玉米秸秆生物炭和碳骨架的制备及对农田土壤CO2排放的影响

• 作者: 崔建国 张峰 张浩 曹渺 李红艳 牛淑娟 王朝旭 覃存立 贺国华
• 来源期刊: 生态与农村环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 生物炭 碳骨架 CO2排放 溶解性有机碳 易氧化有机碳
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 自然保护与生态
• 页码范围: 95-105
• 页数: 11页
• 分类号: X511
• 字数: 9863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0131

摘要

为探明生物炭对黄土高原石灰性农田土壤CO2排放的影响及机理,于400、600和800℃条件下制备玉米秸秆生物炭(BC),并采用热水浸提法制备碳骨架(BS).在分析材料基本性质的基础上,将其分别按质量比1％和2％与土壤充分混匀,开展为期50 d的室内静态土壤培养实验.结果表明,随着热解温度的升高(从400℃上升到800℃),玉米秸秆生物炭和碳骨架的pH值和总碱性含氧官能团含量显著增加,而溶解性有机碳(DOC)含量、易氧化有机碳(ROC)含量和总酸性含氧官能团含量则显著降低(P<0.05).碳骨架DOC和ROC含量均显著低于同一热解温度条件下制得的生物炭(P<0.05).随着添加材料(生物炭或碳骨架)热解温度的升高,各处理CO2累积排放量呈降低趋势,且添加生物炭处理的CO2累积排放量高于添加碳骨架处理,尤其是BC-2％处理CO2累积排放量显著高于BS-1％处理(P<0.05).在整个培养过程中,培养体系的DOC和ROC含量均呈降低趋势,但DOC含量降低幅度(87.90％～89.18％)大于ROC含量(19.29％～38.49％);培养过程中400、600和800℃处理DOC和ROC含量均呈BC-2％>BC-1％/BS-2％>BS-1％>对照趋势.在添加生物炭或碳骨架处理中,与ROC含量相比,DOC含量对CO2排放变化的解释程度更高,且达到显著水平(P<0.01).DOC和ROC含量均是影响黄土高原石灰性农田土壤CO2排放的重要因素,但相比较而言,DOC含量的影响更加显著.