results indicate that incorporation of maize straw in greenhouse soils is a meaningful measure to increase soil respiration and to facilitate greenhouse atmosphere CO₂ limitation while producing vegetables. On the other hand, additions of biochar from vegetable residues will increase soil organic carbon concentration. Therefore, the simultaneous application of maize straw and biochar obtained from vegetable residues is an effective option to maintain essential soil functions for vegetable production in sunken solar greenhouses.