唐光木,徐万里,顾美英,姚红宇,蒲胜海,胡克林

1 中国农业大学资源与环境学院,北京 100193 2 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所,乌鲁木齐 830091 3 新疆农业科学院微生物应用研究所,乌鲁木齐 830091

二氧化碳、氧化亚氮和甲烷作为重要的温室气体,其排放量不断增加是引起全球气候变暖的重要原因[1],而农田生态系统是温室气体排放源之一,占全球温室气体总排放量的10%—20%[2],土壤碳库作为农田生态系统重要的碳库和碳源,碳储量高达2700亿 t[3],土壤碳库的微小波动对全球气候变化的影响不容忽视。因此,如何有效降低土壤碳库的温室气体排放量已成为当今人类亟待解决的问题。生物炭是生物质裂解或气化过程中获得的富碳物质[4],作为一种土壤改良剂,添加到土壤能够提高土壤质量[5]和促进作物生长[6]。同时,生物炭性质稳定,能够抵抗生物和非生物退化[7- 8],具有降低土壤有机质释放二氧化碳的潜力[9- 10],每年可减少1.8—9.5 Pg(1015g)二氧化碳排放[11]。因此,在固碳方面具有广泛的应用前景[8,12]。

生物炭作为高度稳定的有机物质,能长期持留在土壤中高达几千年或更久[13],对全球碳循环具有重要的影响。作为一种外源性有机物,生物炭添加到土壤,对土壤有机碳矿化速率有何影响,取决于自然条件、生物炭和土壤性质的不同[14]以及它们之间复杂的相互作用[15- 16],这使得生物炭对土壤有机碳矿化作用具有不确定性。研究报道,生物炭施用可以激发或抑制原有土壤有机碳矿化,被称为正激发或负激发效应[17- 19]。……