秸秆不同的还田方式对稻田土壤有机质激发效应的影响【字数:5810】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验地的基本情况 2
1.2施入有机质的基本性质2
1.3野外试验田的布设2
1.4土壤样品的采集与分析2
1.5温室气体排放监测与测定3
2实验结果与分析3
2.1 温室气体CO2随时间变化的排放情况3
2.2 13C相对丰度的测定 4
2.3土壤有机质和外源有机质的13C丰度6
2.4原SOM和外源有机质中有机碳含量 6
3讨论7
4结论7
致谢7
参考文献8
图1 CO2排放通量3
图2 CO2累计排放通量规律图4
图3 CO2的13C的相对丰度4
图 4外源有机质排放CO2的比例5
图5外源有机质CO2的排放速率5
图 6 SOM的CO2排放速率 5
图7不同来源的有机碳7
表1施入有机质的基本性质2
表 2 土壤有机碳和外源有机质13C丰度6
秸秆不同的还田方式对稻田土壤有机质激发效应的影响
引言
自从2000年开始,人类活动产生的CO2每年平均增加3%[1],不断加快全球气候的变化,而且这一变化是危险而不可逆的[2],为了缓解现状,需要一个 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072#
有效的解决途径。一些研究表明,为了稳定全球平均温度,人类产生的温室气体必须维持在最高上限以下[36],如果人类排放CO2超过了最大安全累积排放量,无论温室气体排放量如何减少都不会使气候恢复到安全范围以内[7]。
生产生物质炭并将其储存在土壤中,一直被认为是减少大气中CO2的有效措施[813]生物质炭的固碳减排潜力主要源于其高度的稳定性[1416]减缓了光合作用固定的碳返回大气的速率,而且是一种由生物废弃物合成的可再生的生物能源[1718];在肥沃性较低的土壤中,能够显著提高农作物的产量,减少养分的流失,提高土壤的保水能力;生物质炭对于微生物的分解也具有一定的抵抗能力[19],在土壤中可以存在几百年甚至几千年[20]。但生物质炭的热裂解条件和性质不同,对于微生物的抗分解能力也不同,即其微生物稳定性也不尽相同。[21]研究发现低温和中温热裂解的生物质炭矿化性相对较快,高温热裂解的生物质炭矿化相对较慢。
生物质炭无论在大型工厂还是小型农场都可以生产。应用各种热裂解技术还可以生产出不同性质的生物质炭和生物能源产品,例如,生物油和合成气。热裂解有两个过程,即快速热裂解和慢速热裂解,快速热裂解最多只需要几秒钟就可以完成,相比慢速热裂解会产生更多的生物油和更少的生物质炭。在面对维持作物产量、减少温室气体排放及适应气候变化和人口持续增加的挑战下,生物质炭在缓解农业废弃物的同时能改善土壤质量,有效地改善粮食品质,并很好地发挥了固碳减排的作用。对于缓解全球CO2的排放具有重要的意义。
本次试验主要通过稳定性同位素示踪分析外源碳的微生物利用和代谢,探究秸秆不同的还田方式中不同活性的外源有机碳在稻田土壤中的矿化,及其对土壤有机碳激发效应的影响。明确生物质炭的优势所在,并对其稳定性展开深入研究,讨论其在固碳减排的作用;外源有机质输入下土壤的呼吸变化;生物质炭添加是否会导致对老碳分解的激发效应及其年际持续性;生物质炭是否会增加老碳的稳定性或可能促进土壤固碳作用;最终为认识生物质炭的农田可持续固碳减排效应及其机理提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验地基本情况
田间试验在田娘农业科技有限公司的试验田进行,位于江苏省常熟市白茆镇康博村(31°35′N,120°55′E),属中亚热带湿润气候,年平均气温14.5℃,年平均降水量1054mm。试验田土壤类型为水稻土,0—15cm耕层的基本性质为:pH(H2O):7.26,有机碳:28.47gkg1,全氮:1.99 gkg1,速效磷:23.55 mgkg1,速效钾:79.7mgkg1。
1.2施入有机质的基本性质
本试验所用生物质炭是由河南三利新能源公司提供,其炭化原料为玉米秸秆,350℃550℃下限氧热裂解炭化所得。秸秆采用的是玉米秸秆,厩肥采用的是牛粪(玉米秸秆喂养)。
表1 施入有机质的基本性质
Tab1. The properties of exogenous organic matter
Organic matter
pH
Organic carbon (g kg1)
Total N (g kg1)
Total P (g kg1)
Total K(g kg1)
Amended OM (δ13C‰ PDB)
CS
6.19
489.9
4.38
3.14
6.02
12.93±0.07
CM
8.85
510.1
1.52
70.45
29.92
原文链接:http://www.jxszl.com/hxycl/zyyhj/561003.html