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

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

土壤有机碳动态模型的研究进展(英文)    杨丽霞,潘剑君

土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展    周莉,李保国,周广胜

农田土壤有机碳固定潜力研究进展    张国盛,黄高宝

退耕还林对黄土高原地区土壤有机碳影响预测    彭文英;张科利;杨勤科;

土壤有机碳研究进展    朱连奇;朱小立;李秀霞;

浅谈土壤有机碳密度及储量的估算方法    邵月红;潘剑君;许信旺;米高奇;

不同经营管理条件下土壤有机碳及其组分研究进展    赵鑫;宇万太;李建东;姜子绍;

华东地区农田土壤有机碳时空格局动态模拟研究    于永强;黄耀;张稳;孙文娟;

湿地垦殖对土壤有机碳影响的模拟研究    苏艳华;黄耀;

中国农田耕层土壤有机碳变化特征及控制因素    许信旺;潘根兴;汪艳林;曹志宏;

中国土壤有机碳研究综述    刘敏;

温度和土地利用变化对土壤有机碳矿化的影响    卢茜;唐英平;高人;尹云锋;马红亮;

土壤有机碳稳定性研究进展    吴庆标;王效科;郭然;

应用稳定性碳同位素研究土壤有机碳的来源构成    王百群;苏以荣;吴金水;

土壤有机碳稳定性影响因子的研究进展    安静;邓波;韩建国;杨富裕;

末次间冰期以来渭南黄土地区土壤有机碳碳库的演变    秦小光;宁波;殷志强;穆燕;

中国东北样带土壤有机碳对环境变化响应的研究    周莉;周广胜;

喀斯特地区不同生态系统土壤有机碳氮特征:以贵州普定为例    李富山;韩贵琳;唐杨;吴起鑫;

区域土地利用方式对土壤有机碳的影响    邱海源;黄志伟;王宪;

退耕还湿对菜子湖湿地土壤有机碳组分与质量的影响    汪青;张平究;

全球循环与土壤有机碳    步宣

人为因素影响土壤有机碳含量    中国科学院南京土壤研究所 李珍素

中国耕作土壤固碳有潜力    李云

水土流失对黑土坡耕地土壤有机碳的影响    魏守才

黑土母质熟化过程中的土壤有机碳组分与结构变化特征    尤孟阳

东北地区主要旱田土壤有机碳动态变化及固碳潜力估算研究    李慧

农用地分等中样点布设对表征土壤有机碳空间变异的尺度效应研究    范胜龙

神农架巴山冷杉林土壤有机碳及其影响因素研究    崔鸿侠

东北地区主要旱田土壤有机碳动态变化及固碳潜力估算研究    李慧

不同尺度区域农田土壤有机碳分布与变化    许信旺

中天山北坡土壤有机碳空间分布规律研究    徐华君

黄土区侵蚀与干旱环境中土壤有机碳氮的变化与迁移    王百群

土壤有机碳和氮的分布及其对气候变化的响应    王淑平

山地丘陵区耕地土壤有机碳密度空间变异特征分析及预测    肖林林

温度和水分对山西省地带性土壤有机碳矿化的影响    蔚耀洲

不同农作管理措施对东北地区农田土壤有机碳未来变化的模拟研究    李悦

张广才岭西坡地形因子和保护机制对土壤有机碳积累的相对影响    姜航

森林土壤有机碳氮分布及矿化特征    黄琳琦

复垦土壤有机碳空间插值及监测样点优化布局研究    刘孝阳

不同施肥和耕作方式对新修梯田土壤水分和碳氮磷动态的影响    李隽婷

温度变化对土壤有机碳矿化及其动力学特征的影响    王莲阁

西南丘陵区保护性耕作下旱作农田土壤有机碳、氮相关组分的研究    贾会娟

浙江凤阳山不同林分土壤有机碳矿化研究    张洋