生物炭基产品对土壤碳氮矿化特性的影响

为研究生物炭基产品对土壤及其碳氮矿化特性的影响,采用室内培养试验,分别将酒糟有机肥(T_1)、炭基酒糟有机肥(T_2)、竹炭(T_3)添加到土壤中,探究土壤碳氮矿化变化规律。结果表明,T_1、T_2有机碳处理累积矿化量和矿化速率均明显高于CK,培养至14 d时,T_1、T_2处理有机碳累积矿化量分别占总累积矿化量的53.1%、45.6%,平均矿化速率分别是CK的4.86、2.75倍;土壤碳素可矿化潜力表现为T_1T_2T_3CK,T_1慢性碳库降解率显著高于其他处理,T_2处理显著高于T_3处理、CK,土壤有机碳含量表现为T_3T_2T_1CK,不同处理添加的有机物在土壤中累积矿化率差异均达到极显著水平,其中竹炭累积矿化率最低,炭基酒糟有机肥居中,酒糟有机肥最高。整个培养时期,土壤硝态氮(NO_3~--N)和无机氮累积矿化量整体表现为T_1T_2CKT_3。综合分析认为,与竹炭和酒糟有机肥相比,施用炭基酒糟有机肥能明显提高土壤碳氮矿化能力,增强土壤碳矿化潜力,提升土壤碳库存,使土壤的氮素释放更适合作物生长需求。     

秸秆和生物炭添加量及比例对华北下沉式设施菜田土壤CO2排放的影响

通过2组室内培养试验,研究玉米秸秆和生物炭添加量及其添加比例对设施菜田土壤有机碳矿化的影响.试验1为2因素4水平试验设计,主因素为有机碳源种类,即玉米秸秆、生物炭;副因素为碳添加量,分别为0、1.31、2.62、5.24 g/kg土壤(按碳量).试验2为单因素试验设计,除对照外,有机碳添加量均为5.24 g/kg土壤,将玉米秸秆(S)和生物炭(B)按不同比例与土壤混合,添加比例分别为100％S、75％S+25％B、50％S+50％B、25％S+75％B、100％B、0S0B(对照).培养期间,维持土壤含水量为田间最大持水量的65％,测定和计算培养期间土壤CO2日均排放通量、累积排放量和排放率、土壤微生物量碳含量.结果表明,与施用生物炭相比,施用等碳量秸秆显著增加了CO2累积排放量,其增幅为50％～337％;与不施用有机物料的对照相比,随着秸秆施用量增加,CO2累积排放量显著增加了92％～463％,而随着生物炭施用量增加,其增幅仅为28％～39％.培养前30 d内,CO2日均排放通量和累积排放量最高,其后逐渐降低,趋于平缓.随着秸秆添加比例降低和生物炭添加比例增加,CO2日均和累积排放量、排放率和土壤微生物量碳含量显著减少;随着培养时间延长,CO2日均排放通量逐渐降低,而累积排放量则逐渐增加.总之,将秸秆与生物炭按比例混合施用,一方面秸秆矿化过程产生的CO2能够满足秋冬茬设施蔬菜对CO2的高需求;另一方面,生物炭可以快速提升土壤碳储量,并且可以避免蔬菜残茬直接还田可能造成土传病害的扩散,有利于设施菜田土壤-植物碳循环和生产体系的可持续性.然而,上述研究结果仍需在大田条件下进一步验证,并根据种植茬口和土壤环境条件调整秸秆和生物炭添加量及其比例.     

