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陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应
1
作者 赵满兴 张霞 +2 位作者 杨帆 马卓 马文全 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期41-52,共12页
为了探讨陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(3、30、78 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度对土壤有机碳矿化的影响。结果表明... 为了探讨陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(3、30、78 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均表现为78 a水稻田>30 a水稻田>3 a水稻田>玉米田。土壤累积矿化量、矿化速率、潜在可矿化有机碳含量(C 0)和潜在可矿化有机碳占总有机碳的比值(C 0/SOC)均表现为30℃处理>20℃处理>10℃处理。水稻田矿化累积量均表现为10℃处理(2015.14 mg·kg^(-1))显著低于20℃(2799.20 mg·kg^(-1))和30℃处理(3078.47 mg·kg^(-1))(P<0.05),但20℃与30℃处理之间无显著差异。玉米田累积矿化量在不同培养温度间没有达到显著差异水平。0~20 cm土层累积矿化量是20~40 cm土层的1.18倍。供试土壤在温度从10℃升高到20℃时的温度系数(Q 10)值(1.38)均高于从20℃升高到30℃时的Q 10值(1.14),土层间的Q 10值大小关系为0~20 cm>20~40 cm。潜在可矿化有机碳含量C 0与总有机碳、易氧化有机碳及溶解性有机碳含量之间均呈正相关关系,C 0与微生物生物量碳含量间呈正相关关系但未能达到显著水平。C 0/SOC随水稻种植年限的增加而降低,说明土壤有机碳的固存能力随水稻种植年限的增加而增强。 展开更多
关键词 水稻田 种植年限 有机碳矿化 温度 陕北中部
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不同含水量及冻结温度对黑土冻融循环过程有机碳矿化的影响
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作者 张博 刘会敏 +4 位作者 毕鑫宇 高航 宋媛 胡亚鲜 栗现文 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期55-62,共8页
[目的]冻融过程土壤呼吸在年土壤呼吸总量中占有重要比例,研究探讨土壤冻融过程中含水量、冻结温度和冻融循环次数对土壤碳矿化动态的影响。[方法]以黑龙江省嫩江县鹤山农场九三水土实验站黑土为研究对象,开展室内冻融程度模拟试验,进行... [目的]冻融过程土壤呼吸在年土壤呼吸总量中占有重要比例,研究探讨土壤冻融过程中含水量、冻结温度和冻融循环次数对土壤碳矿化动态的影响。[方法]以黑龙江省嫩江县鹤山农场九三水土实验站黑土为研究对象,开展室内冻融程度模拟试验,进行7次冻融循环,设置100%田间持水量(100%WHC)、60%田间持水量(60%WHC)和30%田间持水量(30%WHC)3种土壤含水量;10℃恒温处理(对照)、-5℃冻结处理(轻度冻结)和-15℃冻结处理(重度冻结)3种环境温度。[结果]冻融循环次数、含水量和冻结温度对CO_(2)排放量有显著影响,影响度分别为-0.63,0.21,0.14。解冻过程显著增加土壤碳矿化量;轻度冻结时,前3次冻融循环60%WHC土壤碳矿化量比100%WHC和30%WHC分别提高33.0%,35.2%,后4次冻融循环差异不明显;重度冻结时,前2次冻融循环100%WHC土壤碳矿化量,比60%WHC和30%WHC土壤分别提高25.2%,68.0%,后5次冻融循环差异不明显。[结论]冻融循环次数对土壤CO_(2)排放量影响最大,含水量次之,冻结温度最小。冻融作用增加低含水量土壤的CO_(2)累积排放量;降低高含水量土壤的CO_(2)累积排放量;而对中等含水量土壤,轻度冻结增加CO_(2)累积排放量,重度冻结降低CO_(2)累积排放量。一级动力学方程对冻融土壤CO_(2)排放量的拟合效果较好(R^(2)>0.997),含水量和冻结温度对有机碳矿化潜力C0值有显著影响。 展开更多
关键词 土壤有机碳矿化 土壤含水量 冻融循环 冻结温度 黑土
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芦苇基外源碳输入对土壤性质及有机碳矿化的影响
3
作者 刘玲 苏莹 +3 位作者 王洪杰 王雨行 何畅 王尚玮 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期251-261,共11页
