秸秆、木质素及其生物炭对潮土CO2释放及有机碳含量的影响

研究添加秸秆、木质素及其生物炭后潮土CO2释放特征及土壤有机碳含量变化,为合理利用有机物料提供科学依据。采用室内模拟试验,等碳量(1%秸秆/土壤质量比)施入4种物料(秸秆、木质素及其裂解的两种生物炭),分析不同处理土壤CO2释放速率、累积释放量和有机碳、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)及微生物量碳(MBC)含量的变化与相关性。结果发现,土壤中添加不同物料对土壤CO2释放和有机碳含量有显著影响,秸秆和木质素能提高土壤CO2释放速率、累积释放量及有机碳矿化强度,均达到极显著差异,但两种生物炭处理与对照相比没有显著差异。在培养前期(30 d),不同物料均显著提高了土壤有机碳含量;但培养一年后,仅两种生物炭处理土壤有机碳含量较高,秸秆及木质素与对照相比没有显著差异。秸秆和木质素能显著增加DOC、ROC和MBC等土壤活性有机碳含量,而两种生物炭与对照相比没有明显差异;土壤DOC、ROC(167 mmol·L-1KMn O4)、ROC(33mmol·L-1KMn O4)和MBC直接影响CO2累积释放量,ROC(333 mmol·L-1KMn O4)对CO2累积释放量具有较强的间接作用。相对于秸秆和木质素而言,生物炭增加土壤有机碳含量,而没有增加CO2释放量,因此生物炭农用在固碳减排方面更具有积极意义。     

添加玉米秸秆对黑钙土重组有机碳含量及有机无机复合的影响

为了科学评价土壤的固碳性能和潜力,以黄土和红土母质及其发育的黑钙土为供试土壤,在田间调查的基础上,分别采集耕层和母质层土壤样品,研究添加有机物料后土壤重组有机碳含量、有机无机复合状况的变化。针对东北玉米主产区黑钙土秸秆还田技术推广中亟待阐明的科学问题,通过室内恒温培养试验模拟了一个作物生长期内,黑钙土母质和耕层土壤添加不同比例的玉米秸秆后,重组有机碳含量和有机无机复合状况的变化。结果表明:随秸秆添加量的增加,供试耕层土壤和母质中的重组有机碳含量、原土有机碳复合量均呈同步增加趋势,但原土有机碳复合度呈逐步下降趋势。在耕层土壤中,原土有机碳含量越低的土壤,其重组有机碳增量和原土有机碳复合量增率越大,说明原土有机碳含量低的土壤具有更大的固碳潜力。母质层土壤重组有机碳增量、原土有机碳复合量增率和追加复合量均大于耕层土壤,说明母质的固碳潜力远大于耕层土壤,且红土母质的固碳潜力更强。     

外源氯化钙对土壤有机碳积累的影响

[目的]本文旨在研究外源钙素对土壤中有机碳积累的影响。[方法]采用室内恒温模拟培养的方法,以连作10年的设施栽培土壤为研究对象,设置了不添加外源物质(CK)、添加氯化钙(T1)、添加水稻秸秆(T2)和同时添加氯化钙和水稻秸秆(T3)4个处理,对培养过程中土壤CO_2释放量及不同形态有机碳的含量进行了检测分析。[结果]添加外源氯化钙抑制了土壤中有机碳的矿化作用,CO_2累积释放量随培养时间呈下降趋势,与CK相比降幅由47.9%降到13.9%;随水稻秸秆的添加,氯化钙对有机碳矿化的抑制作用增强,但变化趋势相似,与单施水稻秸秆相比降幅由74.8%降到58.1%。添加外源氯化钙增加了土壤中总有机碳、可溶性有机碳和腐殖酸(胡敏酸、富里酸)的含量,在培养第24周,与CK相比增幅分别为9.2%、19.5%、44.3%和101.2%。但降低了微生物量碳,在培养24周降幅为13.3%。外源钙对总有机碳和可溶性有机碳的影响随新源有机碳的加入而增强,与单施水稻秸秆相比,在培养第24周增幅分别为29.2%和41.0%。[结论]添加外源氯化钙有利于土壤中有机碳的积累。     

