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有机物料、温度和土壤水分对黑土有机碳分解的影响

张雷  
【摘要】:试验选用有机碳含量不同的黑土,研究了有机物料施用量对土壤有机碳分解的影响,还研究了不同温度和土壤水分条件下,CO2排放速率、土壤有机碳含量变化及温度、土壤水分与土壤有机碳分解的关系。结果如下: 施用有机物料以后CO2排放速率明显增加。5%和3%处理CO2排放速率增加幅度显著高于2%和1%处理。有机碳分解初期CO2排放速率增加较快,波动性大,后期趋于稳定,其相对值大小随有机物料施用量及土壤有机碳含量增加而增加,即6号土5号土4号土2号土1号土。3号土性质与其它土壤样品略有不同,所以CO2排放速率偏高。 1号、2号、3号、4号和5号土培育后有机碳量与有机物料施用量呈线性正相关;6号相关性不显著。随有机物料施用量增加,各处理原土复合量及追加复合量增加,即5%3%2%1%0%,6号土壤样品两个值都下降。 1号、2号、3、4号、5号土壤有机物料的合理施用量分别是2%、3%、2%、5%、2%水平。在这个水平上施用有机物料能够使有机物料多积累,少排放。如果6号土壤开垦为农用地,则有机物料合理施用量在5%水平以上,在此水平上可以缓解土壤有机碳含量降低趋势。 相同水分条件,培育初期(1~20d)各处理CO2排放速率较高,相对值表现为35℃25℃15℃5℃,随培育时间延长(20d),CO2排放速率渐趋平稳。相同温度条件下,在一定水分条件(30%~90%WHC)下,培育初期(1~20d)各处理CO2排放速率初始值较高,随后渐低,当趋于某一定值时,相对值大小随土壤水分含量增加而增加。相同温度与土壤水分条件下,CO2排放速率相对值大小随土壤有机碳含量增加而增加。 低有机碳含量1号土, 5℃和15℃在一定水分条件(30%~90%WHC)下,土壤水分越高,土壤复合有机碳能力越弱;25℃和35℃时,土壤水分为75%WHC时,土壤复合有机碳能力较强。中有机碳含量4号土,在5℃和25℃在一定水分条件(30%~90%WHC)下,随土壤水分升高,土壤复合有机碳量减小;15℃和35℃时,以土壤水分为60%WHC时,土壤复合有机碳量最多。高有机碳含量6号土, 5℃土壤水分小于75%WHC有利于土壤有机碳复合;温度≥15℃时,土壤复合有机碳的能因土壤水分含量而异。 温度和土壤水分含量交互作用对土壤有机碳分解的影响显著,满足指数函数: ,决定系数(r2≥0.962)显著,函数拟合程度好,即随着温度和土壤水分升高CO2排放量增加。在一定条件范围内,可以用温度和土壤水分函数对土壤有机碳分解情况做出判断。


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