[目的]探究外加芦苇基碳源对土壤理化性质和有机碳稳定性的影响,为芦苇资源化材料在土壤改良中应用提供理论支持。[方法]采用芦苇基好氧堆肥产品(生物炭调理堆肥T_(1);底泥、生物炭调理堆肥T 2)、秸秆(RS)和生物炭(RB)作为外源碳材料进... [目的]探究外加芦苇基碳源对土壤理化性质和有机碳稳定性的影响,为芦苇资源化材料在土壤改良中应用提供理论支持。[方法]采用芦苇基好氧堆肥产品(生物炭调理堆肥T_(1);底泥、生物炭调理堆肥T 2)、秸秆(RS)和生物炭(RB)作为外源碳材料进行60 d土壤培养试验,分析不同外源碳及不同添加量(5%,10%,15%)对土壤理化性质、酶活性、土壤有机碳矿化的影响。[结果]不同外源碳影响土壤养分含量,添加外源碳试验组培养初期土壤有机碳较对照组显著提高了28.0%~64.2%(p<0.05);培养末期添加生物炭和堆肥试验组土壤有机碳含量较初始阶段显著降低了15.5%~23.5%,土壤全氮降低了20.0%~69.1%。外源碳添加提高了土壤β-葡萄糖苷酶、脱氢酶含量,生物炭和堆肥影响最显著,土壤β-葡萄糖苷酶、脱氢酶与土壤容重、有机碳、全氮含量表现为极显著的正相关性(p<0.01)。外源碳添加土壤培养试验期间有机碳累积矿化量符合一级动力学模型,添加秸秆、生物炭试验组土壤有机碳矿化量为652.9~758.2 mg/kg,显著高于对照组(532.8 mg/kg)和堆肥T 2试验组(598.3~623.7 mg/kg),且外源碳添加量对土壤有机碳矿化影响显著。[结论]芦苇基外源碳输入有利于改善土壤理化性质,显著提高酶活性;芦苇秸秆对土壤有机碳矿化的激发效应显著高于生物炭和堆肥。 展开更多
关键词 芦苇秸秆 生物炭 堆肥 土壤理化性质 土壤酶 有机碳矿化
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不同种植年限水稻土有机碳矿化对周期性变温的响应
4
作者 赵满兴 马卓 +2 位作者 杨帆 张霞 马文全 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1782-1794,共13页
为了探讨陕北中部黄土丘陵沟壑区不同种植年限水稻土有机碳矿化对周期性温度变化的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(78 a、30 a、3 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度变化对土壤... 为了探讨陕北中部黄土丘陵沟壑区不同种植年限水稻土有机碳矿化对周期性温度变化的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(78 a、30 a、3 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度变化对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:恒温以及周期性变温处理的土壤累积矿化量在前7 d增加较快,达到整个培养期的39.2%~47.6%,7 d后至培养结束时增加缓慢。培养前7 d,土壤有机碳矿化速率快速下降,直至21 d时趋于稳定状态。78 a、30 a、3 a水稻土和玉米地的累积矿化量分别为3126.75、2737.63、2547.42和2173.88 mg/kg,水稻土累积矿化量比玉米地高28.94%。变温条件下的有机碳累积矿化量较恒温条件下增加4.95%。变温条件下,0~20 cm和20~40 cm土壤有机碳矿化量比恒温下分别高5.69%和4.20%。水稻土在周期性变温条件下14 d的微生物生物量碳(MBC)下降幅度(41.49%)高于恒温培养(32.22%),35 d的MBC下降幅度(50.20%)低于恒温培养(54.23%),溶解性有机碳(DOC)下降幅度规律与之相反。0~20 cm和20~40 cm土壤潜在矿化量占总有机碳的比例(C 0/SOC)均表现为15℃/35℃高于25℃恒温,说明表层土壤易于矿化,土壤碳固存能力随温度周期性改变而降低。变温与恒温的土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、潜在可矿化有机碳量无明显差异,说明在本试验条件下,在积温相同的情况下,周期性变温对土壤有机碳的矿化无显著影响。 展开更多
关键词 水稻土 有机碳矿化 周期性变温 南泥湾
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黄河源区高寒湿地土壤团聚体有机碳矿化特征及其温度敏感性 被引量：1
5
作者 宋娴 柴瑜 +4 位作者 徐文印 益西卓玛 于金峰 马昀峤 李希来 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2205-2213,共9页
探索土壤碳固存与全球气候变暖的关系是当前环境科学的研究热点。为厘清黄河源区高寒湿地土壤团聚体有机碳矿化特征,本研究利用碱液吸收法测定不同温度(5℃,15℃,25℃)条件下湿地土壤各粒径(>2 mm,2~0.25 mm和<0.25 mm)团聚体有... 探索土壤碳固存与全球气候变暖的关系是当前环境科学的研究热点。为厘清黄河源区高寒湿地土壤团聚体有机碳矿化特征,本研究利用碱液吸收法测定不同温度(5℃,15℃,25℃)条件下湿地土壤各粒径(>2 mm,2~0.25 mm和<0.25 mm)团聚体有机碳矿化特征,以期明晰全球变暖背景下高寒湿地土壤团聚体固碳特征。结果显示:温度变化对高寒湿地的土壤团聚体有机碳矿化具有显著影响,温度越高,团聚体有机碳矿化量越大;高寒湿地土壤大团聚体(>0.25 mm)有机碳矿化速率显著高于微团聚体(<0.25 mm,P<0.05);高寒湿地土壤团聚体有机碳矿化的温度敏感性系数(Q_(10))随温度升高逐渐增加,随粒径变化由大到小依次为2~0.25 mm,>2 mm,<0.25 mm。综上所述,温度升高降低了黄河源区高寒湿地土壤团聚体的固碳能力。 展开更多
关键词 黄河源区 温度 团聚体 有机碳矿化 Q_(10) 高寒湿地