小麦与秋豆秸秆配施对土壤有机碳固持的影响

为揭示麦秸与豆科秸秆配合还田对黑垆土有机碳固持的影响,尝试引入了自然δ13C技术并结合双指数模型方法,选取常年种植玉米的C4土壤,设不添加秸秆(CK)、添加小麦秸秆(W)、添加秋豆秸秆(L)、小麦秋豆秸秆组合添加(W+L)4个处理,进行了80d的恒温控湿室内培养试验。结果表明:培养结束后,秸秆添加处理(W+L、L、W)显著提高了CO_2累积释放量和有机碳含量,分别比CK高5.63、2.90、2.60倍和22.3%、10.7%和12.5%;W+L处理显著提高了土壤微生物量碳及微生物熵,分别比CK高39.5%和15.6%;同时W+L、L、W处理也提高了土壤惰性碳库及其占总有机碳的比例,分别比CK高2.82、0.756、1.98倍和2.27、0.569、1.64倍。较W处理,W+L处理的CO_2累积释放量、惰性碳库及其在土壤碳库所占比例和微生物量碳及微生物熵均明显增加,增加幅度分别为84.4%、28.1%、23.9%、25.3%和14.5%;同时,W+L处理明显提高了碳库中来自秸秆的新碳含量(Cstraw)及其所占比例(f),分别比W高86.5%和79.8%,且两种秸秆组合的土壤累积矿化量、有机碳含量和微生物量碳氮都表现出"加和效应"。综上,相比于禾本科作物秸秆单独还田,配施豆科绿肥秸秆会大幅提高土壤有机碳矿化量,同时仍能形成更多来自秸秆的新碳和增加土壤碳库稳定性,有利于土壤有机碳固持,且两种秸秆组合的"加和效应"在土壤固碳过程中发挥重要作用。     

外源有机物对淡黑钙土碳酸盐的干扰效应

由于淡黑钙土有机质含量低,碳酸盐含量较高,土壤肥力相对较差,因此为保证粮食的稳定增产,需对土壤进行改良,提升土壤肥力的主要措施是向土壤中添加有机物料,而有机物料的添加会影响碳酸盐的平衡。试验以淡黑钙土为研究对象,探讨添加有机物料对碳酸盐的影响。结果表明：有机物料的添加使土壤pH、HCO₃^-均有不同程度的提高;随着培养时间的增加,有机无机肥配施土壤碳酸盐含量升高,添加玉米秸秆处理的土壤碳酸盐含量下降;施用秸秆能有效提高交换性Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺含量,施用有机无机肥降低了交换性盐基中交换性Ca²⁺、Mg²⁺含量,提高了K⁺、Na⁺的含量。     

秸秆和硫酸铝对淡黑钙土有机矿质复合体及有机碳分布的影响

以吉林省典型土壤淡黑钙土为研究对象,采用室内恒温培养法研究在不同秸秆和硫酸铝添加量下,淡黑钙土中有机矿质复合体的含量及有机碳在其中的分布,探讨有机矿质复合体对淡黑钙土固碳的贡献。结果表明:对于秸秆和硫酸铝添加的所有处理,复合体含量均表现为G_1(钠分散组)G_0(水分散组)G_2(钠质研磨分散组);与对照相比,秸秆和硫酸铝添加使得淡黑钙土中G_0组复合体的含量降低,G_2组复合体的含量明显上升,而对G_1组复合体的含量影响不大。单位质量复合体中有机碳的含量大小表现为G_2G_0G_1,G_2组复合体中的有机碳含量最高(平均含量为95.92 g·kg~(-1)),约为单位质量G_0组和G_1组复合体中有机碳含量的3倍,G_0组(平均含量为33.89 g·kg~(-1))略高于G_1组(平均含量为32.25 g·kg~(-1))。秸秆和硫酸铝添加均有助于提高G_0组复合体中有机碳的含量;而G_1组复合体有机碳含量的变化主要受秸秆添加量的影响,随着秸秆添加量的增加,G_1组复合体有机碳含量增加;秸秆对G_2组复合体中有机碳含量的提高具有促进作用,而硫酸铝的影响则相反。各组复合体对淡黑钙土固碳的贡献率取决于土壤中复合体的含量及单位质量复合体中有机碳的含量,其对固碳贡献的大小顺序为G_1G_0G_2;有机矿质复合体(G_0+G_1+G_2)质量仅占淡黑钙土质量的约四分之一,但其对于淡黑钙土固碳的贡献却为61.96%~73.56%。     