不同菌渣肥施用量对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

为阐明不同菌渣肥施用量对柑橘果园有机碳矿化的影响,对定位试验柑橘果园单施化肥、单施有机肥、有机无机肥配施、不施肥处理的土样进行室内培养,定期测定土壤CO2释放量。结果表明,整个培养过程,土壤有机碳矿化速率前期迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期趋于稳定状态。相关分析表明有机碳矿化速率与土壤C／N具有显著相关性。与不施肥和单纯施用化肥相比,施人有机肥的土壤具有更高的微生物活性,从而引起土壤平均有机碳矿化速率提高5．2％～104．6％;但随着有机肥施用量的增加,土壤潜在可矿化C量占总有机碳的比例并没有显著增加,说明通过施用有机肥可以增加果园土壤有机碳的积累。     

不同有机肥与化肥配施对菜地CO2和CH4排放的影响

采用田间小区试验研究了不同有机肥与化肥配施对小白菜地土壤CO2和CH4排放通量的影响。结果表明,有机肥的施用会增加CO2和CH4的排放量,各有机无机肥配施处理的CO2平均排放通量均显著高于CK(不施肥)、T1(不施氮肥)、T2(施纯化肥)处理;而猪粪堆肥与化肥配施较猪粪直接与化肥配施能降低小白菜地土壤的CO2和CH4的排放量;此外,有机无机肥配施条件下,菜地土壤CO2排放通量与地下5 cm、10 cm处的土壤温度呈正相关关系;而土壤CH4的排放通量虽然受土壤温度、箱外气温和土壤含水量的影响,但并无明显的线性相关关系。     

绿肥、蚕沙有机肥配施化肥对免耕稻田土壤碳库平衡的影响

[目的]探索免耕稻田绿肥、蚕沙有机肥投入对土壤有机碳积累及CO2和CH4排放的影响,为保护性耕作稻田土壤碳固持及稻田减肥增效的农业有机资源可持续利用提供理论依据.[方法]在前期粉垄与常规耕作基础上,2018—2019年连续开展田间免耕试验,在同等养分投入条件下,设置绿肥、蚕沙有机肥与化肥配施模式,以常规施用化肥为对照,同步设不施肥空白对照,保护性耕作试验第2年,采用分离式静态箱—气象色谱法测定稻田温室气体CO2和CH4排放通量,同时在水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期采集0~15 cm耕层土壤,测定土壤有机碳含量.[结果]在粉垄免耕模式下,蚕沙有机肥配施化肥处理耕层土壤有机碳含量在返青期和分蘖期较常规免耕模式提高56%和19%;水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期粉垄免耕稻田绿肥配施化肥处理的土壤有机碳含量较单施化肥处理分别提高111%、30%、74%和31%,较不施肥处理分别提高90%、22%、58%和22%;蚕沙有机肥配施化肥处理较单施化肥处理分别提高148%、90%、48%和39%,较不施肥处理分别提高113%、78%、35%和29%.粉垄免耕模式下,与单施化肥处理相比,绿肥配施化肥处理的CO2累积排放量降低16.9%,蚕沙有机肥配施化肥处理降低15.1%;CH4排放通量出现2个峰值,常规免耕和粉垄免耕模式下,绿肥配施化肥处理的CH4排放通量峰值分别是单施化肥处理的7.69和7.61倍.绿肥和蚕沙有机肥配施化肥降低了稻田土壤CO2累积排放量,增加了CH4累积排放量.[结论]粉垄免耕稻田施用绿肥、蚕沙有机肥利于土壤有机碳积累,减少CO2温室气体排放,可作为一种稻田土壤固碳减排可持续生产应用技术.     

虫粪有机肥对设施土壤理化性质及番茄产量的影响

为探究虫粪有机肥在农业生产中的应用,以3种不同虫粪肥(黄粉虫虫粪、黑水虻虫粪、白星花金龟虫粪)和鸡粪为试验材料,研究了不同有机肥施用对设施土壤pH值、电导率、土壤碳含量、土壤酶活性及番茄产量的影响。结果表明,3种虫粪有机肥处理的土壤总碳、总有机碳含量显著高于鸡粪处理。各有机肥处理均显著提高土壤硝态氮、速效磷、速效钾含量,其中,黑水虻虫粪处理提升效果最好。各有机肥处理均显著提高土壤磷酸酶、脲酶活性,而对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。白星花金龟虫粪处理对土壤磷酸酶、脲酶活性影响最大,与鸡粪处理相比分别提高78.53%、36.61%。磷酸酶活性与土壤水溶性总碳、水溶性总有机碳含量呈显著正相关,土壤脲酶活性与土壤总碳、总有机碳、水溶性总有机碳含量呈显著正相关,与土壤水溶性总碳含量呈极显著正相关。各有机肥处理显著提高番茄产量,黄粉虫虫粪、黑水虻虫粪、白星花金龟虫粪处理分别比鸡粪处理提高17.37%、12.52%、18.25%。     

黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化及N2O排放的影响

为了探究黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化以及N2O排放的影响,采用实验室静态培养的方法,通过氮肥配施不同量黄腐酸钾来探究黄腐酸钾对植烟土壤氮转化以及N2O排放的影响。试验设置5个处理:CK,硝酸铵(200 mg N·kg^-1,下同);T1,硝酸铵+2.5 g·kg^-1黄腐酸钾;T2,硝酸铵+5 g·kg^-1黄腐酸钾;T3,硝酸铵+10 g·kg^-1黄腐酸钾;T4,硝酸铵+15 g·kg^-1黄腐酸钾。结果表明:与CK处理相比,添加黄腐酸钾显著降低了土壤中的无机氮含量;当黄腐酸钾添加量≥10 g·kg^-1时,土壤中可溶性有机氮含量显著增加;T1、T2、T3、T4处理的净矿化和硝化速率随黄腐酸钾添加量的增加而减小,且均显著小于CK处理(P<0.05);添加黄腐酸钾显著提高了N2O和CO2的排放速率和累积排放量(P<0.05),N2O和CO2累积排放量随黄腐酸钾添加量的增大而增大。另外,N2O累积排放量与CO2累积排放量之间存在显著的正相关关系(R2=0.97,P<0.001)。分析表明,添加黄腐酸钾促进了微生物对氮素的净同化作用,能够显著降低土壤中的无机氮含量。另外,添加黄腐酸钾也刺激了反硝化作用,提高了N2O累积排放量。CO2累积排放量可作为量化N2O累积排放量的辅助指标。     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳矿化的影响

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理：不施肥处理（CK）,施氮磷钾化肥处理（NPK）,施70%化肥+30%有机肥处理（70F+30M）,施50%化肥+50%有机肥处理（50F+50M）,施30%化肥+70%有机肥处理（30F+70M）,于 2017 年早稻种植前采集耕层 （0—20 cm） 土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放 CO₂-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理（70F+30M、50F+50M 和30F+70M）土壤有机碳显著高于NPK处理（P<0.05）,平均较NPK处理提高了31.31%,以50F+50M和30F+70M处理较为显著。各处理有机碳矿化速率均在培养后的第1天达到峰值且差异显著,排序为50F+50M>30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为：30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量（P>0.05）,70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理（P<0.05）,分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率（累积矿化量占有机碳总量的比率）变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理（P<0.05）。施肥处理均不同程度地提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以30F+70M处理最高,较NPK提高了1.19倍。不同施肥处理较不施肥均未明显改变土壤有机碳周转速率及半周转期。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）、累积矿化量及累积矿化率均显著受土壤有机碳含量及投入碳量的影响,且呈现正相关关系。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）/土壤有机碳比值与所投入碳量呈现显著正相关（P<0.05）;土壤有机碳的周转速率常数（k）与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