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长期秸秆深翻还田及养分管理对潮土有机碳矿化影响
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作者 聂浩亮 杨军芳 +7 位作者 杨云马 黄少辉 张静 王敬霞 杨慧敏 杨文方 邢素丽 贾良良 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期70-80,共11页
为了明确耕作方式与养分管理对华北潮土土壤有机碳矿化的影响。基于连续15 a(2007—2022年)耕作与养分管理模式长期定位试验开展研究,长期定位试验分为农民习惯耕作管理模式(秸秆不还田+浅旋耕RP-S,rotate plow without straw return)... 为了明确耕作方式与养分管理对华北潮土土壤有机碳矿化的影响。基于连续15 a(2007—2022年)耕作与养分管理模式长期定位试验开展研究,长期定位试验分为农民习惯耕作管理模式(秸秆不还田+浅旋耕RP-S,rotate plow without straw return)和高产耕作管理模式(秸秆还田+深翻耕DP+S,deep plow with straw return)2个主处理,以及对照施肥(CK)、农民习惯施肥(CON)和优化施肥(OPT)3个副处理,共计6个处理。于2022年10月,采集表层(0~20 cm)土壤样品,分析土壤有机碳及活性碳组分含量与土壤碳库管理指数,并采用室内培养法,测定土壤有机碳矿化速率,利用一级动力学方程拟合土壤有机碳潜在可矿化量和碳半周期,应用结构方程模型揭示长期不同耕作模式与养分管理措施下,土壤有机碳的周转规律。多年试验数据得出,在RP-S条件下,C/N(SOC and TN ratio)总体呈逐渐下降趋势,在DP+S条件下,C/N总体呈先降后增趋势。秸秆还田+深翻耕处理显著提高了土壤活性有机碳组分含量(P<0.05),且碳库管理指数(CPMI,carbon pool management index)提升显著(P<0.05)。与农民习惯施肥相比,优化施肥可以显著提高土壤有机碳含量12.35%。在DP+S条件下,优化施肥显著提高了土壤易氧化有机碳(ROC,readily oxiedozable carbon)与CPMI。各处理土壤有机碳矿化速率均在1 d达到最大,而后1~10 d迅速下降,10 d后缓慢下降直至稳定,有机碳矿化速率随时间呈对数函数型变化,不同处理土壤有机碳矿化速率均符合一级动力学模型。秸秆还田+深翻耕显著提高了累积矿化率(潜在可矿化量与土壤有机碳的比值)23.59%,而优化施肥可以显著降低累积矿化率22.12%。土壤有机碳矿化累积量(C_(t))与土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)、土壤活性碳组分和土壤碳库管理指数均呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤潜在可矿化有机碳量(C_(0))呈显著正相关关系(P<0.05),结构方程模型表明,耕作管理、微生物碳(MBC,microbial biomass carbon)和ROC是影响土壤有机碳周转能力和固碳能力的直接因素,耕作与施肥管理可通过对土壤有机碳及活性碳组分的影响,间接影响土壤有机碳周转能力,进而影响土壤固碳能力。长期秸秆深翻耕还田结合优化施肥有利于提高土壤固碳能力,促进农田资源的增碳及可持续利用。 展开更多
关键词 秸秆 还田 潮土 长期施肥 耕作方式 土壤有机碳矿化
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川西锦鸡儿灌木扩张对高寒草地土壤有机碳矿化的影响
7
作者 黎萱 耿行 +3 位作者 高永恒 陈东毅 李良安 王平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第16期7150-7159,共10页
以川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草地为研究对象,分析川西锦鸡儿灌木不同扩张程度下(原生草地、中度灌木扩张和重度灌木扩张)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质及土壤有机碳(SOC)矿化的变化特征,探究灌木扩张对高寒草地... 以川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草地为研究对象,分析川西锦鸡儿灌木不同扩张程度下(原生草地、中度灌木扩张和重度灌木扩张)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质及土壤有机碳(SOC)矿化的变化特征,探究灌木扩张对高寒草地SOC矿化的影响机制。结果表明:(1)灌木扩张对土壤全氮(TN)含量无显著影响,显著增加各土层SOC含量,显著增加10—20 cm土壤矿物矿质结合态有机碳(MAOC)含量及其占SOC比例,显著减小0—20 cm土壤含水量(SWC)。重度灌木扩张显著增加10—40 cm土壤微生物生物量碳(MBC)含量,显著减小0—10 cm土层MBC/SOC和MAOC/SOC。(2)不同土壤深度对SOC矿化激发效应存在差异,灌木扩张显著降低0—10 cm土壤有机碳潜在矿化碳库(C_(0)),重度灌木扩张显著增加10—40 cm土层C_(0)。(3)相关性分析表明,SOC矿化过程与SWC、SOC、TN、MBC和MAOC显著正相关,与MAOC/SOC显著负相关。逐步回归分析表明,SOC矿化与MBC和SWC相关性最强,可以有效解释C_(0)变化的91.1%。由此推断,川西锦鸡儿灌木扩张后该区域SOC矿化的变化,主要是由于灌木扩张影响MBC和SWC所致,土壤浅表水分减少影响微生物活动使得SOC矿化减弱,灌木根系发育土层微生物量增多使得SOC矿化增强。 展开更多