秸秆还田配施氮肥对黑钙土有机碳及微生物量碳氮的影响

[目的]为完善黑钙土地区秸秆还田技术,提升黑钙土可持续生产能力提供理论和实践依据.[方法]以吉林省典型黑钙土为供试土壤,采用室内培养法研究秸秆与2种氮肥(尿素和磷酸二铵)配施对黑钙土有机碳(SOC)和微生物量碳氮的影响.[结果]黑钙土SOC含量随秸秆添加量的增加而增加,增幅达6.27％～31.84％.尿素和磷酸二铵配施...     

氮肥及硝化抑制剂配合施用对石灰性土壤二氧化碳释放的影响

为研究施用氮肥对同时含有有机碳及无机碳石灰性土壤碳释放的影响,在陕西杨凌进行田间试验,比较了不同施氮量(0、160、220 kg·hm~(-2))及其与硝化抑制剂(DCD)配合(N160、N220及N160+DCD、N220+DCD)对土壤pH值、矿质态氮含量和二氧化碳(CO_2)释放量的影响。结果表明:施用氮肥显著降低了耕层土壤pH;配施DCD后土壤pH降低幅度小于未加DCD处理;加入DCD使氮肥的硝化过程推迟了约20 d;未加DCD处理的土壤CO_2释放量随施氮量增加而增加,试验结束时(施肥37 d后)土壤CO_2累积释放量最高达到167.1 g·m~(-2)。与N0处理相比,N160和N220处理的土壤CO_2累积释放量显著增加,增幅分别为20.9%和25.7%;N160+DCD和N220+DCD处理显著降低了土壤CO_2累积释放量,比对应相同施氮量处理分别降低了13.5%和11.0%。上述结果说明施用氮肥会同时影响石灰性土壤有机碳及无机碳的释放,施用氮肥引起的土壤无机碳的释放值得关注。     

