收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

等质量玉米秸秆及其腐解和炭化材料对土壤及团聚体中有机质特征的影响

田宇欣  
【摘要】:作物秸秆作为一种重要的可再生生物能源、工农业生产资源,含有丰富的营养元素以及可利用化学资源。近年来为了解决秸秆利用问题,国内外学者进行了大量的研究。但是已有的研究大多基于等碳量玉米秸秆还田,对相同质量玉米秸秆及其腐解、炭化材料的研究较少,而且在实际生产生活中关注更多的也是相同质量的秸秆到底能转化成多少腐熟秸秆和生物质炭,目前的研究中没有具体对比到底哪种还田材料对土壤组成及结构改善效果最为显著。因此,本文通过室内模拟试验,研究等质量下玉米秸秆(CS)、腐熟秸秆(HCS)和生物质炭(Bc)还田对土壤腐殖质及团聚体腐殖质产生的影响。以期为实际生产生活提供理论基础和科学依据。具体研究如下:1、玉米秸秆及其腐解、炭化过程中类腐殖质组成及结构的变化玉米秸秆在腐解和炭化过程中,类腐殖质组成及结构变化显著。腐解和炭化过程对类腐殖质各组分有机碳含量以及腐殖化水平(PQ)均有提高作用。与玉米秸秆原样相比,腐解后芳香性增强,脂族性下降,炭化过程脂族性增强,芳香性下降,分子结构简单化。2、添加玉米秸秆及其腐解、炭化材料对土壤团聚体分布状况的影响不论培养时间的长短,添加有机物料培养均促进2mm、0.25~0.053mm粒级含量的增加,且各处理0.25~0.053mm的团聚体含量均为最高,,培养3个月后达31.29%~49.75%,培养12个月达48.79%~53.12%;最少的为2mm的粒级,含量分别为1.85%~4.52%和2.86%~5.10%。3、添加玉米秸秆及其腐解、炭化材料对土壤和团聚体总有机碳的影响添加有机物料的土壤总有机碳(SOC)含量均呈上升趋势,均表现为BcHCSCSCK,培养90d后Bc处理较CK差异达显著水平(P0.05),培养培养360 d后各处理均较CK差异达显著水平(P0.05),但相比于培养90d,培养360d后土壤总有机碳整体呈现下降趋势。培养90d后CS、HCS和Bc处理的SOC含量较CK分别增加6.06%、10.34%和17.64%;培养360d后CS、HCS和Bc处理的SOC含量较CK分别增加2.84%、9.47%和15.51%。添加有机物料后,团聚体各粒级总有机碳含量均高于对照,且随培养时间的增加逐渐减少。不同处理各粒级团聚体中总有机碳含量随培养时间的增加差异显著,CS和HCS处理随土壤团聚体粒级直径增大,总有机碳含量逐渐增加,大小依次为:2,2~0.25,0.25~0.053和0.053mm,而Bc处理随土壤粒级直径的增大,有机碳含量呈现先减小后增加的V型分布,由大至小依次为:2,2~0.25,0.053和0.25~0.053 mm。4、添加玉米秸秆及其腐解炭化材料对土壤和团聚体腐殖质组成的影响就不同培养时间的土壤而言,添加有机物料均有利于增加腐殖质各组分有机碳含量,提高土壤腐殖化程度。培养90 d的土壤,CS、HCS和Bc处理PQ值分别增加了5.44%、9.10%和11.95%;培养180 d的土壤,PQ值分别增加了6.40%、10.50%和12.52%;培养360 d的土壤,PQ值分别增加了11.38%、12.97%和13.94%。培养90d时,HCS处理对提升土壤团聚体胡敏酸含碳量影响最大,各粒级胡敏酸(HA)含碳量分别为:3.50g/kg、3.80g/kg、3.49g/kg和3.90g/kg。在培养360d时,各粒级HA含量相对降低,各粒级HA含量最多的仍为CS和HCS处理,但随着培养时间的增加,Bc处理和HCS处理之间差异不再显著。5、添加玉米秸秆及其腐解炭化材料对土壤HA结构的影响添加有机物料培养后C/N比增加,H/C和O/C均降低,Bc、HCS和CS 3种处理降低了土壤HA的氧化度。CS和HCS处理使中温放热和失重均较CK增加,而高温放热和失重降低,Bc处理则相反,随培养时间的增加,各处理中高温放热量和失重均随之增加,Bc处理2920/1620的比值有所减弱。结果表明,玉米秸秆和腐熟秸秆的添加增加了土壤HA的脂族化程度,降低了芳香化程度,使其结构更简单。而Bc处理则使得土壤HA结构中芳香化程度得到提升,脂族化程度减弱。6、添加玉米秸秆与土壤不同混合方式对腐殖质组成和结构的影响与CK相比,玉米秸秆与土壤混合(I)与玉米秸秆覆盖(C)处理均使得土壤总有机碳含量显著增加,各处理富里酸含碳量及PQ值无显著差异;各处理I2920/I1720和I2920/I1620比值均高于CK,热量高/中比值和失重高/中比值均小于CK,玉米秸秆与土壤不同混合方式均使得土壤HA脂族化程度增强,芳香化程度降低,氧化度降低,结构趋于简单化,其中玉米秸秆覆盖处理HA的脂族性更低,芳香性和热稳定性更高,结构更复杂。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 龚振平;邓乃榛;宋秋来;李中韬;;基于长期定位试验的松嫩平原还田玉米秸秆腐解特征研究[J];农业工程学报;2018年08期
2 李彬旭;秸杆腐解过程中有效氮保护的研究[J];黑龙江环境通报;2003年01期
3 张一平,白锦鳞,陈思根,韩劲,董建辉,邵晓荣;植物残体腐解过程中的能态变化特征[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);1988年04期
4 卞景阳;刘琳帅;孙兴荣;曾宪楠;王麒;冯延江;;施氮对寒地粳稻还田秸秆腐解及养分释放的影响[J];黑龙江八一农垦大学学报;2019年05期
