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《南京农业大学》 2000年
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农田土壤有机碳动态模拟研究

刘世梁  
【摘要】: 本研究从影响土壤有机碳分解的因子入手,通过实验室培养实验, 对四种有机物料(小麦、水稻秸秆及相应的根系)在不同温度(12℃、18℃、 24℃、30℃、36℃)、不同土壤水分含量(200g/kg、300g/kg、500g/kg 及淹水)及不同土壤质地(粘粒含量从低到高)条件下的分解特征进行 了研究。结果表明:不同因子对有机碳的分解作用影响十分显著,而且 随分解时间的延长,影响因子作用程度降低。各种有机物料的分解在适 宜的水、热条件下分解主要集中在第一个月份,在温度较低的情况下, 温度升高大大促进有机联的分解,温度较高条件下,温度升高对有机碳 分解的促进作用降低。有机碳分解的温度系数Q_(10)随培养时间也降低至 一定值。水分在含水量为300~400g/kg时的分解速率最快,淹水与干旱 条件下则分解速度大大降低。有机物料在粘性土壤中的分解速度小于在 砂性土壤中的分解速度。 利用实验室数据,运用“黑箱”理论,对有机碳在土壤中的分解过 程进行定量的研究,得出不同因子对有机碳分解的影响函数,在此基础 上,借助SYSTAT,Excel等应用软件,建立了不同环境条件下有机碳分 解的动态模型: 微分模型:△C_i=SI×TI_i×WI_i×(k_1×OM_(Ni)+k_2×OM_(Si)) 积分模型:C_t=C_o×{F×[1-exp(-k_1×SI×TI_t×WI_t×t)] +(1-F)×[1-exp(-k_2×SI×TI_t×WI_t×t)]} 式中:△C_i为第i天的分解量,SI为质地影响指数、TI_i、WI_i分别 代表第i天的温度指数与水分指数,OM_(Ni)为有机物料中易分解的组 分,OM_(Si)为有机物料中难分解的组分,C_t为有机碳的累积分解量, C_o为初始的有机碳量,F为易分解比例,t为分解天数,k_1、k_2为易 分解与不易分解组分的分解速度常数。 利用模型,对不同温度、不同水分条件下四种有机物料分解的实验 室测定数据、不同物料的田间填埋实验数据及不同方案土壤定位点改良 实验资料进行了验证,结果表明,模拟结果与观测值之间具有很好的一 致性。 利用所建模型,对江苏省宜兴市万石农田土壤有机碳的动态变化进 行了研究.结果表明:在不施有机肥的条件下,三十年后该土埂的有机 碳含量将从 1991年的阶召下降到 6叭g左右;在 3OK的作物(小麦、 水稻塌秆坯田条件下,三十年后该土壤的有机碳含量将从1991年的sghg 上升到 11 hg左右;在作物秸秆全部还田条件下,三十年后该土羹的有 机碳含量将上升约一你 若要使该土壤三十年后的有机碳含量达到 13g/kg,每年作物秸秆还田必须占收获量的 60O/;在此条件下,每年土 壤排放的有机碳约为 3500kg/ha。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:S153.62

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【引证文献】
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