针铁矿吸附态和包裹态有机碳在稻田土壤中的矿化及其激发效应

南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁矿的结合与赋存形式,但是有机碳与铁矿间的结合方式对有机碳在水稻土中矿化及其激发效应的影响机制尚不明确。以葡萄糖为典型小分子外源有机碳,通过制备针铁矿吸附态葡萄糖和包裹态葡萄糖,采用室内模拟培养实验,研究了两种铁矿结合态葡萄糖在淹水水稻土中的矿化特征及其激发效应。结果表明：与单独添加葡萄糖处理相比,碳铁复合物的添加分别使CO2和13CO2释放量增加了0.39倍~0.53倍和0.87倍~1.07倍,却使CH4和13CH4释放量分别降低了0.44倍~0.59倍和0.25倍~0.44倍。相对于针铁矿吸附态葡萄糖,针铁矿包裹态葡萄糖显著抑制了CH4释放。而且,碳铁复合物的添加均在一定程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO2,但抑制了来源于土壤原有有机碳的CH4释放。其中,针铁矿包裹态葡萄糖对来源于土壤原有有机碳的CH4释放量是针铁矿吸附态葡萄糖的1.33倍。针铁矿包裹态葡萄糖的快速矿化的碳库比例显著高于针铁矿吸附态葡萄糖,且其半衰期（T1/2）比针铁矿吸附态葡萄糖大10.85倍,其快库转化速率（k1）和慢库转化速率（k2）比铁矿吸附态葡萄糖的小10.74倍和19倍。其次,针铁矿包裹态葡萄糖对土壤有机质CO2累积激发效应表现为较弱的正激发(6.44 mg?kg-1),而对土壤有机质CH4累积激发效应则表现为负激发(-15.49 mg?kg-1),即针铁矿包裹态葡萄糖的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化(-9.05 mg?kg-1),从而增强了土壤有机碳的固持潜力。因此,不同结构碳铁复合物的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化,且针铁矿包裹态有机碳比针铁矿吸附态有机碳在水稻土中具有更强的稳定性和固碳效应。该研究结果也表明,水稻土中与铁氧化结合的小分子有机碳相对于游离态的有机碳,具有更强的生物稳定性,更低的矿化速率,而且能够抑制土壤有机碳的矿化,产生负激发效应,有利于增加土壤的长期固碳效应。     

我国土壤调理剂市场潜力分析(二) 土壤调理剂可修复退化土壤

<正>土壤调理剂是指加入土壤中用于改善土壤的物理和(或)化学性质,及(或)其生物活性的物料。广义上讲,对土壤性状具有改良和调节作用的物质都可以称为土壤调理剂。土壤调理剂的作用主要为:(1)改善土质,使酸化、盐化、板结、施肥过度土壤恢复活力。(2)改善土壤连作障碍,提供适宜生长的土壤环境,有利于土壤良性循环。(3)提高作物产量,改善品质,减少落花落果,提高结实率,提早收及延长采摘期,增加果实营养水平。(4)预防     

我国土壤调理剂的市场潜力巨大

<正>土壤调理剂对障碍土壤的改良起着重要的作用。从我国酸性土壤、盐渍化土壤、干旱土壤以及生物学障碍土壤的性质出发,对我国土壤调理剂的市场潜力进行分析后发现,我国酸性土壤调理剂市场需求量达3000万吨以上;改良盐渍化土壤常用的水剂潜在市场将近50万吨;干旱地区保水剂的市     

土壤调理剂对障碍土壤有重要改良作用

<正>土壤酸化已成为影响农业生产和生态环境的一个重要因素。土壤酸化始于活性质子(H+),由于氢质黏土性质的不稳定,当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐黏粒矿物表面吸附的氢离子达到一定限度后,这些粒子的晶格结构就会遭到破坏,铝氧八面体就会解体,使铝离子脱离了八面体晶格的束缚,转变成交换性的铝离子。土壤交换性铝的水解使土壤表现出酸度特征,依据水解程度的不同,一个Al3+水解可以产生1～3个氢离子。酸性土壤中含铝的原生和次生矿物风化也加速释     