添加石灰和秸秆对土有机碳固持的影响

【目的】研究作物秸秆与石灰配施对土壤CO_2排放、土壤有机碳(SOC)固持、土壤无机碳(SIC)转化的影响机制,以及SOC固持对初始SOC含量的响应。【方法】采用室内恒温培养试验及稳定同位素技术(13C),选用经16年不同碳氮水平管理,且长期进行冬小麦-夏休闲种植的2个供试土壤样品:S_0N_0土壤(不进行秸秆还田+不施用氮肥)和S_1N_1土壤(高量秸秆还田+高量施用氮肥:240 kg·hm-2),将S_0N_0土壤和S_1N_1土壤分别在添加秸秆(12g·kg~(-1))或不添加秸秆以及添加石灰(3 g·kg~(-1))或不添加石灰的情况下于25℃黑暗条件中培养120 d。【结果】未添加秸秆和石灰时,S_1N_1土壤的CO_2累积释放量比S_0N_0土壤高出42.9%;添加等量秸秆不仅提高了S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2累积释放量(81.6%,70.4%),而且S_0N_0土壤CO_2累积释放量的增加幅度高于S_1N_1土壤,这说明秸秆的添加对初始SOC含量低的土壤即S_0N_0土壤的原SOC矿化影响更大。但是无论添加秸秆与否,石灰的加入使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2累积释放量分别降低了428.11和528.52 mg·kg~(-1)。与空白土壤相比,添加秸秆使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的SOC含量分别提高了2.95和3.19 g·kg~(-1);但是与单独添加秸秆相比,同时添加秸秆和石灰使S_1N_1土壤的SOC显著降低了1.36 g·kg~(-1),而对S_0N_0土壤的SOC含量没有影响。利用13C稳定同位素技术发现,添加秸秆能促使新形成SOC;其中,S_0N_0土壤中新形成的SOC含量比S_1N_1土壤高出0.77 g·kg~(-1);然而与单独添加秸秆相比,同时添加石灰和秸秆后新形成的SOC与其相差无几,说明石灰的加入对秸秆的腐解不会造成影响。在S_0N_0土壤和S_1N_1土壤中,添加秸秆使SOC净固持量分别提高了3 066.3和2 480.53 mg·kg~(-1);同时添加石灰和秸秆对S_0N_0土壤的SOC净固持量无显著影响,但是S_1N_1土壤的SOC净固持量则呈现下降的趋势。石灰的加入使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2释放量分别降低了469和529 mg·kg~(-1),同时使SIC含量分别提高了443和566 mg·kg~(-1)。【结论】初始SOC含量低的土壤具有更高的固碳潜力;添加钙源能够与土壤CO_2通过化学反应生成无机碳—碳酸钙的方式从另一个角度达到土壤固碳减排的目标。     

玉米秸秆添加对不同母质黑钙土有机碳含量及团聚体稳定性的影响

以吉林省2种成土母质发育的典型黑钙土为供试土壤,采用室内培养方法,探究加入不同比例秸秆(0,0.5%,1%,2%,3%,5%,10%,15%)后,黑钙土有机碳含量及团聚体稳定性的变化特征。结果表明：与对照处理相比,增加秸秆的施用量,有机碳含量低、中、高3种黄土耕层土壤(LLC-Ap、LMC-Ap、LHC-Ap)的有机碳增量分别为0.28～4.67倍,0.06～3.14倍,0.07～2.10倍;有机碳含量低、中、高3种红土耕层土壤(RLC1-Ap、RLC2-Ap和RHC-Ap)的有机碳增量分别为0.18～4.00倍,0.28～3.99倍,0.06～2.82倍;黄土母质(LC)的有机碳增量为1.41～37.80倍;红土母质(RC)的有机碳增量为1.48～38.23倍,说明低有机碳含量的土壤固碳潜力更强,母质的固碳潜力远高于耕层土壤。同时,随着秸秆施用量的增加,各类型土壤的团聚体平均重量直径(MWD)逐渐变大。且对于秸秆添加量相同的处理,各类型土壤团聚体的MWD值呈现出LLC-Ap1-Ap2     

添加有机物料后红壤CO2释放特征与微生物生物量动态

 【目的】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料（猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆）,培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为：小麦秸秆（1.51 g•kg-1）＞玉米秸秆（1.38 g•kg-1）＞猪粪（0.89 g•kg-1）＞鸡粪（0.78 g•kg-1）＞牛粪（0.50 g•kg-1）。添加几种有机物料后红壤CO2释放量存在显著差异,秸秆类有机物料分解释放CO2量相当于动物有机肥的2倍以上,其中小麦秸秆最高,牛粪最低,且有机物料分解释放CO2量与SMBC、SMBN、土壤可溶性有机碳（WSOC）和有机物料C/N呈显著相关。【结论】等碳量的有机物料施入红壤后能显著提高土壤CO2的释放速率和释放量,且土壤CO2释放量与土壤微生物量、可溶性碳和有机物料的C/N紧密相关。添加有机物料处理,土壤微生物生物量和碳源、氮源的有效性较高,有利于土壤养分的转化和释放。     