关键词 土壤有机碳矿化 灌木扩张 高寒草地 川西锦鸡儿
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2种林分类型土壤有机碳矿化及生物活性
8
作者 徐天懂 史珑燕 +3 位作者 谷雨晴 张宇恬 张琳婧 关庆伟 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期140-148,共9页
以南京紫金山近80年生的朴树糙叶树阔叶混交林(阔叶混交林)和马尾松枫香针阔混交林(针阔混交林)为研究对象,测定了2种林分土层(h)0<h≤20 cm(上层)和20 cm<h≤40 cm(下层)土壤有机碳的累积矿化量和矿化速率,解析了土壤有机碳累积... 以南京紫金山近80年生的朴树糙叶树阔叶混交林(阔叶混交林)和马尾松枫香针阔混交林(针阔混交林)为研究对象,测定了2种林分土层(h)0<h≤20 cm(上层)和20 cm<h≤40 cm(下层)土壤有机碳的累积矿化量和矿化速率,解析了土壤有机碳累积矿化量和潜在可矿化有机碳的影响因素。结果表明:①阔叶混交林的土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均显著高于针阔混交林(P<0.05),阔叶混交林和针阔混交林的土壤累积矿化量范围分别为2705.06~4535.46和2122.66~3995.73 mg·kg^(-1),2种林分矿化速率范围分别为13.71~169.6和13.12~139.73 mg·kg^(-1)·d^(-1)。②冗余分析表明,对阔叶混交林土壤有机碳矿化解释率较高的因子依次为土壤酸性磷酸酶(ACP)、脲酶(UE)、过氧化物酶(POD)、土壤密度和土壤碳氮质量分数比(w(C)∶w(N));对针阔混交林土壤有机碳矿化解释率较高的因子依次为ACP、土壤微生物量碳(MBC)、土壤密度和w(C)∶w(N)。结构方程模型表明,2种林分通过土壤微生物极显著影响土壤有机碳累积矿化量(P<0.01),通过土壤酶、土壤密度、MBC和w(C)∶w(N)显著影响土壤有机碳累积矿化量(P<0.05)。③阔叶混交林的土壤惰性有机碳占土壤有机碳百分比显著高于针阔混交林(P<0.05)。同时,阔叶混交林土壤有机碳累积矿化量与土壤有机碳质量分数比低于针阔混交林,2种林分土壤有机碳累积矿化量占土壤有机碳百分比范围分别为6.11%~9.21%和6.66%~9.43%。综上,阔叶混交林土壤有机碳矿化对土壤碳库的影响较小,且具有更好的有机碳稳定性,建议在北亚热带森林植被恢复时营造以乡土树种为主的阔叶混交林。 展开更多
关键词 土壤有机碳矿化 林分类型 土壤酶 土壤微生物
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生物炭配施化肥对稻田土壤有机碳矿化的影响
9
作者 卢清涛 杨宏伟 +2 位作者 王小利 段建军 梅婷婷 《山地农业生物学报》 2024年第5期53-57,92,共6页
本研究通过大田试验结合室内培养试验和碱液吸收法,研究低量和高量生物炭配施化肥对稻田土壤有机碳(SOC)及其矿化的影响。试验共设置4个处理:不施氮肥(PK)、常规化肥(NPK)、低量生物炭4.0 t/hm^(2)+常规化肥(NPK+LB)、高量生物炭12.0 t/... 本研究通过大田试验结合室内培养试验和碱液吸收法,研究低量和高量生物炭配施化肥对稻田土壤有机碳(SOC)及其矿化的影响。试验共设置4个处理:不施氮肥(PK)、常规化肥(NPK)、低量生物炭4.0 t/hm^(2)+常规化肥(NPK+LB)、高量生物炭12.0 t/hm^(2)+常规化肥(NPK+HB),采用大区对比试验。结果表明:与NPK处理相比,NPK+LB和NPK+HB处理的SOC含量分别增加了9.07%和15.77%。各处理SOC矿化速率在第1天达到最大值,第6~24天缓慢下降,第24~45天趋于平缓。培养结束(第45天)时,各处理SOC累积矿化量在1.47~2.52 g/kg之间。与NPK处理相比,NPK+LB和NPK+HB处理的SOC累积矿化率分别下降了22.23%和14.15%。在本试验条件下,在安顺地区稻田低量生物炭(4.0 t/hm^(2))配施化肥可明显提高SOC含量,降低SOC累积矿化率,增强土壤固碳减排能力。 展开更多
关键词 生物炭 稻田 土壤有机碳矿化 固碳减排
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氮沉降对森林土壤有机碳矿化影响的研究进展
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作者 苗雪松 郑军 +3 位作者 田晓华 张伟伦 赵士博 史泽林 《吉林林业科技》 2024年第4期38-42,共5页
本文综述了氮沉降对森林土壤有机碳(SOC)矿化影响的研究进展,分别叙述了氮沉降下土壤微生物变化对SOC矿化的影响、氮沉降下土壤理化性质对SOC矿化的影响及氮沉降量对SOC矿化的影响。
关键词 氮沉降 土壤有机碳矿化 土壤微生物 土壤理化性质
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微塑料对土壤团聚体稳定性及有机碳矿化的影响 被引量：2