菜田土壤有效磷供应临界指标分析

确定土壤有效磷供应临界值,对于菜田磷素推荐具有重要的参考价值。蔬菜根系浅、根长密度低的特征,以及受反季节设施栽培的影响,导致了大多数蔬菜对土壤有效磷供应强度的要求明显高于粮食作物。本研究汇总分析了近20年来发表的20余篇相关中文文献及在北京郊区的试验结果,计算了主要蔬菜的氮磷钾养分吸收参数及吸收比例,采用线性加平台方程拟合获得了一般菜田土壤有效磷的供应临界值,并对其影响因素进行了剖析。结果表明,在当季不施有机肥条件下,北方露地菜田土壤有效磷的供应临界值为27.0 mg/kg P;果类蔬菜的土壤有效磷供应临界值为56.7 mg/kg P,明显高于叶类蔬菜的临界值39.1 mg/kg P;施用有机肥显著降低了露地菜田土壤有效磷供应临界值;设施菜田土壤有效磷供应临界值高于同样施用了有机肥的露地菜田。     

京郊畜禽粪肥资源现状及其替代化肥潜力分析

随着都市型规模化养殖业快速发展,畜禽粪尿废物大量排放因缺乏足够面积土地消纳所带来的环境压力很大,而粪尿中的氮磷钾养分与化肥一样对作物同等重要,如何合理利用这些废物资源决定了都市化农业的可持续发展。该文针对京郊养殖业和农用地面积现状,结合调研、收集畜禽养分排泄系数和农田养分需求等参数,估算京郊固液粪便养分资源现状及其替代化肥的潜力。结果表明:京郊畜禽固液粪便中N、P、K养分量分别为58.7×103、21.3×103、29.8×103 t,其中固体粪便N、P、K养分分别为43.1×103、20.3×103和19.7×103 t,京郊畜禽固液粪便可分别满足农田N、P、K养分需求量的99.3%、185.2%、62.7%。大部分区县粪肥中P养分产生量超过作物P需求量,粮田秸秆还田可带入的N、P、K养分分别为11.0×103、1.6×103和15.0×103 t,情景分析表明在秸秆还田条件下,按照磷素平衡原则估算本地区所能消纳的粪肥所带入N、P和K养分数量分别为18.3×103、9.9×103和10.3×103 t,同时需要补充N、K化肥分别为29.8×103和22.2×103 t,其余粪肥则需经过堆肥化处理并输往外地。经过堆肥处理,固体粪肥可提供的N、P、K养分分别下降了23%、11%和12%,外输固体粪肥堆肥可进一步减少农田氮磷负荷以及可能的环境风险。     

亚热带稻田土壤持续固碳机制研究进展

为准确评估亚热带稻田土壤的固碳特性及其有机碳的储量动态变化情况,进一步提升稻田土壤肥力,从亚热带稻田土壤碳库储量的时空分布与演变规律、稻田土壤有机碳的输入、微生物固碳的功能、有机碳矿化特性及其作用机制等方面进行了探讨。我国亚热带区稻田土壤有机碳储量与固碳效应明显高于旱地,其突出的碳固持能力主要是由于水稻光合碳的输入、土壤自养微生物固碳及淹水限制了微生物活性、抑制植物残体微生物分解过程,促进以植物残体直接积累。稻田土壤有机碳的矿化速率受碳氮磷计量、水肥管理措施以及温度等因素调控,从而影响着稻田土壤的固碳减排效率与潜力。本文提出“碳中和”背景下稻田土壤固碳减排的研究展望：基于亚热带稻田土壤对我国农田土壤碳固碳减排方面的重要性,提出了系统研究稻田生态系统中土壤有机碳累积和转化的作用机制,构建高精度的区域土壤有机碳库模拟模型及储量估算方法,以助力提升农田土壤肥力,加快我国农业双碳目标和农业绿色发展。     