玉米秸秆与秸秆生物炭对2种黑土有机碳含量及碳库指数的影响

采用室内培养的方法,研究玉米秸秆、玉米秸秆炭和两者混合配施添加到有机碳含量不同的2种黑土之后对土壤矿化、土壤有机碳组分及土壤碳库的影响,为不同退化程度黑土的修复提供依据。结果发现,秸秆施入低有机碳土壤的CO_2释放量高于高有机碳土壤,秸秆炭施入对2种黑土CO_2释放无显著影响;秸秆对高有机碳土壤有机碳含量提高更显著,秸秆炭能提高2种黑土的有机碳含量;秸秆提升黑土活性有机碳含量,秸秆炭施入降低了黑土活性有机碳含量,2种土壤之间无明显差异;秸秆与秸秆炭配施提高黑土的微生物量碳含量效果最佳,且对高有机碳土壤提升更大;秸秆施入对高有机碳黑土的可矿化碳含量增加影响更大,秸秆炭降低了2种黑土可矿化碳含量。另外,秸秆与秸秆炭的施入对低有机碳土壤的碳库管理指数影响更大。结果表明,秸秆与秸秆炭混合配施,在保障养分供应的同时能提高土壤有机碳的储量。对于低有机碳黑土,适当增加秸秆炭的施入,更利于有机碳的固持;对于高有机碳土壤,宜适当提高秸秆的施入,可减少CO_2释放,提高土壤养分含量。     

干湿交替和外源氮对农田土壤CO2和N2O释放的影响

以黄淮海平原潮土区的砂壤土和黏壤土为研究对象,通过培养试验研究了干湿交替(干湿频率分别为0、2、6、12次)和外源氮(2种土壤中添加氮累计量均为220 mg N·100g~(-1)干土)下砂壤土和黏壤土的CO_2和N_2O释放模式的影响。结果表明,干湿交替和外加氮源显著激发了砂壤土和黏壤土的CO_2和N_2O的释放速率:干燥期越长,外加N源对土壤CO_2释放速率的激发效应越强;干燥期越短,外加N源对土壤N_2O释放速率的激发效应越强。两种土壤的CO_2和N_2O的释放速率对干湿交替的响应模式一致,砂壤土的碳氮矿化速率对干湿交替响应更为强烈,砂壤土的可溶性有机碳和无机氮(NO-3和NH+4)含量及温室气体排放速率均高于黏壤土。在外加氮源的条件下,干湿交替显著提高了砂壤土和黏壤土中可溶性有机碳和无机氮的含量,增大了实际生产中农田土壤无机氮淋失和温室气体排放的可能性。     

玉米秸秆添加量对黄土高原旱作农田土壤固碳特征的影响

【目的】探明不同玉米秸秆添加量对农田土壤固碳特征的影响.【方法】在甘肃省定西市李家堡镇进行玉米田间定位试验,设0(无秸秆还田,CK)、40g/kg(低量秸秆,T3)、60g/kg(中量秸秆,T2)、80g/kg(高量秸秆,T1)4个玉米秸秆还田处理.采用尼龙网袋法对540d观测期内的土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)动态变化特征进行分析.【结果】从整体来看,不同秸秆添加水平下SOC含量呈连续降低趋势;ROC含量于90d达到峰值后逐渐降低;MBC含量于180d达到峰值后逐渐降低.较之CK处理,T1、T2、T3水平均可提升土壤碳素含量,且随秸秆添加量的增加而增加.T2水平下土壤碳库活度指数最大,为1.25,该水平下秸秆残留率最小.【结论】秸秆还田处理土壤碳库管理指数(CPMI)随秸秆施入量的增加而增加.因此,在0~80g/kg玉米秸秆添加范围内,60g/kg水平更有利于土壤碳素的固持及土壤质量的改善.     