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作者 李淑洁 左振江 +2 位作者 郝旺林 邓磊 许明祥 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2023年第6期91-100,共10页
【目的】研究微塑料对农田土壤团聚体稳定性和有机碳矿化的影响,为农膜高残留农地土壤结构的稳定性和农业生态风险评价提供理论依据。【方法】在陕西省延安市安塞县采集低有机质水平的农田土壤(CK),通过添加有机肥后得到高有机质水平土... 【目的】研究微塑料对农田土壤团聚体稳定性和有机碳矿化的影响,为农膜高残留农地土壤结构的稳定性和农业生态风险评价提供理论依据。【方法】在陕西省延安市安塞县采集低有机质水平的农田土壤(CK),通过添加有机肥后得到高有机质水平土壤(S),在以上2种有机质水平土壤中分别添加不同含量(0.06,0.64,1.92,3.20,6.40 g/kg)、粒径分别为25μm和1 mm的聚乙烯微塑料(PE-MPs),以不添加微塑料的CK和S作为对照,制成土壤团聚体后进行室内培养,测定水稳性团聚体含量、平均重量直径、微生物量碳含量及有机碳矿化速率,并构建结构方程模型量化微塑料粒径、含量及土壤有机质水平对土壤团聚体稳定性的影响。【结果】①与对照组CK相比,在低有机质水平的土壤中添加0.06 g/kg粒径25μm PE-MPs后1~5个月,水稳性团聚体含量明显增加,增幅最大可达24.98%;添加粒径1 mm PE-MPs,培养1个月后土壤水稳性团聚体含量增加,培养3~5个月后土壤水稳性团聚体含量降低。与对照组S相比,在高有机质水平土壤中添加粒径25μm PE-MPs培养1~5个月后,水稳性团聚体含量总体无显著变化;添加粒径1 mm PE-MPs培养1~5个月后,水稳性团聚体含量总体有所提高。②添加25μm PE-MPs,可使高、低有机质水平土壤团聚体的有机碳矿化速率最大分别提高15.84%和38.64%,添加1 mm PE-MPs会导致团聚体土壤有机碳矿化速率降低,最大降幅达33.17%。③构建的结构方程模型显示,微塑料粒径、含量及土壤有机质水平会通过影响有机碳矿化速率和土壤微生物碳含量,进而间接影响粒径≥0.25 mm水稳性团聚体含量(WR 0.25),以上三者对WR 0.25的总效应系数分别为0.065,-0.055和0.310。【结论】PE-MPs会降低低有机质贫瘠土壤的团聚体稳定性,增加土壤结构退化的风险;但可增强高有机质水平土壤的团聚体稳定性。 展开更多
关键词 微塑料残留 土壤有机质 团聚体 有机碳矿化
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模拟氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响 被引量：2
12
作者 席颖青 李晓 刘小飞 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期196-204,共9页
为探讨氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响,选择福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站38年生杉木人工林土壤为研究对象,设置N0(0 mg/kg)、N10(100 mg/kg)、N25(250 mg/kg)3个氮添加水平,并进行117 d的培养... 为探讨氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响,选择福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站38年生杉木人工林土壤为研究对象,设置N0(0 mg/kg)、N10(100 mg/kg)、N25(250 mg/kg)3个氮添加水平,并进行117 d的培养。结果表明:①氮添加后,土壤有机碳矿化速率在培养开始(0 d)即达到最大值,在培养前期(0~57 d)这一段时间内N0、N10和N25处理的有机碳矿化速率平均值显著下降了44%、45%、47%,而在整个培养期间3个处理有机碳平均矿化速率分别为9.97、9.27、8.89 mg/(kg·d);②有机碳矿化累积量随培养时间延长显著增加,随氮添加增加显著降低,与N0处理相比,培养117 d后N10、N25处理有机碳矿化累积量平均值分别降低了3.4%、7.4%;③微生物生物量对氮添加响应并不显著,但真菌/细菌比随氮添加增加而增大。总体上,氮添加主要是通过改变土壤有机碳和氮抑制了土壤有机碳矿化。因此,氮添加后土壤中碳、氮养分含量的变化是有机碳矿化变化的主要原因,而微生物群落结构变化则不是主要因素。 展开更多
关键词 氮添加 有机碳矿化 亚热带 杉木人工林
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碳氮磷化学计量比对土壤有机碳矿化激发效应的影响 被引量：2
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作者 张睿媛 袁丹 +1 位作者 秦树平 胡春胜 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1311-1321,共11页
