保护性耕作下黑土有机碳固定机制研究
发布时间：2021-07-20 11:39
增加土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）固定不仅可以促进土壤肥力提高和农业持续发展，而且有利于降低土壤CO2释放，进而减缓温室效应。随着国际社会对农业土壤固定大气CO2的日益关注，不同耕作方式对SOC固定的影响以及SOC的固定机制问题成为该领域的研究重点。本论文以我国东北中层黑土上进行的保护性耕作定位试验（11年）土壤和加拿大安大略省西南部长期（29年）不同耕作方式定位试验土壤（与我国东北黑土类似的土壤和作物类型）为对象，研究了不同耕作方式下SOC储量的动态变化及其结构稳定性，探讨了各粒级团聚体在SOC固定中的作用，以期寻求促进我国东北黑土SOC固定的最佳耕作方式，为农业土壤固碳机理研究提供参考。研究结果说明，保护性耕作促进了供试黑土稳定土壤结构体的形成和大团聚体结合碳的增加，有利于土壤结构的改善，而且垄作（Ridge tillage, RT）的效果比免耕（No-tillage,NT）更明显。RT促进了农田黑土SOC的增加，通过保护大团聚体内颗粒态有机碳（Particulate organic carbon, POC...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)吉林省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
加拿大安大略省西南部采样区Fig.2-2FieldexperimentaldesigninsouthwesternOntarioplots
从各HA红外光谱图（图3-7）上可以直观地看出不同耕作处理下土壤HA光谱差异明显。对比前人研究结果（Baes and Bloom, 1989; Stevenson, 1994; Rumpel et al., 2001）可知，常规耕作CT83和CT97土壤HA在3300 cm-1(N-H和O-H伸缩振动)、2930 cm-1（>CH2和-CH3基团中C-H键反对称伸缩振动）、2610 cm-1（羧基的C-O对称伸缩振动）、1725 cm-1（>C=O的伸缩振动）、1270cm-1（羧基中C-O伸缩和O-H变形振动及醚类芳基伸缩振动）以及830 cm-1（芳香C-H平面弯曲振动）处的吸收峰明显高于免耕，尤其NT83。也就是说，长期免耕NT83下HA各团能团吸收峰均低于传统耕作，各耕作处理间表现出随耕作强度增加，吸收强度增加的趋势。
及其各组分的影响40由图4-1可知，干团聚体以0.25-1 mm和4-8 mm粒级为主，分别占团聚体总量的18%-37%和12%-30%。7年的耕作试验（RT、NT和MP）对干团聚体的影响在表层0-10cm最为明显。0-5cm各处理> 1 mm干团聚体均有所增加，其中RT和NT处理> 8 mm干团聚体分别比2001年增加207.1%和98.9%，前者差异显著（P < 0.05）。5-10 cm土层各处理> 8 mm干团聚体含量比2001年增加幅度大小为RT > NT > MP，其它粒级在10 cm以下土层差异不大。耕作处理对> 8 mm干团聚体影响最为显著，除10-20 cm NT处理含量低于MP外，其它各层均表现为RT > NT > MP
【参考文献】：
期刊论文
[1]耕作与轮作方式对黑土有机碳和全氮储量的影响[J]. 范如芹,梁爱珍,杨学明,张晓平,时秀焕,贾淑霞,陈学文. 土壤学报. 2011(04)
[2]耕作方式对黑土团聚体含量及特征的影响[J]. 范如芹,梁爱珍,杨学明,张晓平,申艳,时秀焕. 中国农业科学. 2010(18)
[3]黑土颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳的变化研究[J]. 梁爱珍,张晓平,杨学明,申艳,时秀焕,范如芹,方华军. 土壤学报. 2010(01)
[4]保护性耕作对土壤线虫c-p类群及功能团的影响[J]. 胡宁,娄翼来,梁雷. 生态环境学报. 2009(06)
[5]三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应[J]. 窦晶鑫,刘景双,王洋,赵光影. 地理科学. 2009(05)
[6]免耕对东北黑土水稳性团聚体中有机碳分配的短期效应[J]. 梁爱珍,杨学明,张晓平,申艳,时秀焕,范如芹,方华军. 中国农业科学. 2009(08)
[7]三种南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究 Ⅲ.两种水稻土颗粒有机质结构特征的变化[J]. 周萍,Alessandro Piccolo,潘根兴,Daniela Smejkalova. 土壤学报. 2009(03)
[8]Evaluating the Effect of Tillage on Carbon Sequestration Using the Minimum Detectable Difference Concept[J]. X. M. YANG,C. F. DRURY,M. M. WANDER,B. D. KAY. Pedosphere. 2008(04)
[9]甘肃河西冬小麦保护性耕作对土壤风蚀影响的风洞试验研究[J]. 黄高宝,于爱忠,郭清毅,杨荣. 土壤学报. 2007(06)
[10]Short-term Effects of Tillage Practices on Organic Carbon in Clay Loam Soil of Northeast China[J]. LIANG Ai-Zhen~(1,2) ZHANG Xiao-Ping~1 FANG Hua-Jun~(1,2) YANG Xue-Ming~(3,*2) C.F.Drury~3 1 Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130012 (China).E-mail: 2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049 (China) 3 Greenhouse & Processing Crops Research Centre,Agriculture & Agri-Food Canada,Harrow,Ontario,N0R 1G0 (Canada). Pedosphere. 2007(05)
