资源描述：
《废弃物料还田对土壤团聚体及土壤有机碳和氮含量的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、废弃物料还田对土壤团聚体及土壤有机碳和氮含量的影响 减少温室气体排放和增加碳汇是应对气候变化的首要途径。研究表明少免耕、秸秆及其他有机物料还田等适当的农作措施可以增加农田土壤固碳,其中有机肥或其他物料还田可以增加土壤固碳量达50~150kg/hm2。中国是目前世界上农业废弃物料产出量最大的国家,每年农作物秸秆总产量约为6.5亿t,畜禽粪便产生量约为17.3亿t,还有约0.457亿t食用菌菌渣等有机废弃物,约合7亿t的标准煤。然而目前这些废弃物并没有得到合理利用,据统计每年仅有15%造肥还田,剩余部分只有少量作为饲料和工业原料,综合利用率不到40%。加
2、强农业有机废弃物料还田不仅能促进废弃物的资源化利用,还能促进土壤固碳,提高土壤质量,是循环农业发展的重要途径之一。 土壤团聚体和土壤有机碳浓度是反映土壤类型、环境、植株类型以及土壤管理措施的综合指标。前人研究已证实团聚体的包裹大大降低外源有机质的分解速率,被认为是土壤碳固定的最重要机制;另一方面,土壤有机质是团聚体形成的基础,物料加入土壤促进水稳性团聚体的增加。 Aoyama等通过18年牛粪还田试验发现牛粪处理有利于土壤较大团聚体对C的保护作用,之后又采用13C标记葡萄糖培养试验证实了粪肥促进大团聚体的转化形成矿质结合态复合体。 然而也有研究认为
3、物料品质并不影响TOC的稳定机制,不过随着物料品质的提高加速了物料分解以及物源C与团聚体的并合。 许多研究认为有机质与微团聚体尤其是大团聚体中的微团聚体的并合是土壤有机质长期稳定的重要途径。Six等提出的团聚体模型中指出表现为有机质分解的大团聚体转化影响短期的养分循环以及土壤有机碳的长期稳定。国内外许多研究都认为无机养分主要是N素有利于土壤有机碳含量的增加。不同C/N物料施入后改变了土壤原来的N素水平从而影响团聚体的转化。一般地,C/N低的物料加快大团聚体的转化,更容易释放出养分;对于C/N较高的物料,活性N含量相对低限制微生物的新陈代谢。但加入外源
4、N后可改变N源不足的状况,促进微生物活动加快有机质的分解。因此土壤中的C和N是影响团聚体形成和稳定的关键因素,对土壤固碳起着重要作用。基于此,本研究通过测定土壤水稳性团聚体及团聚体结合C、N含量比较于不同系统的有机废弃物料还田对土壤团聚体以及土壤TOC和N含量影响并分析不同粒径土壤颗粒对土壤C和N作用,以期为促进有机废弃物料还田应用提供理论参考。 1材料与方法 1.1试验地点试验地点位于河北省中国农业大学吴桥实验站(北纬37°41′,东经116°37′)。该地区年均降雨量562mm,主要分布在68月份。年平均
5、气温为12.9℃,全年积温(≥0℃)为4826℃,无霜期201d,年日照时数为2724h。土壤为冲积型盐化潮土,土壤质地为典型粉砂壤土(美国制),具体性质如表1,灌溉水电导率为0.1S/m,pH8.25。【表1】 1.2试验设计与方法试验选用5种于不同系统的有机物料配施无机肥进行还田,外加3个无物料还田的处理,共8个处理,分别为: 1)麦(玉米)秸+无机肥(CS);2)沼渣+无机肥(BR);3)菌渣+无机肥(MR);4)酒渣+无机肥();6)单施无机肥(CF);7)不施加有机物料和无机肥(CK);8)裸地,不施加有机物料和无机肥也不种植作
6、物(FL),其中秸秆来自农田系统,沼渣来自能源系统,菌渣来自种植系统,酒渣来自农产品加工系统,猪粪来自畜牧系统。每个处理设置3次重复,随机区组排列。 小区面积为4m6m。试验于2010年6月开始种植作物,种植制度为夏玉米-冬小麦轮作。各物料处理配施与无机肥处理等量的N、P和K肥,施用标准为:150、26和124kg/hm2,肥料品种对应为尿素、磷酸二铵和硫酸钾。有机物料等C量投入,按照循环的理念投入的C量用上一季秸秆处理地上部分收获秸秆所含碳为标准进行还田,2010年夏玉米-冬小麦与2011年夏玉米-冬小麦4个种植季还C量分别为2362、2302、1
7、220和2841kg/hm2,物料品质见表2。各季通过物料投入大田的N量见表3。【表2-3】 1.3研究方法1)样品采集于2012年6月小麦成熟后采集土样。按进行5点取样,每小区同层土样混合为一个土样。 2)土壤水稳性团聚体。将土样从田间取回以后,用手沿土壤自然破碎面掰开,当含水量达到塑限时,过8mm筛备用。水稳定性团聚体参照Elliott[38]的方法,将2、0.25和0.053mm各级套筛放在盛有去离子水的圆桶中,水面没过2mm筛上沿。称取2份过8mm风干土50g,土样放入置于水桶中的2mm筛目表面,浸泡5min后,上下振荡2min(机械式
8、,振幅3cm,频率30次/min),保证震荡全过程筛面在水面以下,收集留在筛面的土壤,再取下2