我国土壤调理剂市场潜力分析(四) 土壤调理剂的长期应用风险仍需探究

<正>据《中国农资》方面的报道称,土壤保水剂的市场潜力巨大;酸性土壤调理剂的市场潜力每年在1000万吨以上;盐碱地改良剂的市场潜力每年850万吨以上;土壤疏松剂的市场潜力每年200万吨以上;土壤连作障碍调理剂的市场潜力巨大;土传病害防治剂的市场潜力每年100万吨以上;露地蔬菜土壤、设施蔬菜土壤、果园等经济作物土壤复     

铁氧化物对厌氧水稻土中乙酸的矿化、转化及其激发效应的影响

乙酸是甲烷产生过程的重要底物,其在水稻土中的矿化和转化过程对水稻土碳循环和固碳减排具有重要意义。在长期淹水的水稻土中,铁作为重要的变价金属元素,对乙酸的矿化和转化可能具有重要影响。因此,本研究向水稻土中添加13C-乙酸、水铁矿和针铁矿,动态监测厌氧培养（100 d）期间CO2和CH4排放规律和土壤环境因子的变化规律,同时分析乙酸的矿化和转化特征以及CO2和CH4的激发效应,并解析不同铁氧化物在其中的作用效应。结果表明,培养结束后,只添加乙酸的处理中33%和36%的乙酸分别矿化为CH4和CO2,另外0.12%、2%和28%的乙酸分别形成了可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）和土壤有机碳（SOC）。乙酸添加引起了CO2负激发效应和CH4正激发效应。土壤产生CO2和CH4比例因乙酸的添加由3.46:1变为1.83:1。针铁矿的添加显著增加了乙酸来源的CO2累积排放量,但水铁矿对乙酸来源的CO2累积排放量却无显著影响。水铁矿和针铁矿均显著降低了SOC来源的CO2累积排放量,加剧了乙酸引起的CO2负激发效应。水铁矿和针铁矿均显著降低了乙酸来源的CH4累积排放量,对SOC来源的CH4累积排放量无显著影响。水铁矿和针铁矿显著增加了乙酸转化为MBC和SOC的比例。因此,乙酸在土壤中的矿化和转化行为会影响土壤原有有机碳产生CO2和CH4;水铁矿和针铁矿结晶程度不同,对乙酸的矿化、转化及其激发效应的影响也不同。研究结果可为稻田的固碳减排提供一定的理论依据和技术支撑。     

设施果类蔬菜土壤EC 值动态及盐害敏感性分析

在建立饱和及土水比1∶5（m∶v）条件下EC_e 与EC_1:5 相关关系的基础上,建立EC_1:5 的土壤盐分分级指标,评价了传统管理条件下设施越冬长茬和春茬的土壤盐分动态。结果表明：设施菜田土壤ECe 与EC_1:5 呈极显著正相关,在京郊土壤条件下换算公式为EC_1:5 =0.105 ECe;果类蔬菜中茄子和辣椒属敏感蔬菜作物,苗期和全生育期耐盐性根层土壤EC1∶5 临界值分别为0.10 dS·m -1 和0.30 dS·m ^-1,当季根层土壤EC1∶5 可接受调控范围为0.30～0.50 dS·m ^-1;番茄和黄瓜属非敏感蔬菜作物,苗期和全生育期耐盐性根层土壤EC_1:5 临界值分别为0.30 dS·m ^-1 和0.60 dS·m ^-1,当季根层土壤EC1∶5 可接受调控范围为0.60～0.90 dS·m ^-1;日光温室越冬长茬土壤EC_1:5 均值从定植至翌年3 月一直稳定在0.30～0.34 dS·m ^-1 之间,之后逐渐下降,7 月降至0.15 dS·m ^-1;塑料大棚春茬定植后根层土壤EC_1:5 逐渐下降,4 月之前为0.29～0.30 dS·m ^-1,7 月降至0.20 dS·m ^-1;结合蔬菜作物耐盐指标发现,传统管理条件下日光温室越冬长茬和塑料大棚春茬蔬菜作物在苗期易出现盐害问题;越冬长茬敏感蔬菜作物从定植至翌年3 月期间,土壤盐度易超过其耐盐临界值,需要合理水肥调控以防盐害。