秸秆还田下褐土易氧化有机碳及有机碳库的变化特征

研究长期秸秆还田对褐土土壤有机碳(TOC)含量、有机碳储量(TOCs)与固碳速率(DTOC)、易氧化有机碳(ROOC)含量和碳库管理指数(CPMI)的影响,为评价土壤质量、固碳减排、培肥土壤提供理论依据。基于北方旱地连续24 a不同秸秆还田方式下春玉米长期定位试验,选择4个处理(秸秆不还田(CK)、长期秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎还田(SC)和秸秆过腹还田(CM))进行分析,通过测定土壤TOC与ROOC含量来确定碳库变化特征。结果表明,秸秆还田处理对0~20 cm土层TOC含量与ROOC含量影响显著,且先降低然后向一个新的平衡移动;CM处理对TOCs的维持最有利,SM,SC处理也对TOCs有显著的积极影响;DTOC表现为净释放,但CK处理的有机碳释放速率为秸秆处理的180.99%~135.57%;CM处理的CPMI值显著高于其他处理,且比CK高62.33%;碳库管理指数与易氧化有机碳含量呈显著正相关。可见,秸秆还田处理可极显著影响土壤有机碳固存,减少有机碳的释放,使土壤性质向良性发展,有利于培肥土壤、保护环境。     

豆科秸秆、氮肥配施玉米秸秆还田对秸秆矿化和微生物功能多样性的影响

基于施入物料的C/N比,采用室内培养试验,研究了苜蓿秸秆或者氮肥配施玉米秸秆在相同C/N(25∶1)下施入土壤对秸秆矿化和土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:相比于玉米秸秆单施和氮肥配施玉米秸秆,苜蓿秸秆配施玉米秸秆提高了CO_2累积释放量,降低了施入有机碳的矿化率,提高了土壤有机碳含量,有利于碳的存储。苜蓿秸秆或者氮肥配施玉米秸秆施入土壤提高了土壤无机氮含量,缓解了对土壤氮素固持作用;苜蓿秸秆配施玉米秸秆相比于氮肥配施玉米秸秆,延长了氮素的可利用性。秸秆施入提高了土壤微生物群落的生理代谢活性,但对微生物功能多样性指数没有显著性影响。氮输入量与土壤无机氮含量显著影响了群落生理代谢活性。     

矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解性能分析

研究矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解的性能,揭示鞘氨醇单胞菌在矿区复垦土壤沃土化中的作用,可为采煤沉陷区土地复垦和土壤质量快速提升提供科学依据.依托山西省襄垣县采煤沉陷复垦区的长期定位试验,通过矿化试验和腐解试验,测定活性碳变化、微生物数量及多样性指标,研究矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解性能.结果表明,添加菌剂有利于促进秸秆腐解能力.在培养期间,累计矿化量均以菌+秸秆处理最高,CK最低,添加菌剂的处理土壤矿化速率大于不添加菌剂的处理;灭菌土处理速效氮、磷、钾养分释放速率和活性有机碳含量高于不灭菌处理,其中,添加菌剂处理的养分释放速率和活性有机碳含量高于不添加菌剂处理,灭菌土条件下菌+秸秆处理的腐解率最高;在添加菌剂后土壤纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性均得到提高,具体表现为菌+秸秆>菌>秸秆>CK;在菌+秸秆处理中,细菌、放线菌、真菌的数量较多;0～72 h各处理的微生物多样性(AWCD)值增长快速,碳源利用能力处于最强的阶段,灭菌条件各处理增长率大于不灭菌处理,添加菌剂处理中微生物对碳源的利用能力大于不接菌处理.鞘氨醇单胞菌可以显著促进秸秆的腐解和养分释放,有利于矿区复垦土壤有机碳的累积和肥力的提高,可以作为矿区复垦土壤修复的良好菌质资源.     