土壤有机碳矿化激发效应(priming effects)是指由外源有机物料添加所引起的短期内土壤有机质周转剧烈改变的现象,是影响土壤生态系统碳动态的关键过程之一。尽管激发效应的诱发机制已广为人知,但目前的大多数研究仅考虑了外源有机碳输... 土壤有机碳矿化激发效应(priming effects)是指由外源有机物料添加所引起的短期内土壤有机质周转剧烈改变的现象,是影响土壤生态系统碳动态的关键过程之一。尽管激发效应的诱发机制已广为人知,但目前的大多数研究仅考虑了外源有机碳输入的影响。碳氮磷是土壤生态系统中的基本营养元素,碳氮磷化学计量比通过影响微生物可获得的营养元素的均衡进而调控激发效应的方向与强度。本文总结了碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的相关研究进展,分析了土壤碳周转相关微生物群落结构及活性对不同碳氮磷输入配比的响应机制,总结出“共代谢”“微生物营养挖掘”和“化学计量分解”3种有关碳氮磷化学计量比调控激发效应的机制。未来急需将碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的理论运用于农田固碳减排的生产实践,服务于我国“碳达峰碳中和”“双碳”战略的实施。 展开更多
关键词 激发效应 生态化学计量 土壤有机碳矿化
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氮磷添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应的影响 被引量：1
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作者 姚易寒 张少博 +3 位作者 周家树 刘娟 蔡延江 李永夫 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1088-1100,共13页
养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应... 养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应、微生物功能以及土壤理化性质的影响。结果表明,氮素、磷素及两者联合添加均显著提高了土壤原有有机碳矿化CO_(2)累积排放量(增幅分别为91.3%、19.2%和94.9%),产生显著的正激发效应,其中氮素及其与磷素联合添加诱导的正激发效应强度显著大于磷素添加处理。上述三种养分添加处理均显著提高了土壤pH、活性有机碳库(微生物量碳、可溶性有机碳和烷氧碳组分)、碳降解酶(β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶)活性以及cbhI和GH48功能基因丰度,但抑制了多酚氧化酶和RubisCO酶活性;此外,土壤无机氮(NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-))含量在氮和氮磷添加下增加,在磷添加下降低。相关性分析表明,累积激发效应与土壤pH、活性有机碳库、无机氮含量、碳降解酶活性以及cbhI和GH48功能基因丰度呈显著正相关,而与多酚氧化酶和RubisCO酶活性显著负相关。综上所述,氮磷养分添加可能是通过影响土壤pH、活性碳氮含量,并提升微生物的活性和功能,从而显著提高土壤原有有机碳的矿化速率。 展开更多
关键词 毛竹林土壤 激发效应 养分添加 有机碳矿化 碳降解功能基因
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不同生物炭施入对酸性紫色土有机碳矿化特征的影响 被引量：3
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作者 汤奥涵 肖怡 +5 位作者 鲜昕 金芮民 龙思帆 陈玉蓝 李冰 王昌全 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期111-118,共8页
【目的】探究不同生物质来源制备的生物炭材料对酸性紫色土有机碳矿化的影响,为生物炭的合理利用提供科学依据。【方法】选取玉米秸秆、鸡蛋壳和紫茎泽兰为原料制备生物炭,分析不同生物炭理化特性差异,通过室内恒温培养试验研究生物炭... 【目的】探究不同生物质来源制备的生物炭材料对酸性紫色土有机碳矿化的影响,为生物炭的合理利用提供科学依据。【方法】选取玉米秸秆、鸡蛋壳和紫茎泽兰为原料制备生物炭,分析不同生物炭理化特性差异,通过室内恒温培养试验研究生物炭施入对酸性紫色土有机碳矿化量、矿化速率、激发效应及CO_(2)释放等的影响。【结果】紫茎泽兰、玉米秸秆生物炭比表面积、孔隙度大于鸡蛋壳生物炭;鸡蛋壳生物炭C、H含量最低,C/H含量占比最高,达到79.33%,稳定态碳含量占比最大,可达86.03%。生物炭施入均能增加土壤总有机碳含量,且其增幅随培养时间延长呈下降趋势;生物炭施入促进了土壤呼吸,产生正激发效应,但有机碳矿化率增幅随培养时间延长而下降,最终降至25 mg/(kg·d)左右,以鸡蛋壳生物炭处理的土壤有机碳矿化速率下降趋势尤为明显。【结论】添加玉米秸秆和紫茎泽兰生物炭后,土壤总有机碳增幅远大于鸡蛋壳生物炭处理,固碳作用强;添加鸡蛋壳生物炭后,土壤有机碳矿化速率最大,土壤碳库稳定作用弱,相较于秸秆类(玉米秸秆和紫茎泽兰)生物炭处理,不利于固碳减排。 展开更多
关键词 酸性紫色土 生物炭 有机碳矿化 激发效应 固碳减排
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耕作方式对土壤团聚体微生物及有机碳矿化的影响研究进展及展望 被引量：3
