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CO_2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CO_2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CO_2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CO_2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CO_2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。