生物炭對寧夏引黃灌區(qū)土壤有機(jī)碳組分及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、生物炭(biochar作為一種新型環(huán)境功能材料，在土壤固碳方面具有應(yīng)用前景。針對寧夏引黃灌區(qū)生物炭還田對灌淤土土壤有機(jī)碳和微生物群落結(jié)構(gòu)影響的相關(guān)研究較少，本研究基于寧夏引黃灌區(qū)連續(xù)施用生物炭3年的定位試驗(yàn)，探討添加生物炭對寧夏引黃灌區(qū)土壤有機(jī)碳的影響，并利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法分析土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化情況，從微生物的角度分析其作用機(jī)理。試驗(yàn)在不施氮肥和當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施氮條件下分別設(shè)置4個(gè)生物炭水平，在2015年水稻收獲后和2016

2、年水稻生育期內(nèi)采集土壤樣品，測定土壤總有機(jī)碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有機(jī)碳(DOC)、易氧化有機(jī)碳(LOC)、顆粒態(tài)有機(jī)碳(POC)含量和土壤PLFA。
　　主要結(jié)論如下:
　　(1)在2016年的水稻生育期各處理活性有機(jī)碳含量均具有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)波動(dòng)。其中土壤MBC的季節(jié)波動(dòng)（季節(jié)變異系數(shù)44.1％-53.5％）最大，DOC（季節(jié)變異系數(shù)42.0％-44.1％）次之，LOC的季節(jié)波動(dòng)（季節(jié)變異系數(shù)16.7％

3、-24.2％）最小。生物炭處理對土壤MBC和DOC的季節(jié)變異系數(shù)沒有顯著影響(P＞0.05)，但提高了土壤LOC的季節(jié)變異系數(shù)(P＜0.05)。
　　(2)施用生物炭顯著提高了表層(0-20 cm)土壤有機(jī)碳儲量、土壤TOC、LOC和POC含量(P＜0.05)，降低了土壤MBC含量(p＜0.05)，生物炭處理和不施炭處理間的DOC含量無顯著差異。添加生物炭對20 cm以下土層土壤TOC和LOC含量沒有顯著影響(P＞0.05)。

4、r>　　(3)生物炭的添加提高了土壤碳庫管理指數(shù)(CPMI)，顯著提高了POC占總有機(jī)碳的比例，降低了DOC和MBC占總有機(jī)碳的比例(P＜0.05)。
　　(4)添加生物炭顯著降低了土壤革蘭氏陰性細(xì)菌、細(xì)菌、真菌和總的磷脂脂肪酸含量。提高了常規(guī)施氮(N300)條件下真菌與細(xì)菌PLFA的比值。細(xì)菌和真菌PLFA與TOC成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＞0.05)，與DOC成顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05);細(xì)菌PLFA與MBC成顯著正相關(guān)關(guān)系(P

5、＜0.05)。
　　(5)生物炭顯著提高了土壤速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量，對土壤全氮、全磷及水解性氮含量影響不顯著;生物炭有促進(jìn)水稻產(chǎn)量的趨勢，但處理間差異不顯著。
　　本研究表明在寧夏引黃灌區(qū)灌淤土中添加生物炭可以提高表層(0-20 cm)土壤有機(jī)碳儲量、土壤TOC、LOC和POC含量，有利于灌淤土的碳封存，同時(shí)外源生物炭提高了土壤養(yǎng)分，對水稻產(chǎn)量有一定促進(jìn)作用;生物炭的添加改變了微生物群落結(jié)構(gòu)，降低了微生物數(shù)量和多樣性。