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作者 刘新坤 孙盛凯 +5 位作者 段霄汉 崔冬梅 张婷婷 崔纪超 朱旭毅 韩惠芳 《中国农学通报》 2023年第7期88-94,共7页
农业碳排放约占全球年均总排放量的25%,为实现中国2060年碳中和的目标,农业对CO_(2)的吸收与排放需达到自然平衡。土壤有机碳(SOC)矿化是具有碳降解功能的微生物分解SOC为作物生长提供养分,向外界释放CO_(2)等温室气体的生物化学过程。... 农业碳排放约占全球年均总排放量的25%,为实现中国2060年碳中和的目标,农业对CO_(2)的吸收与排放需达到自然平衡。土壤有机碳(SOC)矿化是具有碳降解功能的微生物分解SOC为作物生长提供养分,向外界释放CO_(2)等温室气体的生物化学过程。农田SOC矿化与作物养分供给、CO_(2)形成和排放紧密相关,但SOC矿化受多种因素影响。土壤耕作是驱动农田土壤碳固定的关键因素,耕作方式对SOC的影响是农业生态系统碳循环研究的重要内容。土壤不同粒径团聚体被视为微生物碳矿化产生CO_(2)的生化反应器,SOC的矿化分解离不开其对微生物以及对应酶的利用。可见,耕作方式通过直接作用改变土壤团聚体结构,进而改变土壤中的微生物类群,最终对SOC矿化产生影响。就此归纳总结了关于耕作方式、土壤团聚体及关联土壤微生物对农田SOC矿化的影响,以期从改良土壤团聚体结构入手,减少农田SOC矿化,为中国实现“双碳”(碳达峰、碳中和)目标提供理论支撑。 展开更多
关键词 有机碳矿化 土壤耕作 土壤有机碳 团聚体 微生物
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不同生物炭对赣南稀土尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响
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作者 龙云 吴强建 +5 位作者 陈莎莎 桂伦 吁安 龚贵金 陈柳萌 康美花 《江西农业学报》 CAS 2023年第11期128-134,141,共8页
为探讨不同生物炭对尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响,以赣南稀土尾矿地为研究对象,设置了玉米秸秆、玉米芯、水稻秸秆、稻壳、芦苇秸秆、椰壳、杏壳、核桃壳、竹子及木屑生物炭10种处理,对土壤有机碳矿化及生物炭特征参数进行了研究。... 为探讨不同生物炭对尾矿地土壤有机碳矿化特性的影响,以赣南稀土尾矿地为研究对象,设置了玉米秸秆、玉米芯、水稻秸秆、稻壳、芦苇秸秆、椰壳、杏壳、核桃壳、竹子及木屑生物炭10种处理,对土壤有机碳矿化及生物炭特征参数进行了研究。结果表明:(1)低有机质(4.07 g/kg)土壤条件下,生物炭的施用促进了土壤有机碳矿化,在培养的第15天后土壤有机碳的矿化速率基本稳定,其中木屑生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最强,为CK的3倍,以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,较CK无显著差异。(2)二项式拟合曲线结果表明,生物炭pH值、C含量及N含量与土壤有机碳累计矿化量的拟合值R^(2)分别为0.7417、0.4524和0.6148。(3)通过对木屑和玉米芯生物炭的红外光谱及比表面积、孔径分析可知,玉米芯生物炭较木屑生物炭具有更加丰富的有机官能团和较大的BET比表面积、孔径和总孔体积。综上所述,外源生物炭的添加促进了赣南稀土尾矿地土壤有机碳的矿化,其中以玉米芯生物炭的土壤有机碳平均矿化速率最弱,且生物炭适宜的特征参数在减弱土壤有机碳矿化方面具有良好的潜力。 展开更多
关键词 生物炭 稀土尾矿地 土壤有机碳矿化 特征参数
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污泥堆肥施用对土壤单位有机碳矿化及温度敏感性的影响
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作者 闵旭旭 肖列 +3 位作者 李鹏 刘然 赵萌 刘方园 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期130-136,共7页
[目的]揭示污泥堆肥施用后土壤单位有机碳矿化及温度敏感性(Q_(10))对于市政污泥资源化利用和土壤碳库稳定性的主控因素,并进而为市政污泥处理及土壤有机碳固持提供理论支撑。[方法]以黄土丘陵区退化草地土壤为研究对象,测定了不同污泥... [目的]揭示污泥堆肥施用后土壤单位有机碳矿化及温度敏感性(Q_(10))对于市政污泥资源化利用和土壤碳库稳定性的主控因素,并进而为市政污泥处理及土壤有机碳固持提供理论支撑。[方法]以黄土丘陵区退化草地土壤为研究对象,测定了不同污泥堆肥添加比例(0,2.0%,5.0%,10.0%,15.0%,20.0%)和培养温度(15℃,25℃和35℃)下土壤有机碳矿化速率,探讨了污泥堆肥添加对土壤有机碳矿化特征和Q_(10)的影响。[结果](1)与CK相比,不同污泥堆肥添加在培养初期土壤单位有机碳矿化速率显著增加(p<0.01),之后迅速下降直至趋于稳定;而施用污泥处理组的土壤单位累积矿化量是CK的1.6~4.2倍,在施用比例达到10.0%~20.0%时其有机碳矿化速率与累积矿化量均差异不显著。(2)运用一级动力学方程,拟合不同温度不同污泥添加土壤单位有机碳矿化动态均达到较好效果(R 2>0.95),潜在矿化势(C_(0))值在6.92~39.60 mg C/g差异显著(p<0.05),土壤有机碳矿化速率常数(k)范围为0.03~0.12 d,与温度显著相关(p<0.01)。(3)Q_(10)随污泥堆肥施用量的增加其范围为1.18~2.58,在施用量达到10.0%时Q_(10)最大,之后随着施用比例的进一步增加Q_(10)反而降低。[结论]在污泥堆肥施入量控制在10.0%~20.0%时能够显著增加土壤有机碳含量,并抑制土壤有机碳的再度矿化有效调整土壤Q_(10),确保土壤碳库的相对稳定,并且有利于土壤单位有机碳的固持。 展开更多
