牛粪配施生物质炭的土壤碳净变化率和腐殖物质组成研究*
2021-07-22赵婷婷柳新伟崔德杰孔祥平李国宾宋祥云
赵婷婷,刘 蕾,柳新伟,崔德杰,孔祥平,李国宾,宋祥云†
(1. 青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛 266109;2. 青岛农业大学资源与环境学院青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛 266109;3. 青岛市崂山区农业农村局,山东青岛 266101;4. 青岛农业大学化学与药学院,山东青岛 266109)
有机肥和生物质炭均可以提高土壤有机质的含量[1-3]。牛粪作为传统的有机肥可以通过增加土壤腐殖物质(humic substances,HS)的含量而增加土壤有机质,提高土壤肥力[4]。长期施用有机肥能显著提升稻田生态系统土壤固碳量,且随着有机肥用量的增加土壤固碳量增大[5]。HS是土壤有机质的重要组成部分,其组成和结构变化直接影响土壤性质[6]。长期施用有机肥能提高土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)及HS含量[7-8]。
生物质炭对土壤固碳、提高土壤肥力有重要作用[9]。生物质炭中的芳香碳所占比例较大,相对而言更稳定[10-11]。SOC量随着生物质炭施用量的提高而增加[12-14]。生物质炭可影响土壤HS的数量及结构[15]。韩玮等[16]将生物质炭施入水稻土后发现,SOC增加,且随着生物质炭用量的增加,土壤胡敏酸(humic acid,HA)和富里酸(fulvic acid,FA)的比例逐渐下降,而残留的黑碳和土壤胡敏素(humin,Hu)显著增加。生物质炭提高了土壤Hu的相对含量,增加了土壤中相对稳定性碳的比例[15]。
虽然施用有机肥或生物质炭均可增加土壤HS进而提高土壤有机质的含量。然而,牛粪配施生物质炭在土壤碳净变化率和HS组成、化学结构特征上的影响有待进一步研究。
本研究对比分析了牛粪、牛粪配施生物质炭对土壤碳净变化率的影响以及对土壤HA、FA和Hu形成转化和结构特征的影响。……