氧化铁辅助农业固碳减排的技术探索

通过选取水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥,添加氧化铁后分别进行室内好气培养(25℃)和田间填埋矿化(夏季),以探索农业固碳减排的技术途径.结果表明,室内好气培养条件下,氧化铁明显降低了水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥的CO_2释放速率,整个培养期间的CO_2累积释放量分别由未添加氧化铁的10 934.45、5 426.12、5 288.43和794.90 mg CO_2-C·kg~(-1)降低为添加氧化铁的125.47、1 535.15、1 473.36和498.72mgCO_2～C·kg~(-1),以水稻秸秆的效果最为显著.田间填埋条件下,除了颗粒有机肥的有机碳降解速率基本未受氧化铁影响外,其余3种有机物料在每一取样阶段的有机碳降解速率均受到了氧化铁的有效抑制.填埋90 d后,水稻秸秆、猪粪和污泥的有机碳降解速率分别由未添加氧化铁的34.06%、14.91%和19.90%降低为添加氧化铁的24.25%、9.45%和14.24%,也以水稻秸秆的效果最为显著.可见,无论是室内好气培养还是田间填埋矿化,氧化铁均表现出对有机物料矿化降解的有效抑制作用,具有明显的有机碳固持能力.     

添加秸秆对长期不同碳氮管理土壤各粒级团聚体激发效应的影响

【目的】分析添加秸秆对长期不同碳氮管理土壤团聚体尺度激发效应的影响,为揭示秸秆还田对土壤有机碳(SOC)固持能力的内在影响机理提供理论依据。【方法】以2002年开始的长期定位试验中碳氮管理水平不同的2种供试土壤(S_0N_0.秸秆不还田+不施氮肥;S_1N_1.高量秸秆还田+高量氮肥(240 kg/hm~2))为材料,采用室内恒温培养试验,利用干筛法得到3种粒级的团聚体(粗大团聚体、细大团聚体和微团聚体),分别在添加玉米秸秆和不添加玉米秸秆的条件下于25℃黑暗培养70 d,测定各粒级团聚体的CO_2释放量、表观激发效应(PE)及有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量。【结果】未添加秸秆时,S_0N_0和S_1N_1土壤微团聚体的CO_2累积释放量均高于大团聚体(粗大团聚体和细大团聚体);添加等量秸秆后,2种土壤各粒级团聚体的CO_2累积释放量均有提高;在S_0N_0土壤中,粗大团聚体与微团聚体产生的表观PE无显著差异,但均显著小于细大团聚体;而在S_1N_1土壤中,不同粒级团聚体表观PE由大到小依次为细大团聚体粗大团聚体微团聚体。与未添加秸秆相比,添加秸秆后2种土壤各粒级团聚体SOC含量均显著增加,且2种土壤中各粒级团聚体SOC含量表现为微团聚体大团聚体。无论添加秸秆与否,在S_1N_1土壤中,大团聚体的DOC含量均显著高于微团聚体;而在S_0N_0土壤中,3个粒级团聚体的DOC含量无显著差异。在S_1N_1土壤中,未添加秸秆时,各粒级团聚体的MBC含量无显著差异;添加秸秆后,微团聚体的MBC含量显著高于大团聚体。在S_0N_0土壤中,未添加秸秆时,大团聚体的MBC含量显著小于微团聚体;而添加秸秆后,粗大团聚体的MBC含量显著小于微团聚体和细大团聚体。【结论】作物秸秆的投入会因产生激发效应,进而改变土壤各粒级团聚体中原SOC的矿化情况;不管土壤碳氮水平高低,微团聚体对SOC的保护作用均比大团聚体更好。     

冻融时黑土耕层土壤活性有机碳响应特征

以典型黑土区耕层土壤作为研究对象,采用室内模拟冻融的方法,研究了冻融循环次数(0、3、12次)与土壤含水量(自然含水量、饱和含水量)对土壤活性有机碳组分即可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒有机碳(POC)、微生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和可矿化碳(PMC)的影响。结果表明,虽然饱和含水量处理条件下多次冻融能够显著增加MBC质量分数(P0.05),但冻融对土壤活性有机碳组分的影响主要是通过自然含水量条件下,显著提高PMC、DOC和ROC的质量分数(P0.05),分别较未冻融处理提高了33.3%、67.9%和68.7%。少次冻融会增加黑土耕层土壤活性有机碳的质量分数,较高的水分条件不利于活性有机碳的积累。