固碳土壤学的核心科学问题与研究进展   总被引：57，自引：10，他引：57  

潘根兴  周萍  李恋卿  张旭辉 《土壤学报》2007,44(2):327-337

土壤碳固定是当前有关陆地生态系统碳循环与全球变化的地球表层过程研究的重要优先领域。国际社会对全球农业温室气体减排的需求，驱动着土壤学对土壤固碳容量与潜力、固碳与减排的过程与机理的前沿探索，并越来越呈现为一个独特的土壤学新兴分支学科——固碳土壤学（SoilScience of C Sequestration）。本文围绕固碳土壤学的基本科学问题，回顾了最近10多年来，特别是最近5年来国内外关于土壤固碳研究的主要进展，讨论了固碳土壤学中的核心科学问题是土壤固碳容量与固碳作用的机理，论述了土壤物理保护、碳化学结合与碳化学转化稳定与固碳容量及稳定化的关系，提出了土壤-植物（作物）-微生物相互作用是当前固碳土壤学的前沿领域和深化方向，并结合国内对水稻土固碳的研究进展，提出了固碳土壤学的概念性框架，认为我国亟待加强固碳土壤学研究，深入探索我国农业经营管理特色下土壤固碳容量、过程、机理，丰富和发展农业土壤碳循环理论，并服务于全球变化生物学和国家碳管理。  相似文献   

旱地土壤施用生物质炭的后效应——水分条件对土壤有机碳矿化的影响   总被引：7，自引：1，他引：7  

康熙龙  张旭辉  张硕硕  郑聚锋  李恋卿  刘晓雨  潘根兴 《土壤》2016,48(1):152-158

农田施用生物质炭作为农田土壤固碳减排技术的重要措施已受到广泛关注。本研究选择一次性大量施入生物质炭3年后且长期种植玉米的旱地土壤为研究对象,通过室内培养试验,研究了不同水分条件下的有机碳稳定性的变化,结果表明:一级动力学方程较好地描述了土壤有机碳的矿化动态,总体看来旱地土壤有机碳的矿化强度随土壤含水量的增加而增大,在25%WHC(持水量,water holding capacity)、50%WHC和75%WHC水分条件下,与C0(无生物质炭)相比,C20(生物质炭20 t/hm2)、C40(生物质炭40 t/hm2)处理下,有机碳的矿化强度分别降低了28.57%~42.86%(25%WHC)、22.22%~33.33%(50%WHC)、15.00%~30.00%(75%WHC),不同处理下土壤的微生物商和微生物代谢熵对水分的响应存在明显差异,与对照相比,生物质炭施用下微生物量相对稳定,且稳定程度与生物质炭用量有关。因此,旱地土壤施用生物质炭具有保持微生物量稳定且降低土壤有机碳矿化与CO2释放的作用,这对于农田土壤有机碳的固持增汇具有重要意义。  相似文献   

土壤污染成为制约农民收入的瓶颈     

张旭辉  黄英男 《中国农业信息快讯》2013,(8S):21-22

<正>当前我国耕地土壤污染比较严重,其重要的原因之一就是化肥农药的滥用。一方面,由于农户没钱或为了省钱,挑选便宜的药性强的农药使用,安全性方面很难保证。另一方面耕地连年使用化肥,地力逐渐下降,造成越不施肥就越不生长的局面。但是,如果农户不使用农药化肥,农产品就会遭受虫害,长相影响美观,销售就成问题,收入就会下降。土壤与人类息息相关,是人类赖以生存的物质基础,由于土壤有较大的"缓冲"能力,污染往往不易察觉,一旦污染将很难恢复,严重的还可能导致丧失  相似文献   

南方三种典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究I．团聚体物理保护作用   总被引：1，自引：0，他引：1  

周萍  宋国菡  潘根兴  李恋卿  张旭辉  Laosheng  Wu 《土壤学报》2008,45(6)