华北石质山区坡位对栓皮栎人工林土壤温室气体排放的影响

山地及丘陵地带的坡位变化对温室气体的排放具有重要影响且存在很大的不确定性,选取华北石质山区不同坡位栓皮栎人工林下土壤为对象,采用室内培养法将不同坡位过筛土壤含水率调至60%的田间持水量(WHC)并培养256h,测定分析了土壤温室气体累积排放/吸收量、土壤理化性质及其相关性。结果表明,该地区不同坡位土壤整体表现为CO2、N2O的源,CH4的汇。坡位变化通过改变栓皮栎人工林植被的生长状况以及林下土壤的物理结构、速效养分和矿质氮含量的分布,间接影响了土壤温室气体的排放与吸收。受土壤矿质氮和速效养分含量等影响,土壤累积CO2排放量呈坡上>坡下>坡中的趋势,累积N2O排放量与累积CH4吸收量均呈坡上>坡中>坡下的趋势,坡上土壤温室气体增温潜势显著高于坡下与坡中土壤(P<0.05)。相关性分析表明,土壤累积CO2排放量与土壤硝态氮(NO3^--N)含量显著正相关(P<0.05),累积N2O排放量与土壤容重(BD)显著正相关,累积CH4吸收量与土壤pH、铵态氮(NH4^+-N)、全氮(TN)及溶解性有机碳(DOC)显著相关,且累积CO2排放量与累积N2O排放量呈显著正相关。因此,在该地区山地及丘陵地带进行人工林种植并评估土壤固碳效应时,应当高度重视坡上土壤温室气体累积排放与吸收的变化。     

不同温度及化肥绿肥施用比例对果园土壤有机碳矿化的影响

【目的】了解果园土壤有机碳矿化在不同温度下对不同绿肥施用量的响应关系,为构建果园生态系统的碳循环模型提供参数。【方法】采用室内培养模拟试验（培养期85 d）,在10、20、30℃等3个温度条件下,探讨化肥和绿肥不同比例（不施肥、100%氮肥、75%化学氮肥+25%绿肥、50%化学氮肥+50%绿肥、25%化学氮肥+75%绿肥、100%绿肥;各处理氮肥施用水平均为0.15 g N/kg风干土）还园量对果园土壤有机碳矿化特征的影响。【结果】各施肥处理土壤有机碳矿化速率均表现为培养前期保持较高水平,之后快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势;土壤有机碳矿化累积排放量为1439.4~4732.8 mg/kg,全绿肥处理土壤CO2累积排放量最大;土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤绿肥还园处理土壤有机碳矿化的温度敏感性（Q10）不同,以不施肥处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,25%氮肥+75%绿肥处理最高,各处理间差异显著（P＜0.05）。【结论】10~30℃温度条件下,果园土壤有机碳矿化速率表现为培养前期高,之后快速下降,培养后期相对稳定的趋势。不同比例化肥和绿肥施用显著提高了果园土壤有机碳累计矿化量。氮肥、绿肥还田和温度的共同作用可使果园向大气中排放的CO2增加。     

水葫芦富集水体养分及其农田施用研究

采用自然水体养殖及农田施用试验方法,对水葫芦(Eichhornia crassipes)的N、P、K吸收能力及其在农田施用效果进行了研究.结果表明,在研究试验条件下,水葫芦对N、P、K的富集系数分别达到N6641倍、P16 667倍、K6 560倍,42 d对N、P、K的吸收量可高达40.57、6.95和81.14 g·m~(-2).与常规施肥处理相比,施用水葫芦处理(等量的N、P投入)的土壤速效N除了苗期显著降低外,其他各时期无显著筹异,而速效P和速效K从苗期开始一直表现为不同程度的升高,说明施用水葫芦可促进土壤速效P、K的增加.但要获得较高的产量水平,应适当增加前中期氮肥施用水平.采用水葫芦控制性种养既可实现养分在水体与农田间的循环,还可减少农田化肥的施用量和农业面源污染,是一种良性的循环模式.     

等氮量条件下有机肥替代化肥对玉米农田温室气体排放的影响

[目的]明确大田等氮量条件下,有机肥替代化肥对玉米农田土壤温室气体(N20和Co2)排放及其增温潜势的影响,为稳定作物产量、减少化肥投入、减少氮肥流失、提高氮肥利用效率提供理论依据.[方法]2018和2019年大田采用静态箱-气相色谱法,以不施肥(CK)为对照,比较等氮量条件下常规单施化肥(NPK)、有机肥替代30％(...     

