控制条件下水肥耦合对黄泥田还田秸秆腐解及土壤碳转化的影响

【摘要】：【目的】研究秸秆还田后不同水温和肥剂管理措施下土壤碳素转化特征。【方法】以华中双季稻区低产水稻土黄泥田为供试材料,模拟早稻和晚稻秸秆还田的田间环境,在实验室控制条件下,开展了两种温度环境中(15℃、35℃)不同水分(40%和100%最大田间持水量,即40%WHC、100%WHC)、配施氮肥类型(尿素、猪粪即U、M)、以及促腐菌剂添加对秸秆腐解效果及其过程中土壤碳素转化影响的研究。对水稻秸秆腐解过程中土壤CO2释放量、以及土壤可溶性有机碳(DOC)和总有机碳(TOC)含量在105天培养周期内变化特征进行动态监测分析。【结果】两种温度环境中整个培养周期内,各处理的CO2释放速率和释放总量通常表现为100%WHC-M100%WHC-U40%WHC-M40%WHC-U,即猪粪优于尿素的规律,而不论配施何种氮肥都存在100%WHC40%WHC(P0.01)的现象,同时40%WHC条件下辅施菌剂可显著提升CO2释放量;与此相反,两种温度环境下DOC含量都表现为40%WHC-M40%WHC-U100%WHC-M100%WHC-U(后两者差异小),即40%WHC条件下DOC含量显著高于100%WHC(P0.05),且配施猪粪处理优于配施尿素处理,但这两种氮肥处理间差异随培养时间延长而减小;以CO2-C释放量计算0 7 d、0 28 d、0 105 d内物料分解率,结果表明,35℃时100%WHC-U的处理中物料分解最快,15℃时40%WHC-M的处理中物料分解最慢。与之对应,105 d内TOC含量和净增量则在35℃时100%WHC-U的处理中最小(P0.01),而在15℃时40%WHC-M的处理中最大(P0.01);TOC的净增量和净损失量在相同温度条件下,尤其试验前期不同水分(P0.01)、氮素(P0.05)间均存在显著差异,且促腐菌剂添加普遍减小TOC含量;培养周期内所有处理的CO2释放速率与DOC含量间存在显著相关(P0.05)。【结论】水分状况对碳素的转化存在极大影响,其次是氮肥类型,且氮肥的影响作用随秸秆还田时间的延长而减弱;高湿条件更利于促进秸秆腐解,但导致土壤DOC含量较低,TOC的固持量也较少,而配施猪粪则可促进土壤DOC含量的提升及TOC的固持;促腐菌剂添加可促进秸秆腐解,但由于40%WHC条件下显著激发了CO2的释放而不利于土壤固碳。因此在华中低产黄泥田双季轮作稻区,早稻还田时由于气温高周期短,建议保持100%WHC、辅施适量尿素、并配合添加秸秆腐解菌剂,侧重秸秆快腐;而晚稻还田时气温低周期长,建议保持40%WHC并辅施缓效猪粪,侧重土壤固碳。 【作者单位】： 浙江大学环境与资源学院 浙江省亚热带土壤与植物营养重点实验室;
【关键词】： 碳素转化 水温肥剂耦合管理 秸秆快腐 低产水稻土 培肥 固碳
【基金】：国家公益性行业(农业)科研专项项目(201003016) 国家重点基础研究发展973计划项目(2011CB100502) 国家科技支撑计划课题(2012BAD15BO4-2)联合资助
【分类号】：S141.4
【正文快照】： 土壤呼吸是陆地生态系统与大气之间第二大碳(C)通量,能达到C 68 80 Pg/year[1],而每年10%左右的土壤碳以CO2形式进入大气。有机质是改善土壤理化、生物性状的物质基础,若有机碳归还不足易导致土壤肥力衰退[2]。作物秸秆可作为丰富的有机质资源还田,增加土壤有机碳和缓解土壤养

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

玉米秸秆腐解过程物质组成及胡敏酸的动态变化Ⅰ.物质组成的动态变化    王旭东,于天富,陈多仁,殷宪强

粪肥腐解过程中不同溶性腐殖质态铜、锌变化及其结合竞争    刘帅;卢丽兰;张俊峰;刁世勇;王旭东;

农田不同肥力条件下玉米秸秆腐解效果    王旭东;陈鲜妮;王彩霞;田霄鸿;吴发启;

蓝藻自然腐解特性研究    赵悬悬;朱光灿;许丽娟;吕锡武;

常温条件一种速腐剂对玉米秸秆的腐解效果    杜金钟;孙美然;赵志兰;邢素丽;

植物物料的化学组成和腐解条件对新形成腐殖质的影响    程励励,文启孝,吴顺令,徐宁

植物残体腐解物能态特征及其与组分的关系    陈思根,张一平,白锦鳞,李艳霞

植物残体腐解过程腐解物热解特征的研究    白锦鳞,张一平,陈思根,杜建军,李叙勇,杜建平

玉米秸秆腐解过程的红外光谱研究    吴景贵，席时权，曾广赋，汪冬梅,姜岩，王明辉

复合污染旱田黄土中还田秸秆动态腐解的光谱学特性    范春辉;张颖超;许吉婷;王家宏;

粪肥腐解过程铜锌的形态分布及其竞争关系    王旭东;卢丽兰;

不同用量速腐剂对玉米秸秆的腐解效果    杜金钟;孙美然;赵志兰;邢素丽;

气候和土壤类型对秸秆长期腐解过程中秸秆组成与微生物群落结构协同演变的影响    孙波;王晓玥;蒋瑀霁;汪峰;

有机物料不同腐解期胡敏酸的性质变化    王旭东;胡田田;陈多仁;张一平;

不同水氮条件下不同微生物腐解剂对玉米秸秆腐解效果研究    王凌;郝桂琴;何玲;耿暖;茹淑华;孙世友;张国印;

烤烟秸秆快速腐解还田    省土壤肥料工作站供稿

秸秆还田五注意    王信

秸秆还田“五注意”    薛志成

秸秆还田需注意的问题    刘旭

秸秆还田需注意的问题    刘文

说说机械化秸秆还田    秋林

培养条件下小麦及玉米秸秆在土壤中的腐解特性研究    Shaukat Ali Abro

大蒜秸秆腐解物化感作用研究及化感物质鉴定    韩旭

水旱轮作条件下秸秆还田的培肥和增产效应    武际

还田麦秸腐解动态及其与施氮的关系    路平

广西主要作物秸秆腐解特征研究    罗文丽

植物残体腐解过程物质组成与能量变化特征    赵聪

水稻与小麦两种秸秆及其组分在淹水土壤中腐解进程的差异    徐一然

不同作物残体在不同土壤中的腐解和养分释放速率研究    邵丽

粪肥腐解过程不同溶性腐殖物质结合态铜锌的动态变化    卢丽兰

还田秸秆腐解特征及其对稻田土壤碳库的影响研究    陈尚洪

土壤中有机残体腐解过程的有机酸动态变化研究    陈小燕

作物秸秆还田的腐解特征及培肥增产的效应    汪玉芳

荒漠绿洲生态系统中植物残体腐解特征的研究    孙本华