选取我国南方三种典型水稻土的长期试验田,采集长期不同处理下的未破坏土壤样品,采用低能量超声波分散法分离得到不同粒径的团聚体颗粒组,研究不同处理下这些团聚体颗粒组中的有机碳（Soil organic carbon,SOC）含量及其分配变化,探讨土壤有机碳积累与团聚体物理保护的关系。结果表明：供试三种水稻土团聚体颗粒组的组成以200—20μm和20～2μm粒径为主,分别占22％～43％和27％一44％,微团聚化作用较强。SOC含量以2000—200μm和〈2μm粒组中最高;而易氧化态碳（Labile organic carbon,LOC）主要富集于2000～200μm粗团聚体颗粒组中,其占SOC的比例（LOC／SOC）也是以该粒径中明显最高。直径为2000—200μm的粗团聚体颗粒组作为新增有机碳的主要载体,随不同耕作和施肥等长期处理的变化最为强烈,其中又以红壤性水稻土的SOC和LOC随不同施肥的变化最为强烈,说明其良好管理下的有机碳累积效应最为显著。统计分析表明,全土的有机碳积累量与2000～200μm粗团聚体的有机碳积累量之间的关系可用抛物线拟合（R2=0．95,n=8）。由此看来,长期试验下新固定的有机碳积累及其粗团聚体保护可能存在某种饱和机理。计算表明,供试水稻土的粗团聚体保护在长期试验期内还未达到其饱和限,本研究结果支持了我国学者对于近20年来南方水稻土特别是红壤丘陵区水稻土有机碳固定速率较高的认识。同时,红壤性水稻土的粗团聚体保护作用最强,仍然具有明显的固碳潜力,这也提示土壤中氧化铁对水稻土中有机碳的固定和化学稳定可能有重要贡献,水稻土固碳的团聚体保护作用与团聚体中有机碳的化学结合机制有关。  相似文献   

秸秆带状覆盖对土壤团聚体及团聚体有机碳含量的影响     

吴海梅  逄蕾  路建龙  张旭辉  郑浩飞  杨楠  周彦莉 《江苏农业科学》2023,(12):187-195

利用田间定位试验研究旱区秸秆带状覆盖下土壤团聚体含量及团聚体有机碳分布。设4种覆盖措施：白膜双垄沟覆盖(TW)、黑膜双垄沟覆盖(TB)、秸秆带状覆盖(TM),以平作无覆盖为对照(TN),采用干筛法和湿筛法共同测定团聚体分布特征及团聚体总有机碳、团聚体易氧化态有机碳含量。结果表明,≥0.25 mm的机械稳定性团聚体含量在69.29%以上,水稳性团聚体含量则集中在<0.25 mm粒径;0～5、5～10、10～20 cm土层,TM处理较TN处理显著提高2～<5 mm和1～<2 mm粒径机械稳定性团聚体含量,2～<5 mm粒径分别提高54.38%、21.18%和60.91%,1～<2 mm粒径分别提高45.09%、27.04%和73.13%。TM处理促进了5～20 cm土层水稳性团聚体向≥0.25 mm粒径转化,TW处理促进了5～30 cm土层水稳定性团聚体向≥0.25 mm粒径转化。TM处理较TN处理提高了0～30 cm土层≥5 mm和0.25～<0.5 mm粒径团聚体有机碳含量和0～5 cm土层各粒径团聚体易氧化态有机碳含量;TW处理较TN处理降低了0～...  相似文献   

氧化铁辅助农业固碳减排的技术探索     

周萍  潘根兴  张旭辉  宋祥云  李恋卿 《农业环境保护》2009,(12):2590-2595

通过选取水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥,添加氧化铁后分别进行室内好气培养（25℃）和田间填埋矿化（夏季）,以探索农业固碳减排的技术途径。结果表明,室内好气培养条件下,氧化铁明显降低了水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥的CO2释放速率,整个培养期间的CO2累积释放量分别由未添加氧化铁的10934．45、5426．12、5288．43和794．90mgCO2-C·kg^-1降低为添加氧化铁的125．47、1535．15、1473．36和498．72mgCO2-C·kg^-1,以水稻秸秆的效果最为显著。田间填埋条件下,除了颗粒有机肥的有机碳降解速率基本未受氧化铁影响外,其余3种有机物料在每一取样阶段的有机碳降解速率均受到了氧化铁的有效抑制。填埋90d后,水稻秸秆、猪粪和污泥的有机碳降解速率分别由未添加氧化铁的34．06％、14．91％和19．90％降低为添加氧化铁的24．25％、9．45％和14．24％,也以水稻秸秆的效果最为显著。可见,无论是室内好气培养还是田间填埋矿化,氧化铁均表现出对有机物料矿化降解的有效抑制作用,具有明显的有机碳固持能力。  相似文献   

太湖地区水稻土长期不同施肥条件下油菜季土壤呼吸CO2排放     

刘晓雨  潘根兴  李恋卿  张旭辉 《农业环境保护》2009,(12):2506-2511

利用长期定位试验研究了太湖地区不同施肥处理下油菜生长期间水稻土CO2排放通量,耕作方式为水稻-油菜轮作,并对CO2排放通量和土壤（5cm）温度、土壤水分含量进行了回归模拟。结果表明,不同施肥处理平均土壤呼吸CO2排放速率在49．37～85．97CO2-Cmg·m^-2·h^-1之间,与不施肥处理相比,长期施用肥料显著提高了土壤呼吸CO2排放速率,且在油菜的两个生育期,施肥对土壤呼吸释放CO2的促进作用,花角期显著高于角果发育成熟期。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤水分、土壤温度有显著的正相关关系。通过计算Q10,无肥处理（NF）较其他肥料处理（CF、CFM、CFS）对土壤温度有更大的敏感性。  相似文献   