施肥模式对菠萝产量及农田氧化亚氮排放的影响

为探究不同施肥模式下菠萝（Ananas comosus）种植地土壤氧化亚氮（N₂O）的排放特征，筛选出既高产又减少N₂O排放的施肥方法。本试验以热带地区菠萝农田为研究对象，设置不施肥（CK）、常规施肥（NPK）、减量单施化肥（INF）、无机肥+有机肥配施（INF+M）、无机肥+有机肥+缓控肥配施（INF+M+S）等5个处理，利用静态暗箱?气相色谱法对菠萝整个生育期土壤的N₂O排放特征进行监测，并分析不同施肥模式下土壤温度、土壤含水量、硝态氮和铵态氮对N₂O排放的影响及菠萝产量间的差异。结果表明:INF+M+S，INF+M和INF处理下的菠萝产量比NPK处理的分别增加16.77%、6.66%和6.53%，且INF+M+S显著高于NPK。整个菠萝生育期，N₂O累积排放量和平均通量表现为NPK>INF>INF+M>INF+M+S>CK,且处理间差异显著；N₂O排放强度依次为NPK>INF>INF+M>INF+M+S>CK，处理间也表现出显著差异；同时，INF+M+S处理的排放系数也显著低于其他施肥处理；相关性分析发现，土壤硝态氮和铵态氮含量与N₂O排放通量呈极显著正相关。INF+M+S处理能够显著提高菠萝产量，降低菠萝整个生育期农田N₂O的排放量与排放强度，可作为菠萝较优的施肥模式。     

喷涂吡啶尿素对夏玉米/冬小麦轮作体系温室气体排放的影响

过量施用氮肥增加农田温室气体的排放,通过监测农田温室气体排放量寻求合理的氮素减排措施对农业生产有重要作用。本研究设置3个不同梯度喷涂吡啶尿素水平(N1-3)及不施氮肥(N0),在夏玉米和冬小麦生长期间采用静态箱法收集气体,研究土壤CO_2、CH_4和N_2O的排放特征,定量评价不同用量喷涂吡啶尿素的综合增温潜势。结果表明:不同喷涂吡啶尿素用量下的温室气体排放具有明显的季节性变化特征。玉米和小麦季土壤CO_2排放通量具有明显的季节性排放规律。CO_2平均排放通量小麦季明显低于玉米季,而CO_2累积排放量小麦季则高于玉米季;各施氮处理玉米和小麦季基肥和追肥后均出现显著的N_2O排放峰。整个轮作季,随喷涂吡啶尿素用量的增加,土壤对大气CH_4的交换通量有所降低,而土壤排放CO_2和N_2O的量有所增加。CO_2的综合增温潜势(GWP)对轮作系统总GWP贡献最大,而CH_4很小。玉米和小麦季各喷涂吡啶尿素处理的总GWP均高于对照;玉米季各处理的净GWP均为正值,是温室气体排放的一个源;而小麦季各处理的净GWP均为负值,是温室气体排放的一个汇。说明玉米/小麦轮作体系的综合增温潜势随施氮肥量的增加而增加,合理减施氮肥可以有效降低大气增温效应。     

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO2和N2O排放的影响

2013年6月～2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥（ F 处理,250 kg/hm2）、减氮20%（ LF 处理,200 kg/hm2）、减氮20%+黑炭（LFC）,以不施肥处理为对照（CK）,采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO2和 N2O排放通量动态进行测定。结果表明：①夏玉米-冬小麦田的土壤 CO2排放通量为21.8～1022.7 mg/（m2·h）,土壤 CO2排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5 cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO2累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。②施肥和灌溉是影响土壤 N2O排放的最主要因素,施肥期间 N2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%～74.5%和40.5%～43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。③夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的 N2O 排放系数为0.60%,减氮施肥的 N2O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