博士论文
[1]不同耕作方式下农田土壤CO2排放和土壤有机碳含量的研究[D]. 时秀焕.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
硕士论文
[1]农田土壤有机碳动态模拟研究[D]. 刘世梁.南京农业大学 2000
本文编号：3292755
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)吉林省
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
加拿大安大略省西南部采样区Fig.2-2FieldexperimentaldesigninsouthwesternOntarioplots
从各HA红外光谱图（图3-7）上可以直观地看出不同耕作处理下土壤HA光谱差异明显。对比前人研究结果（Baes and Bloom, 1989; Stevenson, 1994; Rumpel et al., 2001）可知，常规耕作CT83和CT97土壤HA在3300 cm-1(N-H和O-H伸缩振动)、2930 cm-1（>CH2和-CH3基团中C-H键反对称伸缩振动）、2610 cm-1（羧基的C-O对称伸缩振动）、1725 cm-1（>C=O的伸缩振动）、1270cm-1（羧基中C-O伸缩和O-H变形振动及醚类芳基伸缩振动）以及830 cm-1（芳香C-H平面弯曲振动）处的吸收峰明显高于免耕，尤其NT83。也就是说，长期免耕NT83下HA各团能团吸收峰均低于传统耕作，各耕作处理间表现出随耕作强度增加，吸收强度增加的趋势。
及其各组分的影响40由图4-1可知，干团聚体以0.25-1 mm和4-8 mm粒级为主，分别占团聚体总量的18%-37%和12%-30%。7年的耕作试验（RT、NT和MP）对干团聚体的影响在表层0-10cm最为明显。0-5cm各处理> 1 mm干团聚体均有所增加，其中RT和NT处理> 8 mm干团聚体分别比2001年增加207.1%和98.9%，前者差异显著（P < 0.05）。5-10 cm土层各处理> 8 mm干团聚体含量比2001年增加幅度大小为RT > NT > MP，其它粒级在10 cm以下土层差异不大。耕作处理对> 8 mm干团聚体影响最为显著，除10-20 cm NT处理含量低于MP外，其它各层均表现为RT > NT > MP
【参考文献】：
期刊论文
[1]耕作与轮作方式对黑土有机碳和全氮储量的影响[J]. 范如芹,梁爱珍,杨学明,张晓平,时秀焕,贾淑霞,陈学文. 土壤学报. 2011(04)
[2]耕作方式对黑土团聚体含量及特征的影响[J]. 范如芹,梁爱珍,杨学明,张晓平,申艳,时秀焕. 中国农业科学. 2010(18)
[3]黑土颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳的变化研究[J]. 梁爱珍,张晓平,杨学明,申艳,时秀焕,范如芹,方华军. 土壤学报. 2010(01)
[4]保护性耕作对土壤线虫c-p类群及功能团的影响[J]. 胡宁,娄翼来,梁雷. 生态环境学报. 2009(06)
[5]三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应[J]. 窦晶鑫,刘景双,王洋,赵光影. 地理科学. 2009(05)
[6]免耕对东北黑土水稳性团聚体中有机碳分配的短期效应[J]. 梁爱珍,杨学明,张晓平,申艳,时秀焕,范如芹,方华军. 中国农业科学. 2009(08)
[7]三种南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究 Ⅲ.两种水稻土颗粒有机质结构特征的变化[J]. 周萍,Alessandro Piccolo,潘根兴,Daniela Smejkalova. 土壤学报. 2009(03)
[8]Evaluating the Effect of Tillage on Carbon Sequestration Using the Minimum Detectable Difference Concept[J]. X. M. YANG,C. F. DRURY,M. M. WANDER,B. D. KAY. Pedosphere. 2008(04)
[9]甘肃河西冬小麦保护性耕作对土壤风蚀影响的风洞试验研究[J]. 黄高宝,于爱忠,郭清毅,杨荣. 土壤学报. 2007(06)
[10]Short-term Effects of Tillage Practices on Organic Carbon in Clay Loam Soil of Northeast China[J]. LIANG Ai-Zhen~(1,2) ZHANG Xiao-Ping~1 FANG Hua-Jun~(1,2) YANG Xue-Ming~(3,*2) C.F.Drury~3 1 Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130012 (China).E-mail: 2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049 (China) 3 Greenhouse & Processing Crops Research Centre,Agriculture & Agri-Food Canada,Harrow,Ontario,N0R 1G0 (Canada). Pedosphere. 2007(05)
博士论文
[1]不同耕作方式下农田土壤CO2排放和土壤有机碳含量的研究[D]. 时秀焕.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
硕士论文
[1]农田土壤有机碳动态模拟研究[D]. 刘世梁.南京农业大学 2000
本文编号：3292755
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