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施用炭基尿素和普通尿素对毛竹林土壤温室气体排放的影响

陆鑫华  
【摘要】:毛竹(Phyllostachys edulis)是重要的亚热带经济林资源,其具有固定森林土壤有机碳和减少温室气体排放的优势。普通尿素施用会增加土壤温室气体的排放,而生物炭施用对降低土壤温室气体排放具有较好的作用,但前人对生物质炭基肥料对土壤温室气体排放影响的研究尚少。本试验以集约经营毛竹人工林为研究对象,通过一年的定位试验,研究不同水平的生物质炭基尿素和普通尿素的施入(0 t ha-1:对照;低水平尿素(100 kgN ha-1):LU;高水平尿素(300 kgN ha-1):HU;低水平炭基尿素(100kgNha-1):LBU;高水平炭基尿素(300 kg N ha-1):HBU)对毛竹林土壤温室气体排放通量、温度、水分、碳氮库及酶活性等的影响,探讨毛竹林土壤温室气体排放通量与上述土壤环境因子之间的关系,揭示生物质炭基尿素和普通尿素输入对毛竹林土壤温室气体排放的影响及其机制。取得的主要研究结果如下:(1)在不同水平炭基尿素或普通尿素施入条件下,毛竹林土壤温室气体排放通量均呈明显的季节性变化特征。低、高水平普通尿素输入均具有增加土壤CO2排放的效应,而炭基尿素输入对土壤CO2排放无显著影响;低、高水平普通尿素处理均降低了毛竹林土壤CH4的年累积吸收量;而低、高水平炭基尿素处理均增加了毛竹林土壤CH4的年累积吸收量(P0.05)。低、高水平普通尿素处理均显著增加了毛竹林土壤N2O的年累积排放通量(P0.05),并且在高水平普通尿素处理下,增加效果较明显;而低、高水平炭基尿素处理均降低了毛竹林土壤N2O的年累积排放通量(P0.05),并且在高水平炭基尿素处理下,降低效果更加明显。(2)不同水平炭基尿素和普通尿素施用对毛竹林土壤温度和土壤含水量均无显著影响。与对照处理相比,LU、HU、LBU和HBU四种处理使土壤WSOC含量分别增加了 3.8%、12.8%、4.3%和 15.6%;使土壤 MBC 含量分别增加了 5.0%、7.0%、8.0%和13.0%。LU、HU、LBU和HBU四种处理均极显著增加了毛竹林土壤NH4+-N和NO3--N含量(P0.01)。不同水平普通尿素处理(LU、HU)均增加了毛竹林土壤WSON含量,分别增加了 3.3%和15.2%;而不同水平炭基尿素处理(LBU、HBU)均降低了毛竹林土壤WSON含量,分别降低了 6.4%和13.2%。(3)土壤蔗糖酶和脲酶活性呈现一定的季节性变化规律。普通尿素施用对土壤蔗糖酶活性的增加效果显著(P0.05),炭基尿素施用对土壤蔗糖酶活性无显著影响(P0.05)。LU、HU处理均增加了土壤脲酶活性,分别增加了 11.1%和15.6%;而LBU、HBU处理均降低了土壤脲酶活性,分别降低了 3.5%和12.9%。(4)在任何处理下,毛竹林土壤CO2、CH4和N2O排放通量与土壤温度均呈极显著相关性(P0.01),与土壤含水量均无显著相关性(P0.05);土壤CO2排放通量和CH4吸收通量与WSOC含量都具有显著相关性(P0.05),与MBC含量都无显著相关性(P0.05);土壤N2O排放通量与NH4+-N含量、NO3--N含量和WSON含量均呈显著相关性(P0.05);在Control、HU、LBU和HBU处理下,土壤N2O排放通量与MBN含量有显著相关性(P0.05),但在LU处理下两者无显著相关性(P0.05)。


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