秸稈還田方式對土壤有機碳組分的影響

【摘要】：高黑炭含量是土壤肥沃的主要原因之一,秸稈還田能有效增加土壤黑炭的含量,對土壤有機碳組分及其含量有較大的的影響。本文通過分子標記法(BPCAs)、化學氧化法和燃燒差減法等三種土壤黑炭測定方法的比較,找到較好的黑炭測定方法,將其用于我國典型地帶性土壤黑炭的測定,進而得出最佳的生物質炭測定方法,用于研究秸稈還田方式對土壤有機碳組分及其含量的影響。主要結果有： 1)三種方法測定的土壤黑炭含量存在一定的差異,總體來看,改進的分子標記方法測定的結果比較高,平均值的偏差也比較小,而燃燒法測定的結果比較低,平均值偏差比較大,氧化還原方法測定值介于二者之間。分子標記法能穩(wěn)定且準確測定低溫(300℃、500℃)制備的生物質炭含量,更適合測定低溫下生成的生物質炭。 2)氧化還原法測定的我國20個典型地帶性土壤黑炭含量為2.3-37.9g/kg,平均為16.4g/kg,變異系數為68.3%,與有機碳含量的平均百分比達到了85.4%,遠超出土壤黑炭的含量范圍,變異程度遠大于BPCAs法。不同地區(qū)土壤黑炭平均含量從高到低依次為內蒙古多倫內蒙古錫林浩特黑龍江海倫海南三亞湖南長沙浙江衢州北京湖北武漢。 3)秸稈還田和炭化還田都能提高土壤微團聚體含量,而且都顯著地提高了各級團聚體黑炭含量、有機碳含量和各級團聚體有機碳占總有機碳的比例,尤其是施用生物質炭的土壤,提高的幅度更大。不同的秸稈還田處理對各粒級團聚體中輕組和重組影響不大,而炭化還田顯著增加了各粒級團聚體中輕組的重量,隨著生物質炭添加量的增加,土壤大團聚體中輕組的含量隨之增加,人為加入生物質炭含量和土壤大團聚體中輕組的質量呈顯著正相關。此外,秸稈還田和炭化還田對不同粒級團聚體中重組和輕組的分子結構也有一定的影響。 【關鍵詞】：土壤 秸稈還田 生物質炭 有機碳
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S153.6
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 黑炭的概念及含義9-10
• 1.3 土壤黑炭研究方法10-12
• 1.3.1 分子標記法10
• 1.3.2 化學氧化熱解結合法10
• 1.3.3 顯微鏡法10-11
• 1.3.4 核磁方法11
• 1.3.5 紅外光譜法11
• 1.3.6 燃燒差減法11
• 1.3.7 各種方法的比較11-12
• 1.4 秸稈還田12-13
• 1.4.1 秸稈產生量及其利用狀況12-13
• 1.4.2 秸稈還田方式及其優(yōu)缺點比較13
• 1.5 土壤有機碳組分13-16
• 1.5.1 土壤有機碳組分概述13-14
• 1.5.2 土壤團聚體有機碳分組方法14
• 1.5.3 土壤有機碳顆粒大小分組法14-15
• 1.5.4 土壤有機碳密度梯度離心分組方法15-16
• 1.6 研究不足與亟待解決的問題16
• 1.7 研究目標16
• 1.8 研究內容16-17
• 1.9 技術路線17-18
• 第二章 土壤黑炭含量測定方法的比較18-24
• 2.1 前言18
• 2.2 材料與方法18-20
• 2.2.1 土壤18
• 2.2.2 生物質炭制備18-19
• 2.2.3 生物質炭土壤制備19
• 2.2.4 土壤黑炭測定方法19-20
• 2.2.5 數據統(tǒng)計分析20
• 2.3. 結果分析與討論20-23
• 2.3.1 燃燒法測定土壤黑炭20-21
• 2.3.2 三種方法測定土壤黑炭的含量和回收率21-22
• 2.3.3 土壤有機碳測定22-23
• 2.4 結論23-24
• 第三章 我國典型地帶性土壤黑炭含量24-31
• 3.1 前言24
• 3.2 材料與方法24-26
• 3.2.1 土壤24-25
• 3.2.2 土壤基本理化性質測定25
• 3.2.3 分子標記法測定土壤黑炭25-26
• 3.2.4 化學氧化法測定土壤黑炭26
• 3.2.5 數據統(tǒng)計分析26
• 3.3 結果分析與討論26-30
• 3.3.1 土壤基礎性質26-27
• 3.3.2 分子標記法和氧化還原法測定的土壤黑炭含量比較27-28
• 3.3.3 土壤黑炭、總有機碳和土壤全氮的關系28-30
• 3.4 結論30-31
• 第四章 不同秸稈還田方式下土壤有機碳組分特征31-47
• 4.1 前言31-32
• 4.2 材料與方法32-34
• 4.2.1 試驗地概況32
• 4.2.2 試驗設計32-33
• 4.2.3 土壤水穩(wěn)定性團聚體分離33
• 4.2.4 土壤輕組和重組有機碳組分分離33
• 4.2.5 土壤黑碳含量測定33-34
• 4.2.6 其它土壤性質測定34
• 4.2.7 統(tǒng)計分析34
• 4.3 結果與討論34-46
• 4.3.1 水穩(wěn)定性團聚體34-35
• 4.3.2 不同水穩(wěn)定性團聚體有機碳含量35-36
• 4.3.3 不同水穩(wěn)定性團聚體黑碳含量36-38
• 4.3.4 不同水穩(wěn)定性團聚體輕組和重組組分38-39
• 4.3.5 不同水穩(wěn)定性團聚體輕組和重組FTIR39-41
• 4.3.6 不同水穩(wěn)定性團聚體輕組和重組熱質聯機分析41-46
• 4.4 結論46-47
• 4.4.1 秸稈還田對土壤水穩(wěn)定性團聚體分布及有機碳的影響46
• 4.4.2 炭化還田對土壤水穩(wěn)定性團聚體分布及有機碳的影響46-47
• 第五章 研究結論、創(chuàng)新點和展望47-48
• 5.1 研究結論47
• 5.2 創(chuàng)新點47-48
• 參考文獻48-53
• 致謝53

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