关键词 污泥堆肥 单位有机碳矿化 潜在矿化势 温度敏感性
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聚氨酯微塑料和秸秆添加对滨海脱盐潮土有机碳矿化及其组分的影响
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作者 周巧林 汪吉东 +2 位作者 尚昊林 梁栋 焦加国 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1086-1095,共10页
为模拟研究聚氨酯包膜控释肥微塑料残膜对土壤有机碳矿化及秸秆降解的影响,采集江苏省滨海地区脱盐潮土,进行为期35 d的室内培养试验。设置未添加物料(CK)、添加0.1%(质量分数w,下同)微塑料(T1)、0.3%微塑料(T2)、1%微塑料(T3)、1%秸秆... 为模拟研究聚氨酯包膜控释肥微塑料残膜对土壤有机碳矿化及秸秆降解的影响,采集江苏省滨海地区脱盐潮土,进行为期35 d的室内培养试验。设置未添加物料(CK)、添加0.1%(质量分数w,下同)微塑料(T1)、0.3%微塑料(T2)、1%微塑料(T3)、1%秸秆(S)、0.1%微塑料+1%秸秆混施(T1+S)、0.3%微塑料+1%秸秆混施(T2+S)、1%微塑料+1%秸秆混施(T3+S)共8个处理,分析微塑料及其与秸秆混施条件下土壤有机碳矿化速率、有机碳组分和酶活性的变化特征。结果表明,T3、T1+S、T2+S、T3+S处理可显著促进土壤有机碳矿化,T1、T2处理对有机碳矿化无显著影响。与对照相比,T1、T2、T3处理显著提高了土壤累积矿化量,增幅为72.77%~80.00%。微塑料和秸秆添加处理均增加了土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(ROC)含量。与对照相比,微塑料处理的DOC、MBC、ROC含量分别增加5.70%~57.43%、9.14%~41.92%和2.87%~57.34%;与单施秸秆相比,微塑料+秸秆处理的DOC、MBC、ROC含量在培养期间分别增加13.74%~75.82%、10.38%~60.19%和2.21%~34.76%。微塑料和秸秆添加处理均显著提高了土壤β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶活性。微塑料添加条件下土壤有机碳矿化速率与DOC、MBC、ROC含量及β-葡萄糖苷酶活性均呈显著正相关,而与土壤过氧化氢酶活性无显著相关性。结果表明,聚氨酯微塑料短期内可以增加土壤活性碳组分,促进土壤有机碳矿化,聚氨酯微塑料和秸秆对有机碳矿化和酶活性的影响具有交互作用。 展开更多
关键词 微塑料 包膜控释肥 秸秆 有机碳矿化
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不同植物对盐渍土的调控作用及有机碳矿化研究 被引量：2
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作者 郭振 张扬 +3 位作者 李娟 陈田庆 朱彦勋 卢垟杰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期167-173,共7页
盐渍化土地作为中国重要的耕地后备资源,对其进行有效治理可以保障粮食安全和民生基础。为探明盐渍土的植物改良效应及盐离子对有机碳矿化过程的影响,以盐壳和黄土复配的重盐化土壤为研究对象,通过种植盐角草、甘草、紫花苜蓿和草木樨,... 盐渍化土地作为中国重要的耕地后备资源,对其进行有效治理可以保障粮食安全和民生基础。为探明盐渍土的植物改良效应及盐离子对有机碳矿化过程的影响,以盐壳和黄土复配的重盐化土壤为研究对象,通过种植盐角草、甘草、紫花苜蓿和草木樨,在生长后期取样进行理化性质、盐离子浓度和有机碳矿化研究,以揭示植物对盐渍土的生物调控作用。结果表明,4种植物种植下均可以降低盐分含量,降幅达87.71%~91.67%。pH、K^(+)、Ca^(2+)在各处理间均无显著性,Na^(+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)以种植甘草的盐渍土最高,较盐角草处理依次显著增加了0.29、0.74和0.16 g/kg。其中,碳氮含量以盐角草种植下最高,紫花苜蓿其次,草木樨最低,全盐的电导率也以盐角草种植下的盐渍土最低。各处理的有机碳矿化速率规律一致,矿化强度由快至慢,培养结束时平均矿化速率为4.17 mg/(kg·d)。累积矿化量和潜在可矿化碳的变化趋势一致,表现为盐角草>紫花苜蓿>甘草>草木樨,而累积矿化率与其趋势相反。相关性表明,有机碳、全氮、pH、SO_(4)^(2-)与矿化过程均显著相关。研究表明,有机碳、全氮与有机碳矿化作用有协同关系,pH越高盐渍土固碳减排能力越强,盐角草对盐渍土的治理可作为有益尝试。 展开更多
关键词 盐生植物 理化性质 盐离子 有机碳矿化 盐渍土
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