绿肥还土对黄壤和石灰土温室气体排放的影响

以贵州典型黄壤和石灰土进行盆栽试验，设置对照(不种绿肥)、光叶紫花苕、紫花苜蓿、黑麦草和油菜5个处理，探究种植不同绿肥还土后贵州典型土壤CO2、CH4排放通量特征及其与环境影响因子(温度、水分)的关系。结果表明：与对照相比，绿肥处理增加了土壤CO2排放，黄壤的CO2平均排放通量和累积排放总量大于石灰土的，而石灰土的CH4平均排放通量和总累积排放量大于黄壤的；绿肥处理提高了全球增温潜势(GWP)，黄壤和石灰土均以黑麦草处理的GWP最高，其次为油菜绿肥的，表明非豆科绿肥对土壤GWP的贡献大于豆科绿肥的；土壤类型、绿肥及其交互作用均对CO2排放通量具有显著影响，且土壤水分为土壤CO2排放的主要驱动因子，CH4排放通量仅受土壤类型影响。可见，在黄壤和石灰土中种植绿肥还土能增加CO2排放，对提升土壤肥力和生产力具有积极作用。     

干湿交替条件下铁氧化对水稻土CO_2排放的影响

以湖北省2种典型水稻土[咸宁市的中稻-冬闲水稻土(第四世纪红壤,XR)和潜江市的中稻-冬闲水稻土(钙质潮土,QR)]为材料,研究土壤干湿交替条件下[土壤落干(孔隙含水率55%)到完全淹水(土水比1∶1)]添加Fe2+对土壤Fe3+、可溶性有机碳(DOC)含量及CO2排放的影响,拟揭示水分转变过程中土壤活性铁氧化对土壤有机碳固持的影响。结果表明,整个培养期间,与CK(不添加Fe2+)相比,添加Fe2+促进了XR和QR土壤中活性铁的氧化,XR和QR土壤中Fe3+平均含量分别较CK提高了133.87%和95.66%。落干期间,与CK相比,添加Fe2+促进了CO2的排放,XR和QR土壤CO2累积排放量分别增加了59.77%和124.48%;促进了土壤DOC的积累,XR和QR土壤DOC平均含量分别提高了42.57%和23.71%。淹水期间,与CK相比,添加Fe2+抑制了CO2的排放,XR和QR土壤CO2累积排放量分别降低了54.03%和35.27%;培养前期促进了土壤DOC的积累,培养后期抑制了土壤DOC含量的积累,总体上XR土壤DOC平均含量降低了35.29%,QR土壤DOC含量提高了16.59%。整个培养期间,添加Fe2+后,XR和QR土壤CO2累积排放量分别降低了43.87%和22.14%。综上,我国南方富含铁氧化物的红壤具有更高的固碳减排潜力。     

花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响

为探讨花生壳生物炭用于农田土壤改良的效果,采用盆栽试验,结合静态箱-气相色谱法研究了施用不同剂量(0、0.5%、1%、2%、4%)花生壳生物炭对红壤和潮土的理化性质及温室气体排放变化特征的影响。结果表明,施用生物炭对潮土温室气体排放的影响较大,且两种土壤表现出不同的排放特征。总体上,潮土N_2O累积排放量显著高于红壤,与单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,潮土N_2O累积排放量显著降低,降幅达6.5%~26.6%;红壤N_2O累积排放量则随生物炭添加量的增加呈上升趋势,与单施氮肥处理相比,红壤N_2O累积排放量增幅为14.7%~54.3%。与对照相比,施用生物炭显著增加潮土CO_2排放,其累积排放量增幅最大为25.9%;而对红壤CO_2累积排放量则没有显著影响。此外,在施用不同剂量生物炭处理下,两种土壤CH_4排放无规律性变化,CH_4排放累积量总体在0左右。与空白对照和单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,两种土壤的固碳量显著增加,潮土增加了57.1%~78.7%,红壤增加了11.2%~59.9%;同时随生物炭的施用,潮土温室气体排放强度显著提高68.0%~76.8%,而生物炭添加量对红壤的温室气体排放强度无显著影响。分析认为,对潮土施用生物炭通过改变土壤容重、有机碳、无机氮等养分含量,显著提高温室气体排放强度,抑制供试作物生长,增强其净综合温室效应;而对红壤添加生物炭则可促进作物生长,其温室气体排放强度无显著增加,提升土壤固碳量,具有较好的生态效应。