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生物质炭对红壤水稻土有机碳分解和重金属形态的影响
作 者: 匡崇婷
导 师: 胡锋;李忠佩
学 校: 南京农业大学
专 业: 土壤学
关键词: 生物质炭 土壤有机碳矿化 微生物生物量 δ13C 重金属
分类号: S153.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
生物质炭孔隙结构发达,比表面积巨大,带负电荷多,高度芳香化,具有很强的吸附特性和高度的稳定性。基于以上特性,添加生物质炭对土壤性质和功能的影响日益受到关注,成为目前的一个研究热点。本文通过采集江西鹰潭红壤水稻土的样品,布置室内培育试验,研究添加小麦秸秆源的生物质炭对红壤微生物生物量碳、氮及有机碳矿化的影响;用δ12C方法研究玉米秸秆源的生物质炭对土壤中原有有机碳分解的影响;在铜锌污染的土壤中添加不同温度烧制的生物质炭,研究生物质炭对铜锌污染土壤的改良效果。结果表明:红壤有机碳矿化速率在培养第2天达最大值后迅速降低,培养7天后下降缓慢并趋于平稳;添加生物质炭降低了土壤有机碳的矿化速率和累积矿化量,培养结束时,不加生物质炭的对照处理中有机碳的累积矿化量分别比添加0.5%和1.0%生物质炭的处理高10.0%和10.8%。此外,生物质炭的加入显著提高了土壤微生物生物量,添加0.5%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高111.5-250.6%和11.6-97.6%,添加1.0%生物质炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高58.9-243.6%和55.9-110.4%。相同处理中,干旱条件下(40%田间持水量)土壤微生物生物量要高于湿润条件(70%田间持水量)。同时,添加0.5%和1.0%的生物质炭使土壤代谢熵分别降低2.4%和26.8%,微生物商减少了43.7%和31.7%。在红壤水稻土中加入生物质炭以后,提高了土壤的有机碳含量和δ13C值,并且加入量越多,这种变化越明显。随着培养时间的延长,土壤有机碳含量不断下降,而土壤的δ13C值却是不断升高的。生物质炭的加入对土壤中原有有机碳的分解速率有影响,这种影响在培养期间是不断变化的。添加300℃烧制的生物质炭的处理在培养前期(30d和90d)减缓了原有有机碳的分解,减缓作用的大小与施入量有关;在后期(180d)却又促进了有机碳的分解。400℃烧制的生物质炭在培养前期(30d)对土壤中原有有机碳的分解没有影响,在90 d时减缓了原有有机碳的分解,后期(180d)却促进了土壤有机碳的分解。500℃烧制的生物质炭在培养前期(30d和90d)对土壤中原有有机碳的分解没有影响,后期(180d)却促进了土壤有机碳的分解。生物质炭的加入对铜锌污染的红壤水稻土有一定的改良效果。加入生物质炭后能显著降低土壤中有效态铜锌的含量,并随着生物质炭用量的增加下降的幅度变大。不同温度烧制的生物质炭对铜污染土壤的改良效果存在差异。
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全文目录
摘要 6-8ABSTRACT 8-10第一章 文献综述 10-22 1. 秸秆利用现状 10-11 1.1 秸秆利用的意义 10 1.2 我国秸秆资源利用现状 10-11 2. 生物质炭的研究进展 11-17 2.1 生物质炭的概念 11-12 2.2 生物质炭的降解 12-14 2.3 生物质炭在农业生产上的作用 14-17 3. 土壤有机碳 17-20 3.1 土壤有机碳的概念 17 3.2 土壤有机质(碳)分解的影响因素 17-19 3.3 黑碳对有机碳分解的影响 19-20 4 问题的提出及本文的研究重点 20-22第二章 添加生物质炭对红壤水稻土CO_2释放和微生物生物量的影响 22-30 1 材料与方法 22-24 1.1 供试土壤 22-23 1.2 生物质炭的制备 23 1.3 培育试验 23 1.4 测定项目和分析方法 23-24 2 结果与分析 24-28 2.1 不同生物质炭添加量下红壤水稻土有机碳含量的变化 24 2.2 不同生物质炭添加量下红壤CO_2释放的动态变化 24-25 2.3 不同生物质炭添加量下红壤水稻土微生物生物量的变化 25-27 2.4 添加生物质炭对红壤水稻土代谢熵和微生物商的影响 27-28 3 讨论 28-29 4 小结 29-30第三章 用△~(13)C方法研究添加生物质炭下对红壤水稻土总有机碳分解的影响 30-42 1 材料与方法 31-32 1.1 采样区概况及样品采集 31 1.2 生物质炭的制备 31 1.3 培养方法 31-32 1.4 分析方法 32 1.5 计算方法 32 2. 结果与分析 32-39 2.1 培养30d时土壤有机碳含量及δ~(13)C值的变化 32-35 2.2 培养90d时土壤有机碳含量及δ~(13)C值的变化 35-37 2.3 培养180d时土壤有机碳含量及δ~(13)C值的变化 37-39 3. 讨论 39-41 4. 小结 41-42第四章 生物质炭对铜锌污染土壤的改良作用 42-54 1. 材料与方法 42-43 1.1 供试土壤 42-43 1.2 生物质炭的制备 43 1.3 试验方法 43 1.4 分析方法 43 2. 结果与分析 43-52 2.1 生物质炭对红壤水稻土中水溶态、有效态铜含量的影响 43-48 2.2 生物质炭对红壤水稻土水溶态、有效态锌含量的影响 48-52 3. 讨论 52-53 4. 结论 53-54全文总结与创新点 54-56 1. 全文结论 54 2. 创新点 54-55 3. 不足之处 55 4. 研究展望 55-56参考文献 56-66作者简介 66-68致谢 68
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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤化学、土壤物理化学 > 土壤成分
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