三种南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究Ⅱ.团聚体内有机碳的化学结合机制   总被引：11，自引：2，他引：9  

周萍  宋国菡  潘根兴  李恋卿  张旭辉  Laosheng Wu 《土壤学报》2009,46(2):263-273

在对我国南方3种典型的水稻土有机碳团聚体分布研究的基础上,对用低能量超声波分散法分离得到的团聚体颗粒组进一步进行有机碳键合形态分析,考察不同键合态有机碳在不同粒径团聚体的分布,由此探讨这些水稻土中有机碳积累中物理作用基础上的化学机制。结果表明:钙键合态有机碳(Ca-SOC)多分布于2 000～200μm的粗团聚体颗粒组中,且在紫色水稻土中含量最高(达到9 g kg-1左右),而红壤性水稻土中最低(不到3 g kg-1);相反,铁铝键合态有机碳(Fe(Al)-SOC)趋向于在细团聚体颗粒组集中,是<2μm颗粒组中有机碳的优势组分,且以红壤性水稻土中最高(介于20～30 g kg-1之间),紫色水稻土中最低(仅为10 g kg-1左右),这与该团聚体颗粒组中铁铝氧化物的含量分布相吻合。统计分析表明,易氧化态碳(LOC)占有机碳(SOC)的比值与Ca-SOC占SOC的比值表现为正相关关系,而与Fe(Al)-SOC占SOC的比值表现为反相关关系。直径为2 000～200μm的粗团聚体中的Ca-SOC和Fe(Al)-SOC对长期不同耕作和施肥的响应最为敏感,良好的耕作施肥下水稻土有机碳的积累主要表现为Fe(Al)-SOC的增加。氧化铁铝的含量与SOC和LOC的含量之间存在一定的依变关系,说明这些土壤发生的无机组成分在有机碳的保护与稳定中发挥着重要作用,并且以红壤性水稻土粗团聚体中的氧化铁铝对有机碳的保护作用最强。由此看来,团聚体更新中物理保护的有机碳在细团聚体形成中进一步与氧化铁铝的键合可能是这些水稻土中有机碳稳定的重要机制。  相似文献   

烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌的抑制作用及发酵条件优化     

汪文强  李勇  张旭辉  魏万玲  周丰武  李素平  李杰 《中国生物防治学报》2018,34(3):423-430

本文优化了烟管菌Bjerkandera adusta M-1发酵液对柑橘炭疽病Colletotrichum gloeosprioides的抑制发酵条件,为柑橘炭疽病菌生物防治提供研究基础。通过采用平板对峙试验、单因素试验及响应曲面法,研究了烟管菌M-1菌株对柑橘炭疽病菌的拮抗作用。平板对峙试验表明,烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌具有明显的抑制作用,抑菌率达65.7%,显著高于化学农药多菌灵和甲基托布津;发酵条件优化后,当C/N 7.5,初始pH 6.5,装瓶量36%,发酵时间22 d,转速180 r/min,温度30℃时,对柑橘炭疽病菌的抑菌率最高,达71.1%。本研究首次发现烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌具有很好的拮抗作用,并确定了最优的发酵条件组合,这将为利用烟管菌防治柑橘炭疽病的实际应用奠定理论基础。  相似文献   

蚯蚓堆肥用作苹果育苗基质的应用研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

常大丽  余碧霞  陈运动  张旭辉  焦加国  王东升  李辉信  高继明  徐莉 《土壤》2018,50(5):917-923

本研究采用穴盘栽培的方式,以不同比例的蚯蚓堆肥替代草炭调配育苗基质配方,用于苹果的育苗效果研究,通过比较苹果苗生长状况,以为蚯蚓堆肥在果树育苗上的应用提供参考。试验设置4个处理,包括传统草炭基质处理(对照)、蚯蚓堆肥25%、50%、100%替代草炭基质处理,对苹果苗的株高、茎粗、叶片光合色素含量、壮苗指数、根系形态和根系活力指标进行测定和分析。结果发现:与对照相比,蚯蚓堆肥不同比例替代草炭(25%、50%、100%)均能够增加苹果苗的地上生物量,以全替代(100%)的效果最为显著,全替代处理下苹果苗的存活率提高了15%,根系长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和根系活力分别增加了23.40%、47.61%、5.88%、38.57%、20.17%、228.75%。因此,蚯蚓堆肥可以全替代草炭用作苹果苗的育苗基质,且不仅能够降低成本,还可以促进农业废弃物的循环转化,降低环境风险。  相似文献