5 刘少东;汪春;张伟;王汉羊;;黑龙江垦区玉米秸秆腐解规律试验研究[J];农机化研究;2019年08期
6 吴景贵,席时权,曾广赋,汪冬梅,姜岩,王明辉;玉米秸秆腐解过程的红外光谱研究[J];土壤学报;1999年01期
7 周淑清;王慧;黄祖杰;刘一凌;胡卉芳;;狼毒在土壤里腐解过程中对苜蓿化感作用的研究[J];中国草地学报;2008年04期
8 王旭东,于天富,陈多仁,殷宪强;玉米秸秆腐解过程物质组成及胡敏酸的动态变化Ⅰ.物质组成的动态变化[J];干旱地区农业研究;2001年03期
9 王志方;陈竞;代金平;古丽努尔·艾合买提;王小武;秦新政;李晨华;杨新平;;棉秸秆自然腐解过程中细菌菌群多样性分析[J];新疆农业科学;2019年01期
10 倪文海;刘欢;刘振涛;罗荣;周江敏;陈华林;葛世玫;代静玉;;水稻秸杆腐解过程溶解性有机质红外光谱研究[J];土壤;2013年02期
11 王旭东,胡田田,关文玲;有机物料腐解过程胡敏酸的分级研究[J];土壤;2001年06期
12 姚佳;杨飞;张毅敏;朱月明;高月香;尹杰;杜聪;巴翠翠;李定龙;;黑藻叶、茎腐解释放溶解性有机物的特性[J];中国环境科学;2017年11期
13 黄菲;刘言;李继福;欧阳玲;龙鹏;李新涛;;水旱轮作条件下还田秸秆腐解和养分释放特征研究[J];长江大学学报(自科版);2017年18期
14 李晓韦;韩上;雷之萌;武际;石祖梁;孙志祥;李敏;王慧;唐杉;程文龙;朱林;;氮素形态对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响[J];中国生态农业学报(中英文);2019年05期
15 信彩云;马惠;王瑜;赵庆雷;刘奇华;杨军;陈博聪;李景岭;林香青;;水旱轮作条件下稻麦秸秆腐解规律研究[J];山东农业科学;2019年08期
16 刘峙嵘;邹翔;王长福;赖毅;陈帅;周利民;;敌草隆在水稻秸秆腐解过程中的降解行为[J];农药;2015年10期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 王麒;冯延江;宋秋来;孙羽;曾宪楠;来永才;;不同氮肥梯度下寒地水稻秸秆腐解规律研究[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
2 蔡丽君;赵桂范;盖志佳;刘婧琦;杜佳兴;张敬涛;龚振平;马春梅;;不同部位玉米秸秆腐解特征及其影响因素研究[A];中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C];2018年
3 孙波;王晓玥;蒋瑀霁;汪峰;;气候和土壤类型对秸秆长期腐解过程中秸秆组成与微生物群落结构协同演变的影响[A];面向未来的土壤科学(中册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年
4 刘建妮;Michael Steiner;Jason A.Dunlop;舒德干;张兴亮;韩健;张志飞;;微生物腐解分析挑战寒武纪节肢动物抚仙湖虫类可疑的内部器官解释[A];中国古生物学会第十二次全国会员代表大会暨第29届学术年会论文摘要集[C];2018年
5 田平;隋鹏祥;张文可;梅楠;齐华;;不同耕作方式下秸秆腐解及养分释放特征的研究[A];第十五届全国玉米栽培学术研讨会会议论文集[C];2017年
6 周淑清;;狼毒在土壤里腐解过程中对苜蓿和披碱草生化他感作用的研究[A];第九届全国杂草科学大会论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郭腾飞;稻田秸秆分解的碳氮互作机理[D];中国农业科学院;2019年
2 张红;植物秸秆腐解特性及微生物多样性的响应研究[D];西北农林科技大学;2017年
3 曹莹菲;腐解过程中还田秸秆和土壤有机酸、质能及结构变化特征[D];西北农林科技大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢梦薇;设施水田土表稻秸秆的覆盖量对其腐解规律及蔬菜产量品质的影响[D];扬州大学;2019年
2 朱芸;油—稻与麦—稻轮作体系水稻产量差异及其养分机制初探[D];华中农业大学;2019年
3 田宇欣;等质量玉米秸秆及其腐解和炭化材料对土壤及团聚体中有机质特征的影响[D];吉林农业大学;2019年
4 朱雅琪;稻秆腐解影响条件优化及其对土壤养分和蔬菜生长的影响[D];长安大学;2019年
5 刘佳琪;高粱和玉米秸秆腐解特性比较研究[D];山西大学;2019年
6 马想;我国典型农田土壤中有机物料的腐解特征及驱动因子[D];中国农业科学院;2019年
7 夏东;不同有机物料还田的腐解特征及对黄壤养分的影响[D];贵州大学;2019年
8 梁军;不同绿肥还田腐解动态及其对土壤养分的影响[D];湖南农业大学;2018年
9 藕翔;三种水生植物对黑臭水体修复效果的研究[D];合肥工业大学;2018年
10 席娟;分层覆盖下秸秆层演变规律及降解速率调控方法试验研究[D];西北农林科技大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 无极县植保站 韩晓莉;防蔬菜肥害措施[N];河北科技报;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978