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生物质炭和秸秆配合施用对土壤有机碳氮转化的影响

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 00:26:57
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生物质炭和秸秆配合施用对土壤有机碳氮转化的影响【摘要】:我国秸秆产量居世界第一位,对其不当的处理不仅会造成资源浪费,还会导致环境污染。秸秆直接还田或制备成生物质炭再还田,均是固碳于

【摘要】:我国秸秆产量居世界第一位,对其不当的处理不仅会造成资源浪费,还会导致环境污染。秸秆直接还田或制备成生物质炭再还田,均是固碳于土的重要措施,尤其是生物质炭,它被认为在固碳方面有着非常重要的作用。为了探讨生物质炭和秸秆的输入对土壤碳、氮构成和转化的作用,本研究通过在恒温恒湿条件下的为期200d的室内培养试验,研究了单施生物质炭、秸秆及两者配合施入对两种类型土壤中的二氧化碳释放特征、各形态的有机碳(总有机碳、微生物碳、高活性有机碳)以及含氮化合物(全氮、微生物氮、硝态氮、铵态氮、游离氨基酸)变化的影响,及其受外加氮源的影响,取得以下主要结论和进展:(1)研究了单施生物质炭或秸秆以及两者配合施用对土壤有机碳转化的影响。单施秸秆可提高土壤中二氧化碳的释放速率和累积释放量,单施高水平生物质炭可抑制土壤二氧化碳的释放,两者配合施用,可促进秸秆的矿化,这跟生物质炭的生物催化功能有关;单施秸秆或生物质炭可提高土壤有机碳和高活性有机碳含量,单施秸秆可提高微生物碳;生物质炭对微生物碳影响较小,两者配施对有机碳的交互效应为负值,对高活性有机碳和微生物碳的影响方向和程度与培养时间及土壤类型等有关,当培养到80d,高量秸秆(4%)与生物质炭配施对微生物碳表现为负交互效应,低量秸秆(2%)与生物质炭配施则为正交互效应。(2)探明了单施生物质炭或秸秆以及两者配合施用对土壤含氮组分转化的影响。单施秸秆可提高土壤全氮、微生物氮和游离氨基酸含量,降低硝铵态氮含量;单施生物质炭可提高土壤全氮和游离氨基酸含量,对土壤微生物氮含量无明显影响,对土壤硝铵态氮的作用较为复杂,与培养时间、生物质炭或秸秆的配施量有关,当施用高水平的生物质炭(4%)会降低土壤中硝态氮含量,施用低水平的生物质炭(2%)可在培养中前期(21d到70d)提高黑垆土硝态氮含量,但会使塿土中的硝态氮含量降低;两者配施对全氮、硝铵态氮表现为正交互效应,对微生物氮交互效应与培养时间和土壤类型等有关,当培养20d,高水平的生物质炭和秸秆(4%)配合施用对黑垆土微生物氮的交互效应为正值,而培养到80d时的交互效应为负值。(3)研究了无机氮源与生物质炭和秸秆混施对土壤有机碳转化的影响。添加无机氮源可以在一定时间范围内提高土壤有机碳矿化速率;两种供试土壤中二氧化碳释放总量以及有机碳、高活性有机碳含量对外源氮的响应方向不同,如外加氮源可提高黑垆土有机碳含量,但不能提高塿土有机碳的含量;外源氮可提高土壤微生物碳含量。 【关键词】:秸秆 生物质炭 土壤碳氮构成 黑垆土 塿土
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S153.6
【目录】:
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-12
  • 第一章 文献综述12-20
  • 1.1 秸秆利用现状及其矿化特征12-13
  • 1.1.1 秸秆利用现状12
  • 1.1.2 秸秆的矿化特征12-13
  • 1.2 生物质炭的概念及其特性13-14
  • 1.2.1 生物质炭的概念13
  • 1.2.2 生物质炭的特性13-14
  • 1.3 生物质炭在农业上的应用14-17
  • 1.3.1 生物质炭对土壤性质、肥力的改良14-15
  • 1.3.2 生物质炭对土壤有机碳的影响15-16
  • 1.3.3 生物质炭对土壤氮素转化和挥发的影响16-17
  • 1.4 本研究的目的及内容17-19
  • 1.4.1 研究目的17-18
  • 1.4.2 研究内容18-19
  • 1.5 技术路线19-20
  • 第二章 生物质炭和秸秆配施对土壤有机碳转化的影响20-37
  • 2.1 引言20
  • 2.2 材料与方法20-22
  • 2.2.1 试验材料20-21
  • 2.2.2 试验设计21
  • 2.2.3 样品采集与指标测定方法21-22
  • 2.2.4 数据处理22
  • 2.3 结果与分析22-33
  • 2.3.1 二氧化碳释放规律22-26
  • 2.3.2 土壤微生物碳变化26-29
  • 2.3.3 土壤有机碳变化29-31
  • 2.3.4 土壤高活性有机碳变化31-33
  • 2.4 讨论33-35
  • 2.4.1 生物质炭和秸秆配合施用对二氧化碳释放的影响33-34
  • 2.4.2 生物质炭和秸秆配合施用对土壤微生物碳的影响34
  • 2.4.3 生物质炭和秸秆配合施用对土壤有机碳的影响34-35
  • 2.4.4 生物质炭和秸秆配合施用对土壤高活性有机碳的影响35
  • 2.4.5 微生物量碳、土壤呼吸和有机碳储量之间的关系35
  • 2.5 结论35-37
  • 第三章 生物质炭和秸秆配施对土壤氮组分转化的影响37-53
  • 3.1 引言37
  • 3.2 材料与方法37-39
  • 3.2.1 试验材料37-38
  • 3.2.2 试验设计38
  • 3.2.3 样品采集与指标测定方法38-39
  • 3.2.4 数据处理39
  • 3.3 结果与分析39-50
  • 3.3.1 土壤全氮变化39-41
  • 3.3.2 土壤微生物氮变化41-44
  • 3.3.3 土壤硝铵态氮变化44-47
  • 3.3.4 土壤游离氨基酸变化47-50
  • 3.4 讨论50-51
  • 3.4.1 生物质炭和秸秆配合施用对土壤全氮的影响50
  • 3.4.2 生物质炭和秸秆配合施用对土壤微生物氮的影响50
  • 3.4.3 生物质炭和秸秆配合施用对土壤硝铵态氮的影响50-51
  • 3.4.4 生物质炭和秸秆配合施用对土壤游离氨基酸的影响51
  • 3.5 结论51-53
  • 第四章 添加无机氮源对土壤有机碳转化的影响53-66
  • 4.1 引言53
  • 4.2 材料与方法53-55
  • 4.2.1 试验材料53
  • 4.2.2 试验设计53-54
  • 4.2.3 样品采集与指标测定方法54-55
  • 4.2.4 数据处理55
  • 4.3 结果与分析55-62
  • 4.3.1 二氧化碳释放规律55-58
  • 4.3.2 土壤微生物碳变化58-60
  • 4.3.3 土壤有机碳变化60-61
  • 4.3.4 土壤高活性有机碳变化61-62
  • 4.4 讨论62-64
  • 4.4.1 添加无机氮源对二氧化碳释放的影响62-63
  • 4.4.2 添加无机氮源对土壤微生物碳的影响63-64
  • 4.4.3 添加无机氮源对土壤有机碳的影响64
  • 4.4.4 添加无机氮源对土壤高活性有机碳的影响64
  • 4.5 结论64-66
  • 第五章 结论66-68
  • 参考文献68-77
  • 致谢77-78
  • 作者简介78


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