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施用生物炭对土壤呼吸以及土壤有机碳组分的影响

         
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摘要

为确定生物炭对土壤呼吸速率以及土壤碳组分的影响,采用田间小区试验,以苹果果树枝条生物炭为试验材料,研究了添加0、20、40、60、80 t/hm2的苹果果树枝条生物炭后,小麦生态系统呼吸(Re)、土壤呼吸(Rs)、植物呼吸(Rp)、土壤TOC(总有机碳)、土壤POC(颗粒有机碳)、WSOC(土壤水溶性有机碳)和土壤AOC(易氧化有机碳)的变化以及各指标之间的相关性.结果表明,添加生物炭显著提高了小麦生态系统呼吸速率、土壤呼吸速率和植物呼吸速率,与对照相比分别增加了9.98％～27.57％、9.33％ ～ 19.47％和10.18％ ～30.14％,并且生物炭施用量为20和40 t/hm2时土壤呼吸速率显著高于其他两个处理,而对于小麦生态系统呼吸速率和植物呼吸速率来说,施用40 t/hm2生物炭时其值最高.对于土壤碳组分,施用生物炭显著提高了0 ～ 20 cm土层中土壤w(TOC)、w(POC)和w(AOC),并且土壤w(TOC)和w(POC)与生物炭施用量呈极显著正相关.对于WSOC而言,当生物炭施用量高于40 t/hm2时其值显著降低,与对照相比,0 ～10、＞10 ～20和＞20 ～ 30 cm三个土层中w(WSOC)分别降低了21.82％～28.37％、35.88％ ～36.58％和32.28％ ～ 44.07％.研究显示,适量施用生物炭能够提高土壤w(TOC)、w(POC)和w(AOC)而降低了w(WSOC),但同时也增加了小麦生态系统呼吸速率.%Biochar addition to soil has been widely accepted as a soil conditioner to improve soil physical and biochemical properties,increase crop yields and enhance fertilizer use efficiency.However,there has always been a dispute about whether biochar inhibits soil respiration.Five levels of branches-derived biochar from apple tree (0,20,40,60 and 80 t/hm2) were used.The effects of biochar on ecosystem respiration (Re),soil respiration (R,),plant respiration (Rp),total soil organic carbon (TOC),soil particulate organic carbon (POC),soil active organic carbon (AOC) and water-soluble organic carbon (WSOC) were investigated in a plot trial.The results showed that,compared to the control treatment,ecosystem respiration,soil respiration and plant respiration were increased by 9.98％-27.57％,9.33％-19.47％ and 10.18％-30.14％,respectively.Soil respiration was higher at biochar levels of 20 and 40 t/hm2 than that in the biochar levels of 60 and 80 t/hm2,while ecosystem respiration and plant respiration reached the maximum at 40 t/hm2.Biochar amendment significantly increased the contents of TOC,POC and AOC in the 0-20 cm soil layer,and the contents of TOC and POC were positively correlated with the biochar dosage.The contents of WSOC significantly decreased at biochar levels of 60 and 80 t/hm2,and it decreased respectively by 21.82％-28.37％,35.88％-36.58％ and 32.28％-44.07％ in 0-10,＞ 10-20 and ＞ 20-30 cm soil layers compared to the control.The results indicated that as a long-term mechanism of carbon sequestration,biochar improved the total soil organic carbon.In addition,soil respiration could be improved by biochar amendment.

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  • 来源
    《环境科学研究》 |2017年第6期|920-928|共9页
  • 作者

    王月玲; 周凤; 张帆; 马武功; 王强; 曹胜磊; 耿增超;

  • 作者单位

    西北农林科技大学资源环境学院,农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100;

    西北农林科技大学资源环境学院,农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100;

    陕西省宝鸡市辛家山林业局,陕西宝鸡721700;

    陕西省宝鸡市辛家山林业局,陕西宝鸡721700;

    西北农林科技大学资源环境学院,农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100;

    西北农林科技大学资源环境学院,农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100;

    西北农林科技大学资源环境学院,农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 环境地理学;
  • 关键词

    生态系统呼吸; 植物呼吸; 土壤颗粒有机碳; 土壤水溶性有机碳;

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